一种可生物降解脂肪族聚酯组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种可生物降解脂肪族聚酯组合物及其制备方法和作为包装膜的应用，属于可降解材料技术领域。本发明专利技术的可生物降解脂肪族聚酯组合物，包括可生物降解脂肪族聚酯和环状酯化物，所述可生物降解脂肪族聚酯包括：组分A，二羧酸化合物，基于组分A的总摩尔量，包括：a1，65～95mol％的丁二酸或其酯的衍生物，或其混合物，a2，5～35mol％的己二酸或其酯的衍生物，或其混合物；组分B，至少与组分A等摩尔量的1,4

【技术实现步骤摘要】
一种可生物降解脂肪族聚酯组合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及可生物降解材料
，尤其是一种可生物降解脂肪族聚酯组合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚丁二酸
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己二酸丁二酯(PBSA)以1,4
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丁二醇为原料合成，PBSA具有良好的加工性能，可以采用挤出、注塑、吹塑、纺丝、吸塑、层压、发泡等方法在普通的成型加工设备上加工，产品用途广泛，主要应用于包装领域，如收缩膜、食品保鲜膜等。
[0003]在可生物降解聚酯合成过程中，单体二酸与二醇容易发生酯化反应，生成环状酯化物或聚酯齐聚物等小分子化合物，环状酯化物或聚酯齐聚物在使用过程中容易迁移析出。可生物降解聚酯应用于包装制品(特别是食品包装)时，小分子化合物的迁移析出问题是特别关键的。
[0004]可生物降解聚酯应用于包装膜时，需要具有较好的粘着能力。即，膜在不添加粘合剂的情况下既粘附到自身又粘附到其他非粘附表面的特性是基本的。该特性允许这样的膜的使用者在物体(例如盘子上的食物)周围包裹一层或更多层膜，这样将其气密密封。同时，为了便于消费者能够清晰的识别包裹在其中的物体而无需打开物体。从商业角度来看，高度期望包裹在膜中的产品应尽可能清晰可见，因此对膜的透明度提出了非常高的要求。
[0005]本专利技术的目的在于，开发出一种兼具低迁移、高粘着能力和高透明度的可生物降解脂肪族聚酯材料，以满足食品接触用包装膜的需求。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，克服现有技术中迁移量高、粘着能力低和透明性差的缺陷，提供一种可生物降解脂肪族聚酯组合物，该可生物降解脂肪族聚酯组合物中环状酯化物的含量538
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1100ppm，具有低迁移、高粘着能力和高透明度的特点。
[0007]本专利技术的另一目的在于，提供上述可生物降解脂肪族聚酯组合物的制备方法。
[0008]本专利技术的另一目的在于，提供上述可生物降解脂肪族聚酯组合物在食品包装膜领域的应用。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]一种可生物降解脂肪族聚酯组合物，包括如下组分：
[0011]i)可生物降解脂肪族聚酯；所述可生物降解脂肪族聚酯包括：
[0012]组分A，二羧酸化合物，基于组分A的总摩尔量，包括：
[0013]a1，65～95mol％的丁二酸或其酯的衍生物，或其混合物，
[0014]a2，5～35mol％的己二酸或其酯的衍生物，或其混合物；
[0015]组分B，至少与组分A等摩尔量的1,4
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丁二醇；
[0016]ii)环状酯化物，所述环状酯化物包括式(I)和式(II)所示化合物：
[0017][0018]基于可生物降解脂肪族聚酯组合物的总重量计，所述式(I)和式(II)所示结构的环状酯化物的总含量为538
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1100ppm；可以理解地，基于可生物降解脂肪族聚酯组合物的总重量计，所述式(I)和式(II)所示结构环状酯化物的总含量包括但不限于：538ppm、582ppm、600ppm、620ppm、700ppm、750ppm、850ppm、900ppm、1000ppm、1100ppm；
[0019]所述可生物降解脂肪族聚酯组合物的TVOC含量不高于157ppm。
[0020]优选地，所述组分A中，基于组分A的总摩尔量，包括：
[0021]a1，72～82mol％的丁二酸或其酯的衍生物，或其混合物，
[0022]a2，18～28mol％的己二酸或其酯的衍生物，或其混合物。
[0023]可选地，所述丁二酸酯的衍生物为二甲基、二乙基、二正丙基、二异丙基、二正丁基、二异丁基、二叔丁基、二正戊基、二异戊基、二正己基酯中的至少一种。这些二羧酸的酸酐同样也是合适的形成酯的衍生物。优选使用丁二酸二甲酯和丁二酸酐，特别优选使用丁二酸酐。
[0024]可选地，所述己二酸酯的衍生物为二甲基、二乙基、二正丙基、二异丙基、二正丁基、二异丁基、二叔丁基、二正戊基、二异戊基、二正己基酯中的至少一种。这些二羧酸的酸酐同样也是合适的形成酯的衍生物。
[0025]本专利技术中二羧酸或其酯的衍生物可以单独使用或以两种或更多种的混合物形式使用。
[0026]优选地，基于可生物降解脂肪族聚酯组合物的总重量计，所述式(I)和式(II)所示结构环状酯化物的总含量为538
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850ppm。
[0027]更优选地，基于可生物降解脂肪族聚酯组合物的总重量计，所述式(I)和式(II)所示结构环状酯化物的总含量为538
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620ppm。
[0028]优选地，所述可生物降解脂肪族聚酯组合物还包括链增长剂，基于可生物降解脂肪族聚酯组合物的总重量计，所述链增长剂的含量为0.05～2.0wt.％。更优选地，所述链增长剂的含量为0.1～1.5wt.％。
[0029]优选地，所述链增长剂包括以下组分中的一种或几种：
[0030]c1，异氰酸酯，
[0031]c2，过氧化物，
[0032]c3，环氧化物，
[0033]c4，噁唑啉、噁嗪、己内酰胺和/或碳二亚胺。
[0034]本专利技术所述的异氰酸酯可使用芳香族二异氰酸酯或脂肪族二异氰酸酯，例如芳香族二异氰酸酯可以为甲苯2，4
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二异氰酸酯、甲苯2，6
