[发明专利]生物可降解树脂及制备其的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物可降解树脂及制备其的方法，并且更具体地，涉及一种生物可降解树脂及制备其的方法，其可以提供在制备该树脂期间使用有限量的扩链剂的树脂并且具有优异的性能，并因此可以安全地用于各种领域。

背景技术

生物可降解树脂是作为新材料开发的合成树脂，其借助于自然中的微生物例如细菌、藻类和霉菌，通过降解为水和二氧化碳或者水和甲烷气体而不会产生环境污染的问题。生物可降解树脂包括纤维素类聚合物、淀粉和聚交酯(PLA)，其很难以高分子量制备，并且机械强度低。

同时，分子量应通过聚合物之间的链延长增大以增加聚酯类生物可降解树脂如聚(琥珀酸丁二醇酯)(PBS)、聚(琥珀酸丁二醇酯-共-己二酸丁二醇酯)(PBSA)或聚(己二酸丁二醇酯-共-对苯二甲酸丁二醇酯)(PBAT)的机械性能。在这种情况下，使用扩链剂如异氰酸酯。

然而，由于在生物体的呼吸器官中的毒性、眼和上部呼吸细胞器的刺激、以及由接触皮肤或眼引起的炎症，异氰酸酯是一种对人体有害的组分。另外，当暴露于环境组分如土壤、地下水和空气时，异氰酸酯充当污染因子。因此，已经研究了最小化使用这样的异氰酸酯并保持或增加树脂的机械性能的方法。

韩国专利No.0129794公开了一种以基于脂肪族聚酯0.1至5重量份的量使用多价异氰酸酯作为扩链剂制备树脂的方法，并且韩国专利No.0365455公开了一种相对于95至99.9wt%的聚酯使用0.1至5wt%的二异氰酸酯或相对于聚酯使用0.1至5wt%的二异氰酸酯的方法。特别地,韩国专利No.0129794公开了当多价异氰酸酯以少于0.1重量份的量使用时,对聚酯链的延长和增加聚酯的分子量的作用不充分。

发明内容

技术问题

本发明涉及一种提供提供生物可降解树脂的方法，其在制备该生物可降解树脂中使用最小量的用作扩链剂的多价异氰酸酯并且对于用于各种应用具有期望性能。

本发明涉及提供一种能够安全地用于产品例如用于食品或药品的包装材料的生物可降解树脂，其中对人体有害的组分的异氰酸酯组分的含量可以被限制或调节。

技术方案

本发明的一方面提供一种氮含量为160ppm或以下的生物可降解树脂，其含有通过聚酯聚合物的醇端基团与多价异氰酸酯化合物的反应产生的氨基甲酸酯键。

所述聚酯聚合物可以通过缩聚至少一种二价醇单体和至少一种二价羧酸单体而合成，所述二价醇单体选自由1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇和1,2-乙二醇组成的组，所述二价羧酸单体选自由琥珀酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、对苯二甲酸、及其酸酐和衍生物组成的组。

所述生物可降解树脂可以通过基于聚酯聚合物少于0.1wt%的量的多价异氰酸酯化合物与聚酯聚合物的反应进行制备。

多价异氰酸酯可以包括选自由以下组成的组中的至少一种：2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、二异氰酸二甲苯酯、1,5-萘二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和三苯基甲烷三异氰酸酯。

本发明的另一方面提供一种制备生物可降解树脂的方法，其包括：通过缩聚二价醇单体与二价羧酸单体制备聚酯聚合物；将聚酯聚合物的水分含量控制为200ppm或以下；和通过水分含量为200ppm或以下的聚酯聚合物与多价异氰酸酯的反应连接聚酯。

在制备聚酯聚合物中，选自由1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇和1,2-乙二醇组成的组中的至少一种二价醇单体可以与选自由琥珀酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、对苯二甲酸、及其酸酐和衍生物组成的组中的至少一种二价羧酸单体进行缩聚。

在连接聚合物中，基于聚酯聚合物，少于0.1wt%的多价异氰酸酯可以与聚酯聚合物反应。

多价异氰酸酯可以包括选自由以下组成的组中的至少一种：2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、二异氰酸二甲苯酯、1,5-萘二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和三苯基甲烷三异氰酸酯。

同时，本发明的另一方面提供一种包括所述生物可降解树脂的产品。

该产品可以是渔网、养鱼圈、钓丝、农用地膜、滴水板、塑料垃圾袋、用于食品或药品的包装材料。

有利效果

根据本发明，可以制备这样的生物可降解树脂，其在制备该生物可降解树脂中使用最少量的对人体和环境有害的组分的扩链剂，并且具有优异的性能。