通过添加源于生物质的反应速率控制剂和分子量增加剂制备的可生物降解聚酯树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及：通过添加源于生物质的反应速率控制剂和分子量增加剂制备的可生物降解聚酯树脂；及其制备方法，更具体地涉及可生物降解聚酯树脂及其制备方法，其中，为了获得具有优于聚丁烯

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过添加源于生物质的反应速率控制剂和分子量增加剂制备的可生物降解聚酯树脂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及：通过添加源于生物质的反应速率控制剂和分子量增加剂制备的可生物降解聚酯树脂；及其制备方法，更具体地涉及可生物降解聚酯树脂及其制备方法，其中，为了获得具有优于聚丁烯
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己二酸对苯二甲酸酯(一种常规的可生物降解聚酯树脂)的反应速率、柔韧性和拉伸强度的可生物降解聚酯树脂，将通过甘油与琥珀酸之间的酯化反应合成而制备的数均分子量为500至1,000的聚甘油琥珀酸酯作为源于生物质的反应速率控制剂添加，以增加可生物降解聚酯树脂合成中的反应速率，以及将通过甘油与2,5
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呋喃二甲酸之间的酯化反应合成而制备的数均分子量为1,000至5,000的聚甘油呋喃酸酯作为源于生物质的分子量增加剂添加，以增加拉伸强度，由此制备数均分子量为70,000以上、重均分子量为150,000以上、酸值为0.4mg
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KOH/g至0.8mg
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KOH/g并且拉伸强度为400kgf/cm2以上的可生物降解聚酯树脂。

