[发明专利]一种改质的生物质增塑剂及其制备方法以及使用该增塑剂制备的高分子化合物

说明书

本发明公开了一种改质的生物质增塑剂，其是以环氧植物油和触媒为原料经由自由基聚合成的低聚合物，具有不易从制成的高分子化合物材料中析出且无毒环保的优点。本发明公开了一种改质的生物质增塑剂的制备方法，其所制备的生物质增塑剂具有不易从制成的高分子化合物材料中析出且无毒环保的优点。本发明还公开了一种使用上述增塑剂制备的高分子化合物，其生物质增塑剂不易从高分子化合物中迁移析出，解决了传统增塑剂制备的高分子材料其增塑剂易析出，容易造成产品污染的技术问题。

技术领域

本发明属于生物质材料增塑剂技术领域，具体涉及一种改质的生物质增塑剂及其制备方法以及使用该增塑剂制备的高分子化合物。

背景技术

全球对于邻苯二甲酸酯的增塑剂的使用所产生对人体的危害提出警告，如欧盟在(REACH)(ROSS)法规中禁止使用六种邻苯二甲酸酯(DEHP,邻苯二甲酸二异壬酯，邻苯二甲酸二乙癸酯，邻苯二甲酸二丁酯，邻苯二甲酸苄基丁酯和邻苯二甲酸二正辛酯)，因此对于无毒性的生物质可塑剂进行研发具有重大意义。

目前市场上最常用的生物质增塑剂为环氧大豆油，但环氧大豆油用于如PVC的热塑高分子材料中，容易导致迁移析出(migration)，使产品品质发生改变引起热塑高分子材料软硬度变化，表面发粘、破裂；也造成产品之间污染，影响产品的二次加工，因此传统的环氧大豆油大都当做安定剂，无法大量添加取代传统邻苯二甲酸酯(phthalates)系列可塑剂。如美国专利USP5561191中环氧大豆油的添加量少于10Phr。

已经提出源自天然生物质材料作为邻苯二甲酸酯增塑剂的替代物，如美国专利No.6734241和No.6949597描述由氢化蓖麻油(Castor oil)衍生的完全酰化的甘油单酸酯，由Danisco以“Soft-n-Safe”名称出售。另一美国专利No.6797753,No.10113051是包括衍生自环氧化油(如亚麻子和大豆)与各种多元醇进行酯交换反应生成的环氧化脂肪酸酯。美国专利US10144812中使用具有酯首基和脂肪酸主键的脂肪酸酯的混合物(an ester headgroup and a fatty acid backbone)，但以上这些均非以环氧植物油自体聚合成低聚合物作为增塑剂且解决从高分子材料如PVC中易析出的问题。

环氧植物油以环氧大豆油为代表，简称ESO，其组成为亚油酸(51％～57％)、油酸(32％～36％)、棕榈酸(2.4％～2.8％)、硬脂酸(4.4％～4.6％)等，其环氧值≥6.0％，酸值≤0.5mgKOH/g,碘价≤3.0，说明环氧大豆油结构中含有环氧官能基及少量(可聚化)的羧酸基与未完反应的双键。

发明内容

针对现有的技术问题，本发明的目的在于提供一种以生物质材料为原料经由自由基聚合成低聚合物，作为改质的生物质增塑剂，其具有不易从制成的高分子化合物材料中析出且无毒环保的优点。

本发明的另一目的在于提供一种以生物质材料为原料经由自由基聚合成低聚合物的制备方法，所制备的低聚合物作为改质的生物质增塑剂，具有不易从制成的高分子化合物材料中析出且无毒环保的优点。

本发明的再一目的在于提供一种高分子化合物，解决所用生物质增塑剂容易迁移析出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种改质的生物质增塑剂，其制备原料包括环氧植物油和触媒，所述环氧植物油包含单酯和/或多酯，所述单酯的数量为一种或多种，所述多酯的数量为一种或多种，所述生物质增塑剂为由所述环氧植物油与所述触媒进行自体聚合反应生成的一种分子量增大的低聚合物，所述低聚合物的生成反应中，所述触媒的添加量与所述环氧植物油的重量比为0.5～10：100，所述低聚合物的重均分子量范围为3000～15000。