專利名稱：羥基羧酸低聚物作為粘結(jié)劑的應(yīng)用、制備方法及其得到的羥基羧酸低聚物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及至少一種可生物降解的羥基羧酸低聚物特別作為粘結(jié)劑的應(yīng)用。本發(fā)明還涉及可生物降解羥基羧酸低聚物的制備方法以及通過該方法的實(shí)施得到的特定產(chǎn)品和含有這種產(chǎn)品的粘結(jié)劑組合物。
背景技術(shù)：
粘結(jié)劑被定義為能夠通過粘結(jié)力固定住材料的產(chǎn)品。實(shí)際上，通過3個(gè)步驟的方法就能夠利用粘結(jié)將任何材料接合在一起在需要粘接的材料的至少一個(gè)材料的表面上涂粘結(jié)劑，將這些材料接觸，以及使粘結(jié)劑干燥或硬化?，F(xiàn)有大量公知產(chǎn)品因它們的粘接特性而得到使用。這些合成基的產(chǎn)品可以分成兩大族-反應(yīng)性粘結(jié)劑，其硬化對應(yīng)于化學(xué)反應(yīng)，它們是熱固性的，例如酚化合物、環(huán)氧化合物、聚胺酯化合物等，-物理粘結(jié)劑，其硬度對應(yīng)于物理狀態(tài)(從液態(tài)到固態(tài))的變化，例如溶劑化產(chǎn)品或熱熔性產(chǎn)品，例如聚酯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。這些粘結(jié)劑因它們具有杰出的粘接性能而且可以低成本地工業(yè)化批量生產(chǎn)而得以大量使用。但是，這些公知產(chǎn)品有重要缺陷，因?yàn)樗鼈兂鲎允突瘜W(xué)，不是可再生的，而且不能生物降解。最終，人們發(fā)現(xiàn)處于即不環(huán)保也不能完全降解的粘結(jié)劑當(dāng)中。因此需要一種具有良好特性、可以低成本工業(yè)化批量制造、同時(shí)還環(huán)保的有效粘結(jié)劑，特別是源自天然和可生物降解的資源。

發(fā)明內(nèi)容
這就是提出本發(fā)明的原因，本發(fā)明提出使用可以生物降解的官能化羥基羧酸低聚物作為粘結(jié)劑。利用羥基羧酸與來自天然物的油或脂肪衍生出的官能化劑之間的至少一個(gè)縮聚步驟得到所述官能化羥基羧酸低聚物。事實(shí)上，令人驚奇的是，這些官能化羥基羧酸低聚物特別具有非常矚目的粘接劑性能?！傲u基羧酸低聚物”應(yīng)理解為共價(jià)偶聯(lián)或網(wǎng)織在一起的有限數(shù)量(1-1000)的羥基羧酸單體構(gòu)成的分子。本發(fā)明中“官能化低聚物”表示通過多個(gè)羥基羧酸單體自身縮合得到的低聚物，其中羥基基團(tuán)的一部分或者全部由其他基團(tuán)取代。酯化的低聚物表示通過多個(gè)羥基羧酸單體自身縮合得到的低聚物，其中羥基基團(tuán)的一部分或者全部由酯基取代。 本發(fā)明的另一主題涉及一種在官能化劑存在下從羥基羧酸制造可用作粘結(jié)劑的官能化羥基羧酸低聚物的特定方法。本發(fā)明的目的還在于所得到的官能化羥基羧酸低聚物。這樣的分子對應(yīng)于下式R-(-(-M-R2) n)x其中-R表不碳鏈-R2表示反應(yīng)性官能團(tuán)，優(yōu)選OH或C00H，-X是大于或等于I的整數(shù)，優(yōu)選在I和10之間，-M表示羥基羧酸，和
-η表示1-1000之間的整數(shù)。本發(fā)明的最后一個(gè)目的在于也含有官能化羥基羧酸低聚物的粘接產(chǎn)品或粘接組合物。有利的是，本發(fā)明可以獲得粘接性能很有效的分子，同時(shí)這種分子在自然環(huán)境中可降解，而且對環(huán)境無害。下面的詳細(xì)描述將顯示本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明旨在將通過羥基羧酸和天然來源的油或脂肪衍生的官能化劑的至少一個(gè)縮聚步驟得到的至少一種官能化羥基羧酸低聚物作為粘結(jié)劑的應(yīng)用。