技术介绍

[0002]随着生活环境变得繁荣富足，一次性塑料的使用逐渐增多。以这种方式使用的一次性塑料在自然环境中处置时，会造成严重的环境污染。
[0003]因此，为了解决这些问题，目前在世界范围内进行了许多研究，以通过用可生物降解树脂制造一次性产品来克服这些严重的环境问题。
[0004]可生物降解的组合物已为人所知数十年。也就是说，芳族/脂族共聚酯树脂与芳族二羧酸(诸如对苯二甲酸和对苯二甲酸二甲酯)、脂族二羧酸(诸如己二酸)和二醇(诸如1,4
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丁二醇)反应以制备聚丁烯
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己二酸对苯二甲酸酯，并且所制备的聚丁烯
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己二酸对苯二甲酸酯目前已在世界范围内由KINGFA、BASF、Novamont、Tunhe、Jinhui、S
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EnPol、Xingfu和Soltech生产，并在几十年前就开始销售。
[0005]所有这些公司都使用几乎恒定含量的原材料和相同的原材料，诸如对苯二甲酸、己二酸和1,4
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丁二醇。然而，所有这些公司的产品的物理特性各不相同，具体取决于制造聚丁烯
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己二酸对苯二甲酸酯的工艺条件。
[0006]当描述与目前开发的可生物降解树脂相关的现有技术时，在韩国专利注册号10
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0129794(1997年11月13日)中，公开了一种在作为反应辅助组分的三元或更多元多元醇单体或者三元或更多元多元羧酸单体的存在下获得数均分子量为约15,000至20,000的脂族聚酯树脂，然后通过进一步使异氰酸酯作为偶联剂反应而获得数均分子量为约20,000至70,000的脂族聚酯树脂的方法。根据该方法，由于反应时间长、生产率低并且不适合用于膜，而且作为用于增加分子量的偶联剂的异氰酸酯对人体有极大的危害，因此存在需要工作预防措施的问题。
[0007]此外，在韩国专利注册号10
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198045中，本领域技术人员不理解的问题有：在用于制备聚丁烯
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己二酸对苯二甲酸酯的缩聚反应之后的高酸值由于固态聚合而降低，DL
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苹果酸与1,4
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环己烷二甲醇反应得到的化学式也不正确，未反应的1,4
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环己烷二甲醇残留
下来，从而减慢了反应速率，并且通过缩聚化合物与酯的反应和固态聚合实施的4个制备步骤存在经济可行性问题，有效性存疑，原因是该制备过程由其他制造商分两步完成。此外，缩聚后的固态聚合不能降低酸值，聚丁烯
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己二酸对苯二甲酸酯的热变形温度为70℃至80℃，但100℃下不可能发生固态聚合。
[0008]此外，在韩国专利公布号1997
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0707206中，在制备脂族/芳族共聚酯的方法中，使用己二酸和琥珀酸作为脂族二羧酸，使用对苯二甲酸作为芳族二羧酸，使用对苯二甲酸二甲酯和1,4
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丁二醇作为脂族二醇，通过缩聚反应来制备脂族/芳族共聚酯共聚物。为了增加分子量，添加三官能单体、异氰酸酯和磺酸酯，但是该制备涉及反应时间、凝胶化等，甚至在该合成之后，数均分子量(Mn)为约1,000至5,000，使得拉伸强度和品质可能劣化。
[0009]另外，在韩国专利注册号10
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428687(2004年4月12日)中，提供了一种用于制备可生物降解树脂组合物的方法，该可生物降解树脂组合物是由3至65重量份的聚乳酸相对于100重量份的脂族聚酯和脂族/芳族共聚酯通过使用双螺杆挤出机配混而制备的。在这种情况下，在聚乳酸(或其共聚物)和聚琥珀酸丁二酯(或其共聚物)的配混过程中，存在的问题是，由于聚乳酸的熔点高，所以在高温下挤出时所制备的树脂的热稳定性显著降低，并且所制备的树脂的机械性能也降低。
[0010]此外，在US 4,328,059(1982年5月4日)和US 4,094,721(1980年6月13日)中，使用对苯二甲酸作为芳族二羧酸，使用己二酸作为脂族二羧酸，使用1,4
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丁二醇作为二醇组分，利用这些原材料来制备聚丁烯
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己二酸对苯二甲酸酯。
[0011]另外，在韩国专利注册号10
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1200824中，使用不饱和化合物等来制备聚丁烯
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己二酸对苯二甲酸酯，即，芳族/脂族共聚酯树脂，如果不饱和化合物等没有被适当调节，则其存在凝胶化问题。
[0012]因此，现有的可生物降解树脂(聚丁烯
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己二酸对苯二甲酸酯)已为人所知数十年，并且物理特性取决于何人以何种方法制备具有良好物理特性的聚丁烯
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己二酸对苯二甲酸酯而有所不同。然而，由于拉伸强度和透明度较差等原因，现有方法在推广使用方面存在困难，并且与现有的不可生物降解树脂相比，由于可加工性较差等原因，在使用这些可生物降解树脂方面存在局限性。
[0013]因此，由于用来制备聚丁烯
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己二酸对苯二甲酸酯(即芳族/脂族共聚酯)的原材料已为人所知数十年，关键是通过改善可加工性、透明度和拉伸强度(这些是现有可生物降解树脂的问题)，通过使用第三种材料来改善物理特性，来制造可完全生物降解的一次性可生物降解产品，由此解决环境污染问题。
[0014]因此，专利技术人使用具有优异的反应速率和拉伸强度的芳族/脂族共聚酯可生物降解聚酯树脂开发了酸值为0.4mg
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KOH/g至0.8mg
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KOH/g、数均分子量为70,000以上并且拉伸强度为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过酯化反应和缩聚反应制备的可生物降解聚酯树脂，制备方式为：添加酸组分，所述酸组分中包含重量比为40:60至60:40的作为芳族二羧酸的对苯二甲酸二甲酯与作为脂族二羧酸的己二酸；二醇组分，所述二醇组分为1,4
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丁二醇；作为反应速率控制剂的聚甘油琥珀酸酯；以及作为分子量增加剂的聚甘油呋喃酸酯，以具有70,000以上的数均分子量、150,000以上的重均分子量、0.4mg
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KOH/g至0.8mg
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KOH/g的酸值、以及400kgf/cm2以上的拉伸强度。2.根据权利要求1所述的可生物降解聚酯树脂，其中所述酸组分与所述二醇组分的摩尔比为1:1.15至1:1.5。3.根据权利要求1所述的可生物降解聚酯树脂，其中作为所述反应速率控制剂的所述聚甘油琥珀酸酯是根据以下反应式1，通过源于生物质的甘油与琥珀酸之间的酯化反应，然后是缩聚反应而制备的，以具有500至1,000的数均分子量[反应式1]4.根据权利要求1所述的可生物降解聚酯树脂，其中作为所述分子量增加剂的所述聚甘油呋喃酸酯是根据以下反应式2，通过源于生物质的甘油与2,5
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【专利技术属性】
技术研发人员：金孝烈，
申请(专利权)人：生物塑料创新有限公司，
类型：发明
国别省市：