基于由可再生原料获得的呋喃二羧酸的聚酯多元醇基粘合剂制造技术

本发明专利技术涉及含有基于由可再生原料获得的呋喃二羧酸的聚酯多元醇的粘合剂，以及使用所述粘合剂来粘合基材(特别是膜状基材)的方法。

Polyester polyol based adhesive based on furan dicarboxylic acid obtained from renewable raw materials

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于由可再生原料获得的呋喃二羧酸的聚酯多元醇基粘合剂本专利技术涉及含有基于由可再生原料获得的呋喃二羧酸的聚酯多元醇的粘合剂，以及使用所述粘合剂来粘合基材(特别是膜状基材)的方法。增加的环境意识和有限的化石原料资源已经导致对产品的可持续性的新认识。在日常物品和所谓的一次性产品的领域中，用可再生原料制成的替代品来代替主要基于石油的常见产品的努力已经成为焦点。对于形成生产大多数日常用品的基础的最常见化学品的由可再生原料制成的替代品的探索提出了识别合适的资源的问题，该合适的资源能够提供所需数量并具有所需质量的所需物质。还观察到，由可再生原料获得的产品的物理性质有时与常规石油基产品的物理性质不同，并且不总是达到相同的标准。此外，存在其中仅有限量的原料可从开始获得(例如由于法律规定)的许多领域。一个这样的领域尤其是食品工业，其受管于严格的条件，特别是在食品包装时。通常，仅存在几种可获得的化学化合物，其被认为从食品安全和健康的观点来看是安全的。因此，存在对可以基于可再生原料制备并且具有与常规化合物的性质相当的性质的化学化合物的需要。WO2014/054940描述了具有一个或多个衍生自二醇的基团和一个或多个衍生自酸的基团的聚合物，所述酸选自二羧酸和碳酸，且二醇化合物是二亚甲基异山梨醇、二亚甲基异甘露糖醇或二亚甲基异艾杜醇，即聚合物由来自可再生来源(例如糖)的构建单元形成。US2013/0171397公开了全部或部分由生物质制备的聚酯。所描述的聚酯具有所需的物理和热性能，以便完全或部分地取代来自化石来源的聚酯。然而，现有技术中描述的方法没有考虑到对可持续性的需求不限于成品，而是还在生产和制造过程中起主要作用的事实。例如，可持续性的原理也应当应用于在生产产品(诸如粘合剂)中使用的助剂的事实没有被考虑在内。因此，存在对由可再生原料制成的化学化合物的需要，所述化学化合物可用于加工，例如作为粘合剂，并且具有与相应的石油基化合物至少相同的物理性质。因此，本专利技术的目的是提供一种粘合剂，其中各组分至少部分基于可再生原料制备，并且其也适用于食品工业，特别是用于食品包装。在本专利技术的上下文中，令人惊讶地发现，该目的是通过提供粘合剂来实现的，该粘合剂含有基于由可再生原料获得的呋喃二羧酸的聚酯多元醇作为组分。因此，本专利技术首先涉及用于粘合塑料和/或金属基材的粘合剂，其包含至少一种基于呋喃二羧酸(FDCA)的聚酯多元醇和至少一种含有NCO基团的化合物，所使用的呋喃二羧酸由可再生原料获得。在本专利技术的意义内，可再生原料被理解为意指来自农业和林业生产的有机原料，特别是植物源和生物废品的原料。例如，木材、天然纤维诸如棉花、植物油、糖和淀粉可用作可再生原料。用于制备呋喃二羧酸的合适的可再生原料是例如，糖或多糖。尤其是在生物质降解期间产生所需的C5糖和多糖。例如可以通过氧化羟甲基糠醛来制备呋喃二羧酸，该羟甲基糠醛转而可以从自生物质分离的糖中得到。因此，其中呋喃二羧酸是由糖和/或多糖(其优选来自生物质的降解)获得的本专利技术的实施方案是优选的。纤维素是由其可制备呋喃二羧酸的另一种原料。因此，其中由纤维素和/或纤维素衍生物开始制备呋喃二羧酸的实施方案是替代地优选的。A.聚酯多元醇根据本专利技术的粘合剂中使用的聚酯多元醇优选是来自呋喃二羧酸与多元醇的反应的反应产物。在本专利技术的含义内，多元醇是含有至少两个活性OH基团的化合物。多元醇特别优选是二醇或三醇。对于所使用的多元醇没有特殊要求。相反，可以使用各种多元醇，其允许所使用的聚酯多元醇的性质单独地适应相应要求。多元醇优选选自以下组：脂族多元醇、聚酯多元醇和聚醚多元醇，特别是聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚丁二烯多元醇、聚硫化物多元醇及其混合物。合适的聚醚多元醇包括直链和/或支链聚醚，其具有大量醚键和至少两个羟基，且优选除羟基外不含其他官能团。这种合适的聚醚多元醇的实例是聚氧化烯多元醇，诸如聚乙二醇、聚丙二醇、聚四甲基二醇和聚丁二醇。此外，可以使用所提及的聚氧化烯多元醇的均聚物和共聚物及其混合物。特别适合的聚氧化烯多元醇的共聚物是包含选自由乙二醇、丙二醇、二乙二醇、丙二醇、三乙二醇、2-乙基己二醇-1,3-甘油、1,2,6-己三醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、三(羟苯基)丙烷、三乙醇胺、三异丙醇胺组成的组中的至少一种化合物与选自环氧乙烷、环氧丙烷及环氧丁烷中的至少一种化合物的加合物的那些共聚物。