一种复合材料，该复合材料包含10-98%（重量）的生物基微粒填料或纤维填料以及至少2%（重量）的聚酯，聚酯源自脂肪族多元醇，含2-15个碳原子和一个多元酸，其中，多元酸包含至少10%（重量）的三羧酸。最好填料为微粒、纤维及/或无规或有规层状。可使用植物填料，详细来说，使用纤维素或木质纤维素材料，更具体来说，使用一种或多种材料，选自木屑、木薄片、锯屑、纸浆如（再生）纸纸浆或其他纤维纸浆，以及来自植物的纤维，如棉、麻、亚麻和大麻。可使用动物性填料，特别是动物性纤维如羊毛、毛发、丝线或羽毛。最好多元醇选自甘油、山梨糖醇、木糖醇、甘露糖醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和1,2-乙烷二醇中一种或多种，尤其是甘油。多元酸最好是脂肪族二元酸或三元酸，含3-15个碳原子。适用酸包括例如柠檬酸、琥珀酸和衣康酸。根据本发明专利技术的复合材料具有阻燃性能，使其特别适用于注重耐火性的应用中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含生物填料和特定聚合物的复合材料
本专利技术涉及包含填料和特定聚合物的复合材料。更具体来说，本专利技术涉及包含生物基微粒填料或纤维填料以及特定聚合物的复合材料。
技术介绍
包含生物基微粒填料或纤维填料的复合材料在本
非常普遍，它们包括，例如，包含植物填料的复合材料，如中密度纤维板(MDF)、高密度纤维板(HDF)、胶合板、称为碎料纸板或华夫刨花板的定向刨花板(OSB)、碎料板及纸树脂复合材料如Formica?。这些材料使用植物微粒填料或纤维填料，同时使用聚合物使材料不分散。用于制造这些类型复合材料的传统聚合物存在许多缺点。根据其性质，它们可能会逐渐释放甲醛，含有这些聚合物的复合材料无法以有机废物进行处理，且燃烧时可能会释放有害物质。本专利技术现将提供一种能解决这些问题的复合材料。
技术实现思路
本专利技术涉及一种复合材料，该复合材料包含10-98% (重量)的生物基微粒填料或纤维填料以及至少2% (重量)的聚酯，聚酯源自脂肪族多元醇，含2-15个碳原子和一个多元酸，其中，多元酸包含至少10% (重量)的三羧酸。本专利技术中使用的聚酯不含芳香结构或N、S杂原子。更具体来说，本专利技术中使用的聚酯基本由碳、氢和氧原子组成。因此呈现燃烧彻底的性能，符合HSE要求，且适合以有机废物进行处理。因此与使用传统聚合物 的复合材料不同，根据本专利技术的复合材料能以有机废物进行处理。聚合物在水中缓慢地水解。因此，当复合材料用作填埋时，聚合物会慢慢降解，使得生物基微粒填料或纤维填料得以生物降解。令人惊讶的是，我们发现根据本专利技术的复合材料表现出很高的耐火性。这使得根据本专利技术的复合材料特别适于用作建筑材料以及注重耐火性的其它应用中。因此根据本专利技术的复合材料结合了良好的技术性能和良好的处理性能。另一个优点是，根据本专利技术的复合材料中使用的聚合物可全部源自可再生植物资源。无需依赖矿物燃料。再一个优点是，根据本专利技术的复合材料可全部源自可再生生物衍生资源，尤其是植物资源。无需依赖矿物燃料。生物基微粒或纤维原料在根据本专利技术的复合材料中用作填料。如果填料的用量小于10% (重量)，可能难以获得具有所需特性的复合材料。如果填料的用量大于98% (重量)，则基体聚酯的用量会太少，无法使产品具备所需特性。在一实施例中，所用填料的用量为至少20% (重量)，详细来说是至少40% (重量)，更具体来说，是至少50%。