一种全生物二氧化碳基生物降解聚氨酯压敏胶带及其制备方法

技术特征：
1.一种压敏胶带，其特征在于，包括基膜和复合在基膜上的水性聚氨酯压敏胶层；所述基膜包括聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯和二氧化碳基聚合物。2.根据权利要求1所述的压敏胶带，其特征在于，所述基膜，按原料质量份数计，包括：聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯5～20重量份；二氧化碳基聚合物80～170重量份；硬脂酸0.3～1重量份；所述基膜的厚度为0.1～0.5mm；所述水性聚氨酯压敏胶层的厚度为5～20μm。3.根据权利要求1所述的压敏胶带，其特征在于，所述二氧化碳基聚合物包括聚甲基乙撑碳酸酯；所述水性聚氨酯压敏胶中的水性聚氨酯树脂是以二氧化碳基多元醇和聚丁二酸丁二醇为聚合物多元醇，经制备后得到；所述二氧化碳基多元醇包括二氧化碳基二元醇；所述水性聚氨酯树脂，具有如式(i)所示的结构：其中，x＝1或2；r1选自nh4.h2o或nh(ch3ch2)3；r2选自式(1)～(5)任意一项所示：选自式(1)～(5)任意一项所示：r3如式(6)所示：其中，m，n均为聚合度，5≤m≤50，5≤n≤50；
r4如式(7)所示：其中，p为聚合度，10≤p≤200；r5选自式(8)～(10)任意一项所示：r6选自式(11)～(12)任意一项所示：所述水性聚氨酯压敏胶包括可生物降解的水性聚氨酯压敏胶。4.根据权利要求2所述的压敏胶带，其特征在于，所述二氧化碳基多元醇包括聚(碳酸酯-醚)二元醇；所述聚(碳酸酯-醚)二元醇的数数均分子量为3300～6000da；所述聚(碳酸酯-醚)二元醇的聚合物链中的碳酸酯单元含量为30.6％～54.8％；所述聚(碳酸酯-醚)二元醇中环状碳酸酯的质量分数为0.1％～1％；所述聚丁二酸丁二醇的数均分子量为1500～8000da；所述聚丁二酸丁二醇的酸值小于等于5mg/koh。5.根据权利要求1所述的压敏胶带，其特征在于，所述水性聚氨酯压敏胶，按原料质量份数计，包括：6.根据权利要求5所述的压敏胶带，其特征在于，所述的粉料包括气相白炭黑、滑石粉、重质碳酸钙和钛白粉中的一种或多种；所述水性分散剂包括byk-023、byk-034、byk-077、byk-085、byk-182和byk-190中的一种或多种；所述水性消泡剂包括byk-019、byk-020、byk-024、byk-028和byk-1730中的一种或多
种；所述水性增稠剂包括rm-8w、rm-2020和tt-935中的一种或多种；所述基膜的一面复合有水性聚氨酯压敏胶层，另一面复合有离型层；所述压敏胶带为全生物降解聚氨酯压敏胶带。7.一种如权利要求1～6所述的压敏胶带中的水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在保护性气体的条件下，将二氧化碳基多元醇、聚丁二酸丁二醇、小分子亲水扩链剂和多异氰酸酯进行第一反应，得到第一中间体；2)将上述步骤得到的第一中间体、不含活泼氢的惰性溶剂和小分子扩链剂进行第二反应，再加入水和中和剂后，得到第二中间体；3)将上述步骤得到的第二中间体与磺酸盐型多元胺亲水扩链剂进行第三反应后，得到水性聚氨酯树脂。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化碳基二元醇与所述小分子亲水扩链剂的质量比为(1050～2600)：(59.2～185)；所述小分子亲水扩链剂包括二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、n-甲基二乙醇胺、n-丁基二乙醇胺、2,2
’‑
亚氨基二乙醇和三羟乙基胺中的一种或多种；所述二氧化碳基二元醇与所述小分子亲水扩链剂的质量比为(1050～2600)：(59.2～185)；所述多异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、4,4