在特别优选的实施方案中，多元醇选自以下组：聚丙二醇、聚四甲基二醇以及环氧乙烷和环氧丙烷的无规共聚物和/或嵌段共聚物。在备选的优选实施方案中，多元醇是聚酯。合适的聚酯多元醇可以例如通过使具有2-15个碳原子的一种或多种多羟基醇与具有2-14个碳原子的一种或多种多元羧酸缩合来形成。合适的多羟基醇的实例包括乙二醇、新戊二醇、甘油、丙二醇诸如1,2-丙二醇和1,3-丙二醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷、1,4,6-辛三醇、丁二醇、戊二醇特别是1,4-戊二醇、己二醇、十二烷二醇、辛二醇、氯戊二醇、甘油单烯丙基醚、甘油单乙醚、二乙二醇、2-乙基己二醇、1,4-环己烷二醇、1,2,6-己三醇、1,3,5-己三醇和1,3-双(2-羟基乙氧基)丙烷。在根据本专利技术的组合物中使用的其它聚酯多元醇可以基于甘油与脂肪酸的酯而形成。这些酯通常一起分组到通用术语“植物油”下。合适的化合物是例如，亚麻籽油、大豆油、菜籽油、葵花油、棕榈油、红花油、鱼油和蓖麻油。特别地关于在根据本专利技术的粘合剂组合物中使用的聚酯多元醇的加工性能，已经发现基于呋喃二羧酸的聚酯多元醇具有其它官能单元是有利的。因此，其中聚酯多元醇是基于呋喃二羧酸与一种或多种其它羧酸的混合物的聚酯多元醇的实施方案是优选的。其它羧酸优选为脂族二酸。特别地，其它羧酸选自以下组：琥珀酸、己二酸、十二烷二酸、壬二酸和癸二酸及其混合物，所述酸优选由可再生原料获得。在本专利技术的优选实施方案中，多元醇是由可再生原料获得的多元醇。以这种方式，可以进一步增加根据本专利技术的粘合剂的可持续性。在特别优选的实施方案中，多元醇因此选自以下组：乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇和1,4-戊二醇。这些是可由可再生原料获得的各个化合物。在本专利技术的另一优选实施方案中，所使用的聚酯多元醇完全由可再生原料获得。为了进一步改善根据本专利技术的粘合剂的环境相容性，优选的实施方案是其中在每种情况下基于粘合剂中聚酯多元醇的总重量，来自可再生原料的聚酯多元醇的比例为至少80重量％，优选90重量％，特别优选95重量％至100重量％。令人惊讶地发现，尽管有高比例的基于可再生原料的聚酯多元醇，但是根据本专利技术的粘合剂的机械和物理性质与常规粘合剂(其中各成分以常规方式由化石来源制备)的机械和物理性质相当。B.含NCO基团的化合物除了聚酯多元醇之外，本专利技术的粘合剂还含有含NCO基团的化合物。含NCO基团的化合物优选选自多异氰酸酯和含NCO的预聚物。在本专利技术的含义内，多异氰酸酯是含有至少两个活性NCO基团的化合物，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于粘合塑料和/或金属基材的粘合剂，所述粘合剂包含至少一种基于呋喃二羧酸(FDCA)的聚酯多元醇和至少一种含NCO基团的化合物，其特征在于，所使用的呋喃二羧酸由可再生原料获得。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171025 EP 17198208.51.用于粘合塑料和/或金属基材的粘合剂，所述粘合剂包含至少一种基于呋喃二羧酸(FDCA)的聚酯多元醇和至少一种含NCO基团的化合物，其特征在于，所使用的呋喃二羧酸由可再生原料获得。


2.根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，所述聚酯多元醇是呋喃二羧酸与多元醇的反应产物。


3.根据权利要求2所述的粘合剂，其特征在于，所述多元醇是二醇，优选由可再生原料获得的二醇。


4.根据权利要求3所述的粘合剂，其特征在于，所述聚酯多元醇完全由可再生原料获得。


5.根据权利要求4所述的粘合剂，其特征在于，在每种情况下基于所述粘合剂中所述聚酯多元醇的总重量，来自可再生原料的聚酯多元醇的比例为至少80重量％，优选至少90重量％。


6.根据前述权利要求中的至少一项所述的粘合剂，其特征在于，所述含NCO基团的化合物是具有两个或更多个异氰酸酯基团的多异氰酸酯，优选选自由以下组成的组的化合物：1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、2,4'-或4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)的各异构体、亚甲基三苯基三异氰酸酯(MIT)、氢化MDI(H12MDI)、四甲基苯二甲基二异氰酸酯(TMXDI)、1-异氰酸基甲基-3-异氰酸基-1,5,5-三甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·布兰特，H·贝克，K·施罗德，A·库克斯，D·班克曼，H·格尔曼，S·汤姆克，T·帕西曼，K·鲁斯比尔特，
申请(专利权)人：汉高股份有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE