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端羟基超支化聚醚接枝环氧大豆油超分散剂的制备方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2020-06-07
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2020-12-25
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2022-03-22
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2040-06-07
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN202010509258.X 申请日 2020-06-07
公开/公告号 CN112048070B 公开/公告日 2022-03-22
授权日 2022-03-22 预估到期日 2040-06-07
申请年 2020年 公开/公告年 2022年
缴费截止日
分类号 C08G83/00C08K9/04C08K3/26C08K3/34C08K7/14C08L97/02C08L23/12C08L23/06C08L27/06 主分类号 C08G83/00
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 1
权利要求数量 2 非专利引证数量 1
引用专利数量 1 被引证专利数量 0
非专利引证 1、2018.10.11王宗胜等“.超支化聚缩水甘油的合成及性能”《.功能高分子学报》.2019,第32卷第507-512页.;
引用专利 US2018289821A 被引证专利
专利权维持 2 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 桂林理工大学 当前专利权人 桂林理工大学
发明人 陆绍荣、周华、徐旭、李裕琪、卢李群 第一发明人 陆绍荣
地址 广西壮族自治区桂林市七星区建干路12号 邮编 541004
申请人数量 1 发明人数量 5
申请人所在省 广西壮族自治区 申请人所在市 广西壮族自治区桂林市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
南宁东之智专利代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
杜启杰
摘要
本发明公开了一种端羟基超支化聚醚接枝环氧大豆油超分散剂的制备方法。该分散剂是利用环氧大豆油分子链上的环氧基与三羟甲基氨基甲烷分子上氨基发生开环反应,然后再与环氧丙醇发生反应制备得到的。所制得的超分散剂分子结构末端含有大量的活性羟基,这些活性羟基可与木塑填料表面形成多点锚固,通过这些多点“锚固”作用将大豆油分子链牢牢镶嵌在填料表面,提高填料在聚烯烃树脂中的分散性。本发明具有制备工艺简单、生产成本低、机械强度高、环境污染小等优良特性,不仅能提高木塑复合材料的使用寿命,还能大幅度提高木塑复合材料的力学性能。
  • 摘要附图
    端羟基超支化聚醚接枝环氧大豆油超分散剂的制备方法
  • 说明书附图:图1
    端羟基超支化聚醚接枝环氧大豆油超分散剂的制备方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-03-22 授权
2 2020-12-25 实质审查的生效 IPC(主分类): C08G 83/00 专利申请号: 202010509258.X 申请日: 2020.06.07
3 2020-12-08 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种端羟基超支化聚醚接枝环氧大豆油超分散剂的制备方法,其特征在于具体步骤为:
 (1) 在250mL三口烧瓶中加入20   25g环氧大豆油、20   25g三羟甲基氨基甲烷、0 ~ ~
.2   0  .4g四氟硼酸和100   120g异丙醇,在65   75℃下搅拌反应25   28h后,蒸馏除去~ ~ ~ ~
异丙醇;反应物用饱和硫酸钠溶液洗涤,除去未完全反应的三羟甲基氨基甲烷,干燥后得到粘稠状棕黄色液体,即为大豆油多元醇;
 (2) 称取80   100mL四氢呋喃和50   80 uL甲醇钾加入步骤(1)制得的大豆油多元~ ~
醇中,在 氮气保护下于50   60℃搅拌1h;然后加入20   30mL二氧六环,升高温度到95℃~ ~
后,缓慢滴加8   10mL环氧丙醇,继续恒温搅拌反应5   6h,待反应结束后冷至室温,用50 ~ ~
 70mL甲醇反复洗涤3 次,所得产物置于60℃的真空干燥箱中烘干10h,即制得木塑门窗复~
合材料用端羟基超支化聚醚接枝环氧大豆油超分散剂,其分子量为2500   3000。
~

2.一种如权利要求1所述的端羟基超支化聚醚接枝环氧大豆油超分散剂的制备方法,其特征在于该制备方法制得的端羟基超支化聚醚接枝环氧大豆油超分散剂应用于木塑门窗复合材料的填料表面改性,所述填料包括木粉、竹粉、玻璃纤维、碳酸钙和滑石粉。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于木塑门窗复合材料用加工助剂生产技术领域,尤其涉及一种端羟基超支化聚醚接枝环氧大豆油超分散剂的制备方法。