’‑
二环己基甲烷二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯和降冰片烷二异氰酸酯中的一种或多种；所述二氧化碳基二元醇与所述多异氰酸酯的质量比为(1050～2600)：(371～1025)；所述第一反应的温度为75～100℃；所述第一反应的时间为1.5～3小时；所述不含活泼氢的惰性溶剂包括丙酮和/或丁酮；所述二氧化碳基二元醇与所述不含活泼氢的惰性溶剂的质量比为(1050～2600)：(530～1500)。9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述小分子扩链剂包括1，2-乙二醇、1，4-丁二醇、1，3-丙二醇、二甘醇和三甘醇中的一种或多种；所述二氧化碳基二元醇与所述小分子扩链剂的质量比为(1050～2600)：(63.5～206.5)；所述第二反应的温度为80～110℃；所述第二反应的时间为2～3小时；所述二氧化碳基二元醇与所述水的质量比为(1050～2600)：(1820～4150)；所述中和剂包括三乙胺、氨水、氢氧化钠、盐酸和醋酸中的一种或多种；所述二氧化碳基二元醇与所述中和剂的质量比为(1050～2600)：(51.8～142.6)；所述磺酸盐型多元胺亲水扩链剂包括2-[(2-氨基乙基)氨基]乙磺酸钠、2,4-二氨基苯磺酸钠和3-(五聚(1-(氨丙氧基)丙基)氨基)丙基-1-磺酸钠中的一种或多种；
所述二氧化碳基二元醇与所述磺酸盐型多元胺亲水扩链剂的质量比为(1050～2600)：(5.2～13.7)；所述第三反应的温度为30～50℃；所述第三反应的时间为1～2小时。10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述聚丁二酸丁二醇的制备过程包括以下步骤：在保护性气体的条件下，在将1，4-丁二酸、1，4-丁二醇、抗氧剂和催化剂进行反应后，升温继续反应后，得到聚丁二酸丁二醇；所述1，4-丁二酸和1，4-丁二醇的质量比为(118～126)：(95～130)；所述抗氧剂包括irganox1010、irganox1076、irganox1035、irganox245、irganox1098、irganox1135和irganox1520中的一种或多种；所述1，4-丁二酸和抗氧剂的质量比为(118～126)：(0.02～0.08)；所述催化剂包括对甲基苯磺酸、钛酸异丙酯、钛酸正丁酯、乙二醇钛、三氧化二锑、醋酸锑、乙二醇锑、二氧化锗、月桂酸二丁基锡、1-甲基-2-吡咯烷酮对甲苯磺酸盐和n-甲基咪唑对甲苯磺酸盐中的一种或多种；所述1，4-丁二酸和催化剂的质量比为(118～126)：(0.03～0.12)；所述反应的温度为140～160℃；所述反应的时间为1～3小时；所述继续反应的温度为200～230℃；所述继续反应的停止条件为，再无水份馏出，且反应装置顶温小于等于60℃时；所述二氧化碳基多元醇与所述1，4-丁二酸的质量比为(1050～2600)：(118～126)。

技术总结
本发明提供了一种压敏胶带，包括基膜和复合在基膜上的水性聚氨酯压敏胶层；所述基膜包括聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯和二氧化碳基聚合物。本发明以聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯和二氧化碳基聚合物制备了生物降解膜基材，以二氧化碳多元醇和聚丁二酸丁二醇为聚合物多元醇制备了可生物降解的水性聚氨酯压敏胶。本发明将该压敏胶涂在生物降解类的PBAT和PPC制成的膜表面，进而制备出了全生物降解的压敏胶带，从根本上解决了传统的塑料胶带由于不可降解对环境造成的“白色污染”。。


技术研发人员：张红明 赵强 王献红 王佛松
受保护的技术使用者：中国科学院长春应用化学研究所
技术研发日：2022.01.21
技术公布日：2022/4/12