可以特別涉及具有至少一個(gè)酸官能團(tuán)或羥基官能團(tuán)的羥基羧酸低聚物。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施模式，官能化羥基羧酸低聚物是羥基羧酸低聚物的酯。優(yōu)選涉及聚合度為1-1000的具有一個(gè)或多個(gè)羥基官能團(tuán)或者一個(gè)或多個(gè)酸官能團(tuán)的官能化羥基羧酸低聚物。另外，聚合度為1-100更佳。酸官能團(tuán)最好選自-線性或分支的飽和脂肪酸，具有6-32個(gè)碳原子，優(yōu)選12-20個(gè)碳原子，例如硬脂酸或棕櫚酸，-線性或分支的不飽和脂肪酸，具有6-32個(gè)碳原子，優(yōu)選12-20個(gè)碳原子，不飽和度為1-10，例如亞油酸或油酸。這些官能化羥基羧酸低聚物可以用作粘接各種材料的粘結(jié)劑，特別是用作木質(zhì)纖維素材料的粘結(jié)劑。例如，木質(zhì)纖維素材料可選自-硬木或軟木，例如山毛櫸、云杉、櫟樹、楊樹或果樹，-大麻、亞麻、竹、棉花，和-纖維素、半纖維素、木素。本發(fā)明的官能化低聚物可以直接涂敷在需要粘接的材料上，或包含到組合物中。然后將涂過官能化低聚物的材料與另一個(gè)材料接觸，該另一個(gè)材料預(yù)先也可以被涂敷。在干燥I分鐘-40小時(shí)以后，這兩個(gè)材料就被粘接上。根據(jù)一個(gè)變型，在使用時(shí)，可以與預(yù)先分散在低聚物中的至少一種聚異氰酸酯結(jié)合。優(yōu)選聚異氰酸酯與本發(fā)明的官能化低聚物之間的摩爾比為O. 1-50%之間。聚異氰酸酯特別可以選自亞甲二苯基二異氰酸酯(MDI)，甲苯二異氰酸酯(TDI)，六亞甲基二異氰酸酯(HDI)和異佛爾酮二異氰酸酯。根據(jù)另一方面，本發(fā)明所用的官能化羥基羧酸低聚物可以通過特定制造方法獲得。
該方法包括至少一個(gè)羥基羧酸與至少一個(gè)官能化劑之間的至少一個(gè)縮聚步驟。官能化劑是指具有至少一個(gè)反應(yīng)性官能團(tuán)的天然化合物，優(yōu)選具有1-10個(gè)反應(yīng)性官能團(tuán)。官能化劑為天然資源的油或脂肪(富含類脂物的原材料)的衍生物，即從甘油一酸酯或甘油二酸酯得到的官能化劑，這兩種甘油酸酯本身由甘油三酸酯獲得，主要構(gòu)成植物油和動物脂肪。事實(shí)上，植物油特別是甘油三酯含量高的油，或基本由脂肪酸和甘油的甘油三酸酯構(gòu)成的油。優(yōu)選植物油和動物脂肪，它們的線性或分支的飽和或不飽和脂肪酸，具有6-32個(gè) 碳原子，不飽和度可以為0-10，羥基官能團(tuán)為0-5個(gè)。在適合本發(fā)明的植物油中，可以例舉油酸油菜和芥酸油菜的油、亞麻油、向日葵油、蓖麻油、大豆油、棕櫚油、檳榔油、干椰肉油、玉米油、棉花籽油、花生油、稻米糠油、橄欖油、桐樹油、麻風(fēng)樹油(Jatropha curcas)。從Jatropha curcas的成熟種子中萃取出來的麻風(fēng)樹油是不飽和的、環(huán)境溫度下為液態(tài)的油，主要是油酸(43-53% )、亞油酸(20-32% )和棕櫚酸(13-15% )。其他天然甘油三酯的資源也可利用，例如魚油、微藻和大藻類的油、動物脂油和松漿油。脂肪醇也可以用作官能化劑。所選擇的油優(yōu)選具有含12-20個(gè)碳原子的脂肪酸，更理想的是富含C18脂肪酸，例如油酸、亞油酸、亞麻酸。優(yōu)選涉及的是酸官能化劑，或者是羥基、多酸或多元醇官能化劑，也就是說，其反應(yīng)性官能團(tuán)為酸官能團(tuán)或羥基官能團(tuán)的官能化劑。優(yōu)選官能化劑相對于羥基羧酸的摩爾比在O. 01-50%之間。根據(jù)一個(gè)特別合適的實(shí)施模式，本發(fā)明的方法在于，在用于形成官能化低聚物的羥基化合物或酸化合物存在下，通過直接脫水將至少一種羥基羧酸進(jìn)行縮聚。產(chǎn)生的反應(yīng)可以示意性地表示為