背景技术

[0002] 木塑门窗是将木材和塑料两种材料的优点结合起来的一种木塑复合材料,是目前国内最好的窗户。作为窗户用的木塑复合材料是近几年迅速发展起来的一种新型材料,它是由60%植物纤维(如木纤维粉、麻纤维粉、竹纤维粉、草纤维粉、糠皮粉或秸秆纤维粉等)及无机填料(如碳酸钙、滑石粉及石英粉等)、30%高分子树脂(如聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯等)及10%专用助剂(如表面处理剂、增韧剂、润滑剂等),经机械混合、熔融分散、成型加工等工序制得的一种新型复合材料。木塑复合材料具有制备简单方便、生产成本低廉、机械强度高、保温阻音、防水阻燃、寿命长等优良的特性,广泛用于建材、家具、物流包装等行业。但由于强极性植物纤维和非极性的聚烯烃树脂相容性差,界面结合不紧密,导致制品品质下降。如何提高纤维在聚烯烃树脂中的分散性,以及树脂和纤维之间的界面相容性,是提高木塑复合材料性能的关键,也是木塑产业和木塑门窗产业能否快速发展的关键因素。因此,研究开发一种对纤维和无机粉体分散性好,并与树脂有较好相容性的木塑相容分散剂尤为重要。
[0003] 目前木塑复合材料界面相容改性常用的方法有偶联剂法、润滑剂法、超分散剂法及相容剂法等;主要的改性剂有硬脂酸、白油、硅烷偶联剂、铝烷偶联剂和钛酸酯偶联剂等,这些改性剂主要是通过化学反应来减少植物纤维、玻璃纤维或无机粉体等填料表面的羟基数目,在填料/聚烯烃树脂之间建立物理和化学交联,并在填料表面形成一层憎水性薄膜,从而提高其与聚烯烃树脂的界面相容性和促进填料的分散,防止填料团聚,提高制品的抗冲击强度及加工流变性能。
[0004] 超分散剂又名超级分散剂,是一种特殊的表面活性剂,其分子结构中含有锚固基团和溶剂化链段。与传统分散剂的区别表现在:①是锚固基团的引进,它们通过离子键、共价键、氢键及范德化力等相互作用,紧紧吸附在纤维和无机粉体表面,且多为不可逆吸附,很难解吸;②主链式溶剂化链亲油基团,与树脂有良好的相容性,且具有较好的伸展构想,在纤维和无机粉体表面形成足够厚的保护层。当溶剂化链段很好的溶解和适当的展开时,位阻稳定作用得到加强,大大提高了溶剂化链的有效利用率,从而提高聚烯烃树脂与填料粉体的结合力。目前超分散剂在木塑复合材料中的应用,已有不少文献专利报道,如“木塑复合材料用超支化分散剂的制备方法”(CN201110046643.6)、“一种超支化分散剂的制备方法及其应用”(CN201510415798.0)、“废剑麻纤维用柔性链超分散剂及其制备方法”(CN200910114226.3)、“多乙烯多胺‑接枝聚羟基酸酯超分散剂及制备方法”(CN201010045605.4)等,所有这些研究均表明了超分散剂能够大幅度提高木塑复合材料的力学性能。
[0005] 基于此,本发明提出一种木塑门窗复合材料用端羟基超支化聚醚接枝环氧大豆油超分散剂的制备方法。该超分散剂主要是利用环氧大豆油、三羟甲基氨基甲烷、环氧丙醇等为原料反应得到的,其分子结构末端含有大量的活性羟基,这些活性羟基可与木塑填料(如木粉、玻璃纤维、碳酸钙粉体等)表面形成多点锚固作用,并在填料表面形成一层包覆层。将该超分散剂用于由聚烯烃树脂(如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等)、填料等共混改性制备得到的木塑门窗复合材料,具有制备简单方便、生产成本低廉、机械强度高及环境污染小等优点,并能大大提高木塑门窗复合材料的力学性能,降低吸水率和收缩膨胀率,延长材料的使用寿命。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题在于,提供一种木塑门窗复合材料用端羟基超支化聚醚接枝环氧大豆油超分散剂的制备方法。该超分散剂能有效提高木塑门窗复合材料的强度和韧性、降低吸水率和收缩膨胀率,减少环境污染,生态环保。
[0007] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0008] 一种端羟基超支化聚醚接枝环氧大豆油超分散剂的制备方法,具体步骤为:
[0009] (1)在250mL三口烧瓶中加入20~25g环氧大豆油、20~25g三羟甲基氨基甲烷、0.2~0.4g四氟硼酸和100~120g异丙醇,在65~75℃下搅拌反应25~28h后,蒸馏除去异丙醇。反应物用饱和硫酸钠溶液洗涤,除去未完全反应的三羟甲基氨基甲烷,干燥后得到粘稠状棕黄色液体大豆油多元醇。
[0010] (2)称取80~100mL四氢呋喃,50~80ul甲醇钾加入上述(1)制得的大豆油多元醇产品中,在氮气保护下于50~60℃搅拌1h;然后加入20~30mL二氧六环,升高温度到95℃后,缓慢滴加8~10mL环氧丙醇,继续恒温搅拌反应5~6h。待反应结束后冷至室温,用50~70mL甲醇溶液反复洗涤3次,产物置于60℃的真空干燥箱中烘干10h,即得本发明的端羟基超支化聚醚接枝环氧大豆油超分散剂,其分子量为2500~3000。
[0011] 本发明的端羟基超支化聚醚接枝环氧大豆油超分散剂应用于木塑门窗复合材料的填料表面改性,所述填料包括木粉、竹粉、玻璃纤维、碳酸钙和滑石粉。本发明的超分散剂的分子结构中含有多个羟基“锚固”基团,可在木纤维、玻璃纤维、碳酸钙粉体等表面形成多点“锚固”作用,对木纤维、玻璃纤维、碳酸钙粉体等具有优异的分散性能。用于改性聚烯烃(如聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯等)树脂、木纤维、竹纤维、玻璃纤维、碳酸钙粉体、滑石粉等共混体系制备得到木塑门窗复合材料,由于该超分散剂分子结构中的大豆油柔性长链可以与聚烯烃树脂分子链发生物理缠结作用,有利于改善木纤维、玻璃纤维、碳酸钙粉体等与聚烯烃树脂之间的界面相容性,还有利于提高木塑门窗复合材料的力学性能,降低吸水率和收缩膨胀率,而且能改善复合材料的润滑度和表面光洁度。

