用于制备可降解的多元醇聚酯的组合物，用于获得多元醇聚酯、弹性体、泡沫、涂料和粘合剂的方法，和可降解的多元醇聚酯泡沫技术

本发明专利技术涉及一种基于聚（羟基丁酸酯）聚合物和植物油的混合物组合物，目的是制备可生物降解的多元醇聚酯。在本方法中，聚（羟基丁酸酯）与植物油在加热下反应，制得多元醇聚酯，其一旦精制可用于类似于传统聚氨酯的那些的应用：粘合剂、泡沫、弹性体和涂料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种基于由聚羟基丁酸酯或其共聚物所定义的可生物 降解的聚合物并且包含至少一种植物油、 一种异氰酸酯和至少一种添力口剂例如催4b剂、表面活性剂、着色剂(pigmentation agent)、填 料或膨胀剂的组合物，目的是制备可生物降解的多元醇聚酯。根据本制备方法，可生物降解的聚合物与植物油在加热下反应，制得多元醇聚酯，其一旦精制，则可用于类似于传统聚氨酯的那些的 应用，例如粘合剂、泡沫、弹性体和涂料。
技术介绍
从现有技术中获知以可生物降解的聚氨酯泡沫形式的不同复合材 料，该材料包含与多元醇和异氰酸酯混合形成聚氨酯泡沫的可生物降 解的填充材料。还已知的是将不同的添加剂加入到所述混合物中以改 进其制备和/或其性能。聚合物化合物是一种或多种聚合物和改性添加剂的任何组合物， 这些添加剂为可表达的数量。有几篇专利描述了由聚(羟基丁酸酯)获得聚氨酯/聚酯，例如专利 文献US4， 324， 880描述了 PHB与三羟甲基丙烷或季戊四醇的酯交换反 应用于制备聚氨S旨，这两种反应物来自不可再生的来源并且具有高成 本。专利US5， 352， 763也提及了由聚(羟基丁酸酯)与聚酯异氰酸酯所 获得的低聚物的形成。专利US5，665，831披露了使用类似于专利 US4， 324， 880和US5， 665， 831的那些的条件的PHB与乙二醇的酯化条 件。然而，如描述于专利WO02/06368A2中的那样，通过上述方法获得 的专利没有表现出生物降解性或者回收的可能性，并且表现出低的挠性和憎水性。本专利技术涉及由天然和可再生来源获得的产品在PHB酯化中用于获 得多元醇的应用，这在我们的知识中还没有被描述或应用。获得的可 生物降解的产品(泡沫、粘合剂、涂料和弹性体)，根据它们的反应 物的比例，它们的主要性能在广范围内变化，产生具有或者较高或者 较低的挠性、密度和憎水性的产品。因此，基于这些组合物的产品在 大多数不同领域中可以实现宽的应用范围。
技术实现思路
本专利技术的总目的是通过使用由聚羟基丁酸酯或其共聚物所定义的 可生物降解的聚合物和植物油、允许获得可生物降解的聚氳酯以代替 传统聚氨酯而提供一种用于不同应用例如粘合剂、泡沫、弹性体和涂 料的可降解多元醇聚酯。根据本专利技术的第一方面，提供一种用于制备多元醇聚酯的组合物， 其包含由聚(羟基丁酸酯)或其共聚物定义的可生物降解的聚合物； 至少一种植物油； 一种异氰酸酯；和至少一种表现出以下作用的其中 一种的添加剂催化剂、表面活性剂、着色、填料和膨胀。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于获得如上所述的多元醇聚 酯的方法并且该方法包括以下步骤a) 在氮气氛下将该组合物加热直到约140-约1S(TC的PHB熔融 温度，使反应伴随着将温度升高至180 - 22(TC的值而自发地继续；和b) 将反应产物冷却、在约10-20分钟期间保持控制在约170°C 下的温度，伴随着保持温度直到约175。C而获得深色液体产品，并且 当保持温度大于约200。C时获得褐色固体产品。还可以对如上定义获得的多元醇聚酯进行通过在水中多次洗涤以 分离杂质的精制步骤。 专利技术详述 材料聚(3-幾基丁酸)-PHB:在可生物降解的聚合物的种类中，含有酯官能团的结构极其重要，这主要归因于它们通常的生物降解能力以及在物理、化学和生物性能 中的多功能性。由各种种类的微生物产生的作为能量和碳源的聚烷酸 酯，可以或者通过生物发酵或者化学方法合成(来自于羧酸的聚酯)。 聚(羟基丁酸酯)-PHB是聚烷酸酯种类的主要成员。其极大重要 性通过3种重要因素的组合证明其是100%可生物降解的、其耐水并 且其是热塑性聚合物，这允许与传统热塑性聚合物同样进行应用。下 式1表示(a) 3-羟基丁酸和(b)聚(3-羟基丁酸)-PHB的结构式。<formula>formula see original document page 7</formula>聚羟基丁酸酯的制备方法基本由两个步骤组成 发酵步骤其中微生物使可在介质中获得的糖进行新陈代谢并 且使PHB聚集在细胞内部作为储备源。 萃取步骤其中将聚集在微生物细胞内部的聚合物进行萃取并 且进行精制直到获得固体和干燥的产品。由PHB Industrial S. A.开发的计划允许4吏用糖和/或磨；乐层 (molasse)作为发酵介质的基本组分，杂醇油(有机溶剂-醇制备的 副产物)作为通过微生物合成的聚合物的萃取体系，以及使用过量的 甘蔗渣以产生用于这些方法的能量(蒸汽产生)。该设计使得与在糖 和醇制备中产生的副产物的最大利用有完美的纵向一体化，这提供了 使用所谓的清洁并且生态合适(clean and ecologically correct)的技术的方法。通过与PHB的制备方法类似的制备方法，可以制得具有已知为 PHBV的聚(3-幾基戊酸酯)的无规链段的聚(3-羟基丁酸酯)的半结晶细菌共聚物。这两种方法之间的主要差异基于在发酵介质中丙酸的加入。 在细菌进料中丙酸的数量负责共聚物中的羟基戊酸酯-PHV浓度的控制，这使得能够改变降解时间(其可以从几星期到几年)和某些物理 性能(例如摩尔质量、结晶度、表面积)。该共聚物的组成进一步影响熔点(其可以为120 - 180°C)、以及延展性和挠性的特性(伴随着 HV浓度的增加而改进)。式2表示PHBV的基本结构。<formula>formula see original document page 8</formula>根据一些研究，PHB表现出延展性能，其具有最大伸长率为40%、 拉伸弹性模量为1. 4GPa并且在样品刚刚注射之后的缺口 IZOD沖击强 度为90J/m。这些性能随着时间改变并且在约1个月后稳定，其在15 天储存后伸长率从40%降至10%，反映了材料的脆化。在相同的储存时 间之后，拉伸弹性模量从1. 4GPa增至3. 5GPa，同时缺口 Izod冲击强 度从90J/m降至25J/m。这种已知为"老化"的现象归因于将在前面 讨论的第二次结晶和无定形区域的限制。表1示出了与等规聚丙烯相 比的PHB的一些性能。表1PHB和PP性能的比较PHBPP结晶度％8070平均摩尔质量(g/mo1)4 x 1052 x 105熔融温度rc)175176玻璃化转变温度rc)- 5—10密度(g/cm3)1. 20. 905挠性的模数(GPa)1. 4 - 3. 51. 7拉伸强度(MPa)15 - 4038断裂伸长率％4 - 10400UV抗性好差耐溶剂性差好在几种环境条件下，由PHB或其聚(3-羟基丁酸-共-羟基戊酸)-PHBV共聚物制成的制品的降解速率对于这些制品的使用者而言极其相关。使得它们可接受作为用于合成聚合物的潜在可生物降解替代物的 原因是它们在喜氧和厌氧环境中完全的可生物降解能力以通过自然的生物矿化而分别生成(:02/%0/生物质和0)2/1120/(^/生物质。该生物降解通常通过被细菌、真菌和海藻侵蚀的表面进行。可生物降解的聚合物以及因此PHB和PHBV的实际降解时间将取决于周围的环境以及取决 于制品的厚度。 才直物油植物油或脂肪是脂肪质物质，当接触时是油脂的、具有或不具有 三甘油酯性质，其存在于作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备可降解的多元醇聚酯的组合物，其特征在于，其包含由聚（羟基丁酸酯）或其共聚物定义的可生物降解的聚合物；至少一种植物油；异氰酸酯；和至少一种表现出以下的功能的其中一种的添加剂：催化剂、表面活性剂、着色、填料和膨胀。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JF纳西门托，WM帕切科斯基，JRDL维奇诺，
申请(专利权)人：PHB工业有限公司，克尔工业贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：BR[巴西]