机械物性、成型性及耐候性得到提高的生物降解性树脂组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及机械物性及成型性得到提高的生物降解性树脂组合物及其制备方法，更详细地涉及在多官能化合物的存在下，混合脂肪族二羧酸或包含脂肪族二羧酸及芳香族二羧酸的混合成分的酸成分及脂肪族二醇依次进行酯化反应、酯交换反应、缩聚反应、扩链反应及固相聚合反应，由此提高反应速度，生产率及经济性优秀，拉伸强度、伸长率及可加工性优秀，同时填埋时在自然状态下生物降解而环保的生物降解性树脂组合物及其制备方法。组合物及其制备方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机械物性、成型性及耐候性得到提高的生物降解性树脂组合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及在多官能化合物的存在下，混合脂肪族二羧酸或包含脂肪族二羧酸和芳香族二羧酸的混合成分的酸成分及脂肪族二醇依次进行酯化反应、酯交换反应、缩聚反应、扩链反应及固相聚合反应而得的机械物性、成型性及耐候性得到提高的生物降解性树脂组合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]全球正在突显针对环境污染的社会问题，对于现有产业领域中使用的各种塑料而言，大多数情况下，用作难以自然降解的不可降解性原材料之后，通过填埋及焚烧进行处理。这种情况下，存在填埋地的不足和焚烧时产生的有害物质诱发环境污染的问题。作为这种问题的解决方案，活跃进行对生物降解性树脂的研究。
[0003]至今被熟知的生物降解性树脂有多种，但是当前生物降解特性或分子量、各种物性等分别不同，当适用于产品时，存在用途受限或成型性或产品性不良导致使用受限。
[0004]脂肪族聚酯树脂被熟知为具有生物降解性的树脂，当熔融时因低的热稳定性而容易热分解，可成型的工作条件的范围窄，产品的不良率高。并且，拉伸强度、撕裂强度等机械物性降低，因而存在用途受限的问题等。作为用于解决这种问题的一种方法，在韩国专利申请号第1993
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0020638号中公开通过适当调节反应温度、真空度及催化剂条件，合成数均分子量为30000以上的高分子量脂肪族聚酯树脂的方法。但是，通过该方法制备的脂肪族聚酯树脂的重均分子量低，对热非常敏感，导致成型性降低。
[0005]作为另一例，在韩国专利申请号第1997
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0004788号中提出制备聚酯时将三价以上的多元醇或三价以上的多元羧酸的单体用作反应促进剂，缩短反应时间，扩散分子量分布的高分子量脂肪族聚酯的制备方法，但这种情况下，因多官能化合物的高的反应性而难以调节反应，有可能发生凝胶化的危险性高。
[0006]并且，在韩国专利申请号第2011
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0054172号中公开作为不饱和化合物将恶唑啉化合物和碳二亚胺的混合物使用于反应，制备高分子量的脂肪族聚酯的方法。对于这种方法而言，参与反应的官能团一同存在于反应器内，相互发生竞争反应，难以控制反应，发生凝胶化的可能性高，得到的树脂容易产生颜色不良。
[0007]另一方面，脂肪族/芳香族共聚酯树脂被熟知为包含脂肪族二羧酸和芳香族二羧酸而具有生物降解性的树脂。但是，上述脂肪族/芳香族共聚酯树脂根据组成成分具有粘结性，存在难以成型为一般塑料产品的问题。
[0008]为了解决这种问题，持续试图用于得到高分子量的树脂组合物。在以往韩国公开专利第1993
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0701622号中公开以单独成分混合脂肪族二醇成分来制备脂肪族/芳香族共聚酯树脂的方法。但是，通过上述方法制备的脂肪族/芳香族共聚酯树脂存在相比于现有的聚乙烯及聚丙烯之类的通用树脂，机械物性及可加工性降低的缺点。
[0009]并且，在韩国公开专利第1997
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2703252号中公开磺酸盐化合物或具有可形成3个