实施方案

[0013] 实施例所用的主要原料如下:环氧大豆油,工业级(酸值0.6mg KOH/g,环氧值0.65%);三羟甲基氨基甲烷(化学纯);四氟硼酸(分析纯);环氧丙醇(化学纯);其余为市售化学纯试剂。
[0014] 实施例1:
[0015] (1)在250mL三口烧瓶中加入20g环氧大豆油、20g三羟甲基氨基甲烷、0.2g四氟硼酸和100g异丙醇,在70℃下搅拌反应25h后,蒸馏除去异丙醇。反应物用饱和硫酸钠溶液洗涤,除去未完全反应的三羟甲基氨基甲烷,干燥后得到粘稠状棕黄色液体大豆油多元醇。
[0016] (2)称取80mL四氢呋喃,50ul甲醇钾加入上述(1)制得的大豆油多元醇产品中,在氮气保护下于60℃搅拌1h;然后加入20mL二氧六环,升高温度到95℃后,缓慢滴加8mL环氧丙醇,继续恒温搅拌反应6h。待反应结束后冷至室温,用50mL甲醇溶液反复洗涤3次,产物置于60℃的真空干燥箱中烘干10h,即得本发明的端羟基超支化聚醚接枝环氧大豆油超分散剂,其分子量为2500~3000。
[0017] 实施例2:
[0018] (1)在250mL三口烧瓶中加入23g环氧大豆油、23g三羟甲基氨基甲烷、0.3g四氟硼酸和110g异丙醇,在70℃下搅拌反应25h后,蒸馏除去异丙醇。反应物用饱和硫酸钠溶液洗涤,除去未完全反应的三羟甲基氨基甲烷,干燥后得到粘稠状棕黄色液体大豆油多元醇。
[0019] (2)称取90mL四氢呋喃,60ul甲醇钾加入上述(1)制得的大豆油多元醇产品中,在氮气保护下于60℃搅拌1h;然后加入25mL二氧六环,升高温度到95℃后,缓慢滴加9mL环氧丙醇,继续恒温搅拌反应6h。待反应结束后冷至室温,用50mL甲醇溶液反复洗涤3次,产物置于60℃的真空干燥箱中烘干10h,即得本发明的端羟基超支化聚醚接枝环氧大豆油超分散剂,其分子量为2500~3000。
[0020] 实施例3:
[0021] (1)在250mL三口烧瓶中加入25g环氧大豆油、25g三羟甲基氨基甲烷、0.4g四氟硼酸和120g异丙醇,在70℃下搅拌反应25h后,蒸馏除去异丙醇。反应物用饱和硫酸钠溶液洗涤,除去未完全反应的三羟甲基氨基甲烷,干燥后得到粘稠状棕黄色液体大豆油多元醇。
[0022] (2)称取100mL四氢呋喃,70ul甲醇钾加入上述(1)制得的大豆油多元醇产品中,在氮气保护下于60℃搅拌1h;然后加入30mL二氧六环,升高温度到95℃后,缓慢滴加10mL环氧丙醇,继续恒温搅拌反应6h。待反应结束后冷至室温,用70mL甲醇溶液反复洗涤3次,产物置于60℃的真空干燥箱中烘干10h,即得本发明的端羟基超支化聚醚接枝环氧大豆油超分散剂,其分子量为2500~3000。
[0023] 将上述实施例1~3所制得的端羟基超支化聚醚接枝环氧大豆油超分散剂,用于改性聚烯烃(如聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯等)树脂、木纤维、玻璃纤维、碳酸钙粉体等共混体系制备得到门窗用木塑复合材料,不仅能有效改善聚烯烃(如聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯等)树脂与木纤维、玻璃纤维、碳酸钙粉体等之间的界面相容性,还有利于提高木塑门窗复合材料的力学性能,降低吸水率和收缩膨胀率,而且能改善复合材料的润滑度和表面光洁度。

附图说明

[0012] 图1为本发明制备得到的端羟基超支化聚醚接枝环氧大豆油超分散剂的分子结构式。
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