在一些实施例中，填料的用量可以是最多95%，更具体来说，是最多 90%ο所用聚酯用量为至少2% (重量)。最好所用聚酯的用量为至少5% (重量)，更具体来说，是至少10% (重量)。聚酯的用量还不得高于80% (重量)，否则填料的用量会过低。使用的填料是生物基微粒填料或纤维填料。本说明书范围内的措辞“生物基”表示源自植物或动物性材料的填料。也可使用不同类型不同材料的填料组合。在一实施例中，使用的填料是植物微粒填料或纤维填料。这种情况下的填料可以是纤维素或木质纤维素材料。填料可以是单个微粒或纤维形式，也可以是混合料形式，例如，织物层或非织物层形式。本说明书范围内的措辞“纤维”包括单丝、复丝、线、带、条、以及具有规则或不规则横截面且长度实际上大于宽度和厚度的其它细长物体。在一实施例中，纤维型填料为多孔片状材料，例如，片材，其中纤维随机或非随机取向。在一实施例中，纤维在纤维层中，例如，在非织物片材中，随机取向。在另一实施例中，纤维非随机取向。本说明书范围内的措辞“非随机取向”意指纤维或多或少有规则地彼此连接的所有结构。例如，包括织物层、编织层、纤维平行取向的纤维层，以及纤维以重复构型彼此连接的任何其它纤维层。适用材料例如，棉或亚麻织物层或非织物层。在一实施例中，纤维层网格宽度范围为0.01mm至5mm。在另一实施例中，填料以微粒材料为主，例如，粉末、粉尘、纸浆、破碎纤维、薄片或碎片。例如包括木屑、木薄片、锯屑、纸浆如(再生)纸纸浆或其它纤维纸浆。在另一实施例中，填料以植物纤维为主。例如包括棉、麻、亚麻、大麻等。填充材料也可以是动物性填料，特别是动物性纤维如羊毛、毛发和丝线，以及取自于羽毛，例如，鸡毛纤维。适用时也可使用动物内脏部分。填料最好具备纤维特征或层状特征，例如，最大尺寸一长度和最小的尺寸一厚度之间的纵横比，应至少为3，详细来说，至少为5。在一些实施例中，纵横比可能至少为10，或甚至更高。据认为，具备纤维特征或层状特征的材料其定向性更好，例如，能提高其强度。通过组合填料与聚合物或聚合物前驱体，并经过固化步骤，可获得根据本专利技术的复合材料。填料与聚合物或聚合物前驱体可以各种方式结合，这取决于填料和聚合物的类型和用量。在一实施例中，聚合物或聚合物前驱体为液体。在一实施例中，使用常规混合装置通过液体混合填料。在另一实施例中，将填料送至模具内，液体应用至模具中的填料上。在又一实施例中，复合材料为层积材，层积材可通过，例如，液体聚合物或聚合物前驱体涂布或浸溃各层获得。在所有情况下，产生的填料和液体聚合物组合须经过固化步骤，从而得到固体复合材料。我们还设想了不同方法的组合，例如，层积材和混合材料的组合。在一实施例中，填料与液相单基体结合，产生的组合须经过固化步骤，从而得到固体复合材料。如上文所述，在另一实施例中，多元醇与多元酸相结合，并经过聚合作用形成液体聚合物。接下来液体聚合物与填料相结合，产生组合物经过固化步骤，从而得到固体复合材料。在本实施例中，起始材料是具备一定聚合度的聚合物，其聚合度使聚合物保持液态。在本说明书中，后续与填料结合使用的液体聚合物也称为预聚物。形成预聚物的过程中，进行聚合作用的程度须使液体聚合物形成时，其粘度使得填料可掺入其中，但不存在混溶性问题。选择性地，可加热聚合物以降低其粘度。应由本领域技术人员，考虑混合的特定类型、填料的性质和用量、以及聚合物的性质和用量，来确定合适的粘度。需要的话，预聚物制造过程中可在反应混合物中添加溶剂，以降低产品粘度。例如，以聚合物和溶剂的总量计算，使用的溶剂其用量可以是5-50% (重量)，具体来说，是5-20% (重量)。虽然也可使用其它极性溶剂，但出于环境和成本考虑，优选使用水。