以上的酯的官能团的化合物，制备脂肪族/芳香族共聚酯树脂的方法。但是，虽然可缩短上述方法反应时间，可提高脂肪族/芳香族共聚酯树脂的重均分子量，但相对而言，分子量分布变宽，大量存在低分子量的共聚酯。当存在低分子量的共聚酯时，加工过程中容易诱发热分解，弱于大气中的水分，存在制备的加工品的耐久性降低的问题。
[0010]并且，在韩国公开专利第1997
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7007208号中公开使用包含醚官能团的二羟基化合物制备脂肪族/芳香族共聚酯树脂的方法。但是，对于上述方法而言，存在因多元醇的长链而无法顺畅地进行酯化反应及缩聚反应，难得到高分子量的脂肪族/芳香族共聚酯树脂，反应时间长而不利于生产费用方面的缺点。
[0011]因此，当前，迫切需要研究开发弥补现有的生物降解性树脂所具有的低的成型性和机械物性特性的同时具有高的生物降解度的新的树脂组合物。
[0012]现有技术文献
[0013](专利文献1)韩国公开专利第1993
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0020638号
[0014](专利文献2)韩国公开专利第1997
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0004788号
[0015](专利文献3)韩国公开专利第2011
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0054172号
[0016](专利文献4)韩国公开专利第1993
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0701622号
[0017](专利文献5)韩国公开专利第1997
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2703252号
[0018](专利文献6)韩国公开专利第1997
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7007208号

技术实现思路

[0019]技术问题
[0020]为了解决如上所述的问题，本专利技术的目的在于，提供具有优秀的生物降解度，机械物性、成型性及耐候性得到提高的生物降解性树脂组合物。
[0021]并且，本专利技术的目的在于，提供凝胶化的危险少，反应速度得到提高的生物降解性树脂组合物的制备方法。
[0022]本专利技术的目的不局限于以上提及的目的。以下的说明使本专利技术的目的变得更加清楚，通过记载于权利要求书的手段及其组合实现。
[0023]技术方案
[0024]作为一个实施方式，本专利技术提供在具有用作反应促进剂的长链的多官能化合物的存在下，混合脂肪族二羧酸或包含脂肪族二羧酸和芳香族二羧酸的混合成分的酸成分及脂肪族二醇依次进行酯化反应、酯交换反应、缩聚反应、扩链反应及固相聚合反应而得的生物降解性树脂组合物。
[0025]本专利技术的生物降解性树脂组合物在具有用作反应促进剂的长链的多官能化合物的存在下，使反应物质依次进行酯化反应、酯交换反应、缩聚反应、扩链反应及固相聚合反应，由此提高反应速度，生产率及经济性优秀，相比于以往技术，减少高温的缩聚时间，可防止制备时产生的生物降解性树脂的末端羧基的增加。并且，缩聚反应之后，必须进行扩链反应及固相聚合反应，最终可得到比现有的脂肪族生物降解性聚酯树脂及生物降解性脂肪族/芳香族生物降解性共聚酯树脂优秀的可加工性、耐久性及物性优秀的高分子量的生物降解性树脂组合物，在自然环境下利用微生物最终分解为水和二氧化碳，具有环保的优点。
[0026]在本专利技术的生物降解性树脂组合物中，为了方便，可将混合脂肪族二羧酸和脂肪
族二醇依次进行反应而得的生物降解性树脂组合物称为生物降解性脂肪族聚酯树脂，为了方便，可将混合包含脂肪族二羧酸和芳香族二羧酸的混合成分的酸成分和脂肪族二醇依次进行反应而得的生物降解性树脂组合物称为生物降解性脂肪族/芳香族聚酯树脂。
[0027]具体地，本专利技术的生物降解性树脂组合物，其特征在于，在由以下化学式1表示的多官能化合物的存在下，使脂肪族二羧酸或包含脂肪族二羧酸及芳香族二羧酸的混合成分的酸成分及脂肪族二醇依次进行酯化反应、酯交换反应、缩聚反应、扩链反应及固相聚合反应而得。
