[发明专利]固化剂和方法

说明书

公开了一种热固性材料，其含有β‑羟基酯，其中使所述热固性材料经受机械‑化学处理以再生环氧化物和羧酸官能团。公开了由天然存在的多官能酸与环氧化植物基油之间的反应产生的用于环氧化植物基油和环氧化天然橡胶的固化剂。该固化剂可以用于生产无孔的可浇铸树脂和硬化基于环氧化天然橡胶的橡胶配制品。由公开的材料制成的材料可以有利地用作皮革替代品。

相关申请的交叉引用

本申请要求临时专利申请号62/869,393(2019年7月1日提交)和62/989,275(2020年3月13日提交)的优先权，这些申请全都通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本公开涉及用于生产天然产品的方法，这些天然产品可以利用本文公开的材料制造。天然产品具有的物理特性类似于合成涂层织物、皮革基产品和泡沫产品。

背景技术

用天然衍生和可生物降解的聚合物代替合成聚合物材料是实现可持续产品和材料处理的重要目标。在所有潜在的天然起始材料中，在自然界中最普遍且易于获得、分离和纯化的那些也是最具成本效益的代替选项。诸如木材、天然纤维、天然油和其他天然化学品等材料都可以容易地大量获取。迄今为止，更广泛地使用天然材料的限制主要是由于处理柔性(例如，可模制性)和/或最终特性(例如，强度、伸长率、模量)的限制。

天然兽皮皮革是多功能材料，很少有满足相同的性能属性的合成替代品。天然兽皮皮革特别具有柔性、抗穿刺性、耐磨性、可成形性、透气性和可压印性的独特混合。合成皮革替代材料是本领域中已知的。许多材料利用织物背衬和聚氨酯或增塑的聚氯乙烯弹性体表面–此类材料构造可以实现天然兽皮皮革的某些性能属性，但不是全天然的并且不可生物降解。期望具有包含全天然材料或至少含有大部分全天然成分的不同材料。此外，期望任何皮革替代品都可生物降解以避免处置问题。

现今，记忆泡沫材料完全由合成聚合物制成。例如，大多数商业记忆泡沫包含利用泡沫结构的聚氨酯弹性体。记忆泡沫材料的特征在于有损(lossy)行为，即，聚合物具有高损耗模量(tanδ)。记忆泡沫材料一般在显著低于室温的温度下(例如，低于10℃)非常坚硬、在显著高于室温的温度下(例如，高于50℃)是橡胶状、并且在室温或接近室温时(例如，15℃-30℃)是皮革/有损。

Liu(US 9,765,182)公开了弹性体产品，其包含环氧化植物油和多官能羧酸。因为这些成分彼此不可混溶，所以Liu公开了使用能够溶解多官能羧酸并且可以与环氧化植物油互溶的醇溶剂。Liu公开的示例性环氧化植物油是环氧化大豆油。Liu公开的示例性多官能羧酸是柠檬酸。用作增溶剂的示例性醇包括乙醇、丁醇和异丙醇。Liu公开了通过将柠檬酸溶解在乙醇中并且然后将全部量的环氧化大豆油添加到溶液中来产生弹性体。然后将溶液加热至50℃-80℃持续24小时以除去乙醇(通过真空辅助)。Liu公开了用于聚合的最佳温度范围在70℃出现(没有任何催化剂)。Liu公开内容清楚地表明，醇溶剂的蒸发温度范围和聚合温度是重叠的，并且因此在除去全部溶剂之前，存在过早固化聚合物(即，形成凝胶)的高风险。我们发现，通过Liu公开的方法制备的弹性体由于聚合开始后残留的醇溶剂的蒸发而含有大量的孔隙。

附图说明

并入本说明书中并构成本说明书一部分的附图说明了实施例，并且与描述一起用于解释方法和系统的原理。

图1是本文公开的固化剂的至少一个说明性实施例的化学反应式和示意图。

图2A是使用相对较低粘度的树脂生产的环氧化天然橡胶基材料的说明，允许该树脂渗透整个法兰绒基底，从而产生绒面革或拉绒样表面。

图2B是使用相对较高粘度的树脂生产的环氧化天然橡胶基材料的说明，允许该树脂仅部分地渗透穿过法兰绒基底，从而产生光滑的抛光样表面。

图3是根据本公开生产的环氧化天然橡胶基材料的图像。