一般情况下，预聚合作用可在20°C至200°C的温度范围内进行，在40°C至150°C的温度范围内比较好，在40°C至130°C的温度范围内更好。预聚合反应可在大气压力下进行，但需要的话，也可在较高或较低的压力下进行。预聚物的聚合度可能在20%至98% (重量)的范围内(以混合物的重量减轻为基础计算得出)，详细来说，在40%至98% (重量)的范围内，或20%至50% (重量)的范围内。预聚合的程度将取决于所需的粘度和后续聚合步骤。在另一实施例中，通过组合填料与固相预聚物，并使组合物经受一定温度和压力以首先熔融聚合物使其与填料接合，然后允许聚合物进一步聚合以固化材料，从而获得根据本专利技术的复合材料。在本实施例 中，所提供的聚合物可以是，例如，微粒或薄膜。下文将讨论聚合反应。除非另有说明，否则以下内容适用于存在填料的情况下进行的聚合作用，以及没有填料的情况下，即，预聚物制造过程中进行的聚合作用。用于本专利技术的起始材料是具有2-15个碳原子和一个多元酸的脂肪族多元醇，其中，多元酸包含至少10% (重量)的三羧酸。本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.14 EP 11162445.8;2011.04.14 EP 11162428.4;1.一种复合材料，该复合材料包含10-98% (重量)的生物基微粒填料或纤维填料以及至少2% (重量)的聚酯，聚酯源自脂肪族多元醇，含2-15个碳原子和一个多元酸，其中，多元酸包含至少10% (重量)的三羧酸。2.根据权利要求1所述的复合材料，其中，填料为微粒、纤维及/或无规或有规层状。3.根据权利要求1或2所述的复合材料，其中，多孔片状材料用作填料。4.根据前述权利要求中任一项所述的复合材料，其中，微粒材料如粉末、粉尘、薄片或碎片用作填料。5.根据前述权利要求中任一项所述的复合材料，其中，使用植物填料，详细来说，使用纤维素或木质纤维素材料，更具体来说，使用一种或多种材料，选自木屑、木薄片、锯屑、纸浆如(再生)纸纸浆或其它纤维纸浆，以及来自植物的纤维，如棉、麻、亚麻和大麻。6.根据前述权利要求中任一项所述的复合材料，其中，使用的填料为动物性填料，特别是动物性纤维如羊毛、毛发、丝线或羽毛。7.根据前述权利要求中任一项所述的复合材料，其中，多元醇选自甘油、山梨糖醇、木糖醇、甘露糖醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇和1，2-乙烷二醇中一种或多种，尤其是甘油。8.根据前述权利要求中任一项所述的复合材料，其中，聚酯为脂肪族多元醇聚酯，含2-15个碳原子和一个多元酸，多元酸选自脂肪族二元酸和三元酸，含3-15个碳原子，其中，多元酸包含至少10% (重量)的三羧酸。`9.根据权利要求8所述的复合材料，其中，以多元酸的总量计算，多元酸包含至少30%(重量)的三羧酸，至少50% (重量)比较好，最好为至少70% (重量)，更具体来说，最好为至少90% (重量)，或甚至至少95% (重量)，其中多元酸可能(详细来说)是柠檬酸。10.根据权利要求8所述的复合材料，其中，以多元酸的总量计算，多元酸包含至少10%(重量)的二羧酸，至少30% (重量)比较好，至少50% (重量)更好，至少70% (重量)...
【专利技术属性】
技术研发人员：艾伯特·亨德克·艾伯特斯，卡德·罗森堡，
申请(专利权)人：阿姆斯特丹大学，
类型：
国别省市：
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