[0028][化学式1][0029][003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种机械物性、成型性及耐候性得到提高的生物降解性树脂组合物，其特征在于，所述生物降解性树脂组合物为在由以下化学式1表示的多官能化合物的存在下，使脂肪族二羧酸或包含脂肪族二羧酸及芳香族二羧酸的混合成分的酸成分及脂肪族二醇依次进行酯化反应、酯交换反应、缩聚反应、扩链反应及固相聚合反应而得，[化学式1]在所述化学式1中，n为1至11的整数，m为1至30的整数。2.根据权利要求1所述的机械物性、成型性及耐候性得到提高的生物降解性树脂组合物，其特征在于，所述多官能化合物以1：1至1：1.5摩尔比混合DL
‑
苹果酸和乙二醇或重均分子量(Mw)为150～500g/摩尔的聚乙二醇进行酯化反应而得。3.根据权利要求1所述的机械物性、成型性及耐候性得到提高的生物降解性树脂组合物，其特征在于，相对于1摩尔的所述脂肪族二羧酸或所述酸成分，所述多官能化合物混合0.1～3g。4.根据权利要求1所述的机械物性、成型性及耐候性得到提高的生物降解性树脂组合物，其特征在于，所述脂肪族二羧酸为选自由草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,4
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环己基二羧酸及它们的酯化衍生物组成的组中的一种以上。5.根据权利要求1所述的机械物性、成型性及耐候性得到提高的生物降解性树脂组合物，其特征在于，所述芳香族二羧酸为选自由对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6
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萘甲酸及它们的酯化衍生物组成的组中的一种以上。6.根据权利要求1所述的机械物性、成型性及耐候性得到提高的生物降解性树脂组合物，其特征在于，所述脂肪族二醇为选自由乙二醇、1,2
‑
丙二醇、1,2
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丁二醇、1,3
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丁二醇、1,4
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丁二醇、1,6
‑
己二醇及1,2
‑
环己烷二甲醇组成的组中的一种以上。7.根据权利要求1所述的机械物性、成型性及耐候性得到提高的生物降解性树脂组合物，其特征在于，所述脂肪族二羧酸及芳香族二羧酸的混合成分由所述脂肪族二羧酸及芳香族二羧酸以95：5至40：60摩尔比混合而成。8.根据权利要求1所述的机械物性、成型性及耐候性得到提高的生物降解性树脂组合物，其特征在于，所述脂肪族二羧酸或所述酸成分和脂肪族二醇以1：1.1～1.5摩尔比混合。9.根据权利要求1所述的机械物性、成型性及耐候性得到提高的生物降解性树脂组合物，其特征在于，在所述生物降解性树脂组合物中生物降解性脂肪族聚酯树脂组合物的熔点为65～120℃，数均分子量(Mn)为35000至80000，重均分子量(Mw)为100000至350000，在190℃、2.16kg的载荷下熔融流动指数为0.5～10g/10分钟。10.根据权利要求1所述的机械物性、成型性及耐候性得到提高的生物降解性树脂组合物，其特征在于，在所述生物降解性树脂组合物中，生物降解性脂肪族/芳香族共聚酯树脂组合物的熔点为85～160℃，数均分子量(Mn)为35000至80000，重均分子量(Mw)为100000至350000，在190℃、2.16kg的载荷下熔融流动指数为0.5～10g/10分钟，酸值为0.8mgKOH/g至
2.0mgKOH/g。11.一种机械物性、成型性及耐候性得到提高的生物降解性树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括：步骤(a)，将DL
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苹果酸和乙二醇或重均分子量(Mw)为150～500g/摩尔的聚乙二醇进行酯化反应，制备由以下化学式1表示的多官能化合物；[化学式1]在所述化学式1中，n为1至11的整数，m为1至30的整数，步骤(b)，在所述步骤(a)的多官能化合物的存在下，使脂肪族二羧酸或包含脂肪族二...

【专利技术属性】
技术研发人员：林宪铃，赵伦，刘明济，
申请(专利权)人：安科生物降解塑料，
类型：发明
国别省市：