權(quán)利要求
1.通過羥基羧酸與由天然來源的油或脂肪衍生的官能化劑的至少一個(gè)縮聚步驟得到的至少一種官能化羥基羧酸低聚物作為粘結(jié)材料用粘結(jié)劑的應(yīng)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的至少一種官能化羥基羧酸低聚物的應(yīng)用，該低聚物用作粘接木質(zhì)纖維素材料的粘結(jié)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的至少一種官能化羥基羧酸低聚物的應(yīng)用，其特征在于所述官能化羥基羧酸低聚物是具有酸官能團(tuán)或羥基官能團(tuán)的羥基羧酸低聚物。
4.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的至少一種官能化羥基羧酸低聚物的應(yīng)用，其特征在于所述官能化羥基羧酸低聚物是酯化了的羥基羧酸低聚物。
5.上述任一權(quán)利要求的至少一種官能化羥基羧酸低聚物與至少一種聚異氰酸酯結(jié)合的應(yīng)用。
6.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所用的官能化羥基羧酸低聚物的制造方法，其特征在于該方法包括羥基羧酸與天然來源的油或脂肪衍生的官能化劑的至少一個(gè)縮聚步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的官能化羥基羧酸低聚物的制造方法，其特征在于官能化劑是酸官能化劑或羥基官能化劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的官能化羥基羧酸低聚物的制造方法，其特征在于所述縮聚在催化劑存在下進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8之一官能化羥基羧酸低聚物的制造方法，其特征在于在I-900mbar之間的壓力和70_140°C之間的溫度下進(jìn)行所述縮聚。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9之一的官能化羥基羧酸低聚物的制造方法，其特征在于在羥基化化合物或酸化合物存在下通過直接脫水實(shí)現(xiàn)所述縮聚。
11.根據(jù)權(quán)利要求6-10之一的官能化羥基羧酸低聚物的制造方法，其特征在于官能化劑相對于羥基羧酸的摩爾比為O. 01-50%之間。
12.可根據(jù)權(quán)利要求6-11之一的方法得到的官能化羥基羧酸低聚物，其特征在于它由下式表示 R- (- (-M-R2) η) χ 其中_R表碳鏈 -R2表示反應(yīng)性官能團(tuán)，優(yōu)選OH或C00H， -χ是大于或等于I的整數(shù)，優(yōu)選在I和10之間， -M表示羥基羧酸，和 -η表示1-1000之間的整數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的官能化羥基羧酸低聚物，其特征在于該低聚物的聚合度為1-1000 之間。
14.用于粘結(jié)材料的粘結(jié)組合物，其特征在于該粘結(jié)組合物包含10-90%的權(quán)利要求12或13的官能化羥基羧酸低聚物。
全文摘要
本發(fā)明的目的是將至少一種官能化羥基羧酸低聚物用作粘結(jié)材料的粘結(jié)劑。本發(fā)明還涉及制造官能化羥基羧酸低聚物的方法，包括至少一個(gè)羥基羧酸和官能化劑的縮聚步驟，以及能夠得到的官能化羥基羧酸低聚物和包含這些低聚物的粘結(jié)組合物。
文檔編號C08G63/08GK102666646SQ201080049967
公開日2012年9月12日 申請日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者塞德里克·德韋, 安托萬·皮奇里利 申請人:普瓦圖-夏朗德瓦拉格羅可再生碳公司