一种超支化聚合甘油酯生物基增塑剂及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112126070A(43)申请公布日2020.12.25(21)申请号202010875102.3(22)申请日2020.08.27(71)申请人合肥飞木生物科技有限公司地址230088安徽省合肥市高新区创新国际广场B座1506室(72)发明人谢爱迪谢书轩吴青梅(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人高宁馨(51)Int.Cl.C08G83/00(2006.01)C08L67/04(2006.01)C08L3/02(2006.01)C08L87/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页(54)发明名称一种超支化聚合甘油酯生物基增塑剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种用于聚乳酸(PLA)超支化聚甘油酯生物基增塑剂及其制备方法，属于生物基增塑剂制备技术领域。本发明以生物基甘油为原料，经聚合甘油的制备、超支化聚合甘油的制备和超支化聚合甘油酯的制备反应，得到超支化聚合甘油酯增塑剂。制备过程简单易行，原料价格低廉，无毒环保，安全稳定，制得的增塑剂和聚乳酸相容性好，可加工性和拉升强度以及机械性能显著提升。CN112126070ACN112126070A权利要求书1/2页1.一种用于聚乳酸(PLA)的超支化聚合甘油脂肪酸酯生物基增塑剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)一定聚合度的聚合甘油的制备将生物基甘油在碱性条件下加热脱水，使生成线性聚合甘油，所述的碱性条件，是加入NaCO3、K2CO3、NaOH、KOH、NaOCH3或KOCH3其中一种，加入量占甘油重量的0.01％－1.0％，所述线性聚合甘油聚合度为3－6，羟值800－1200mgKOH/g；所述线性聚合甘油包含至少一种由以下通式(1)表示的化合物：通式(1)；2)超支化聚合甘油的制备将步骤1)得到的线性聚合甘油不用精制，在保温条件下，滴加占聚合甘油重量12％－23％缩水甘油，滴完后，保温搅拌反应，得到浅色超支化聚合甘油；所述超支化聚合甘油包含至少一种由以下通式(2)表示的化合物：通式(2)；3)超支化聚合甘油脂肪酸酯的制备将步骤2)得到的超支化聚合甘油，用超支化聚合甘油0.01％－10％重量的磷酸作为催化剂，同时加入占超支化聚甘油10－60％重量的C1-C18正构脂肪酸，在120℃－210℃下加热回流分水酯化，通过测定反应物的酸值来控制反应深度，当酸值≤0.5mgKOH/g，为反应终点，降温到室温，得到浅色的超支化聚合甘油脂肪酸酯；所述超支化聚合甘油脂肪酸酯具有如下通式(3)表示的结构：通式(3)。其中，R1,R2,R3,R4,R5彼此独立地为C1-C18正构脂肪酸残基。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，所述加热脱水在100－120℃下，常压或真空条件下进行甘油羟基之间的脱水反应。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，所述的碱性条件，是加入K2CO3，加入量占生物基甘油重量的0.1％，所述线性聚合甘油聚合度为5，羟值1021mgKOH/g。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，所述保温条件的温度为100－120℃；所述保温搅拌反应的反应时间为1-3h。2CN112126070A权利要求书2/2页5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，缩水甘油加入量为聚合甘油重量的16％，所述保温搅拌反应的反应时间为2h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤3)中，所述C1-C18正构脂肪酸包括乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、庚酸、壬酸或癸酸，可以单独的使用或以混合物一起使用以制备待用作PLA增塑剂的混合碳酸酯。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤3)中，C1-C18正构脂肪酸为癸酸，加入量为超支化聚合甘油重量的20％，用超支化聚合甘油0.5％重量的磷酸作为催化剂，反应温度以混合反应物回流为准。8.一种用于聚乳酸(PLA)的超支化聚合甘油脂肪酸酯生物基增塑剂，其是根据权利要求1-7任意一项述制备方法制备获得的超支化聚合甘油脂肪酸酯产品。9.根据权利要求8所述的用于聚乳酸(PLA)的超支化聚合甘油脂肪酸酯生物基增塑剂，其特征在于，所述超支化聚合甘油脂肪酸酯生物基增塑剂具有如下结构：通式(3)；其中，R1,R2,R3,R4,R5彼此独立地为C1-C18正构脂肪酸残基；优选地，R1,R2,R3,R4,R5彼此独立地为正构脂肪酸残基CH3CO－,C2H5CO－,CH3CH2CH2CO-，CH3(CH2)2CH2CO-，C6H13CO-,C8H17CO－,C9H19CO－；最优选地R1,R2,R3,R4,R5均为正构脂肪酸残基C9H19CO－。3CN112126