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二异氰酸酯、二苯甲烷2，2
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二异氰酸酯、二苯甲烷2，4
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二异氰酸酯、二苯甲烷4，4
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二异氰酸酯、萘1，5
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二异氰酸酯或二甲苯二异氰酸酯。
[0035]其中，特别优选使用二苯甲烷2，2
’‑
二异氰酸酯、2，4
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二异氰酸酯或4，4
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二异氰酸酯。
[0036]还可使用的异氰酸酯包括带有三个环的三(4
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异氰酸根合
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苯基)甲烷。该多核芳香族二异氰酸酯例如可在生产带有一个或两个环的二异氰酸酯的过程中形成。
[0037]对于本专利技术而言，脂肪族二异氰酸酯可以为含2～20个碳原子，优选3～12个碳原子的任何直链或支链的亚烷基二异氰酸酯或亚环烷基二异氰酸酯，例如可以为：六亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和亚甲基二(4
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异氰酸根合环己烷)的二异氰酸酯。特别优选的是六亚甲基二异氰酸酯。
[0038]本专利技术的过氧化物可以为如下化合物中的一种或几种的混合物：
[0039]苯甲酰过氧化物、1,1
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二(叔丁基过氧基)
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3，3，5
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三甲基环己烷、1，1
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二(叔丁基过氧基)甲基环十二烷、4，4
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二(丁基过氧基)戊酸正丁酯、过氧化二枯基、过氧苯甲酸叔丁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可生物降解脂肪族聚酯组合物，其特征在于，包括如下组分：i)可生物降解脂肪族聚酯，其中所述可生物降解脂肪族聚酯包括：组分A，二羧酸化合物，基于组分A的总摩尔量，包括：a1，65～95mol％的丁二酸或其酯的衍生物，或其混合物，a2，5～35mol％的己二酸或其酯的衍生物，或其混合物；组分B，至少与组分A等摩尔量的1,4
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丁二醇；ii)环状酯化物，所述环状酯化物包括式(I)和式(II)所示化合物：基于可生物降解脂肪族聚酯组合物的总重量计，所述式(I)和式(II)所示结构的环状酯化物的总含量为538
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1100ppm；所述可生物降解脂肪族聚酯组合物的TVOC含量不高于157ppm。2.根据权利要求1所述可生物降解脂肪族聚酯组合物，其特征在于，所述组分A中，基于组分A的总摩尔量，包括：a1，72～82mol％的丁二酸或其酯的衍生物，或其混合物，a2，18～28mol％的己二酸或其酯的衍生物，或其混合物。3.根据权利要求1所述可生物降解脂肪族聚酯组合物，其特征在于，基于可生物降解脂肪族聚酯组合物的总重量计，所述式(I)和式(II)所示结构环状酯化物的总含量538
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850ppm。4.根据权利要求1所述可生物降解脂肪族聚酯组合物，其特征在于，所述可生物降解脂肪族聚酯组合物还包括链增长剂，基于可生物降解脂肪族聚酯组合物的总重量计，所述链增长剂的含量为0.05～2.0wt.％。5.根据权利要求4所述可生物降解脂肪族聚酯组合物，所述链增长剂包括以下组分中的一种或几种：c1，异氰酸酯，c2，过氧化物，c3，环氧化物，c4，噁唑啉、噁嗪、己内酰胺和/或碳二亚胺。6.根据权利要求1所述可生物降解脂肪族聚酯组合物，其特征在于，所述可生物降解脂肪族聚酯组合物还包括具有至少三个官能团的交联剂，基于可生物降解脂肪族聚酯组合物的总重量计，所述交联剂的含量为0～3wt.％。7.根据权利要求6所述可生物降解脂肪族聚酯组合物，其特征在于，所述具有至少三个官能团的交联剂选自三羟甲基丙烷、季戊四醇、丙三醇中的至少一种。8.权利要求1～7任一项所述可生物降解脂肪族聚酯组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.将组分a1与部分组分B进行混合，加入或不加入催化剂而混合得到浆料A，浆料A进行酯化或酯交换反应，直至酯化产物根据GB/T 17931
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1999测定的特性粘度为0.05～0.12dL/g；S2.将组分a2与剩余的组分B进行混合，加入或不加入催化剂而混合得到浆料B，浆料B进行酯化或酯交换反应，直至酯化产物根据GB/T 17931
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1999测定的特性粘度为0.05～0.14dL/g；S3.将步骤S1...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢昌利，陈平绪，叶南飚，曾祥斌，焦建，郭志龙，王超军，欧阳春平，张尔杰，
申请(专利权)人：珠海金发生物材料有限公司，
类型：发明
国别省市：