生物基增塑劑和采用該增塑劑的表面覆蓋層的制作方法
【專利摘要】公開了一種生物基增塑劑和一種表面覆蓋層。所述生物基增塑劑包括作為選自由糠酸、糠醛和糠醇組成的組的呋喃衍生物與羧酸或醇反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物形成的酯，或包括作為生物基芳香族化合物和生物基脂肪族化合物的反應(yīng)產(chǎn)物形成的酯。用包括作為官能化芳香族雜環(huán)化合物與羧酸或醇反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物形成的酯的組合物使所述表面覆蓋層增塑。
【專利說明】生物基增塑劑和采用該增塑劑的表面覆蓋層
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)案的交叉引用
[0002] 本發(fā)明要求2012年3月19日提交的美國非臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)13/423, 358的 優(yōu)先權(quán)，其整體據(jù)此W引用的方式并入。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明涉及增塑劑和表面覆蓋層。更特別地，本發(fā)明涉及生物基增塑劑和經(jīng)生物 基增塑劑增塑的表面覆蓋層。

【背景技術(shù)】
[0004] 許多塑料，包括聚氯己帰（PVC)都具有多種用途，包括用作表面覆蓋層。對(duì)于許多 應(yīng)用而言，可W通過使用增塑劑將塑料做得更軟且更有挽性，具體而言，已經(jīng)長期將鄰苯二 甲酸醋用作PVC和其他塑料中的增塑劑。
[0005] 鄰苯二甲酸醋，例如二-(2-己基己基）鄰苯二甲酸醋和鄰苯二甲酸下予醋已經(jīng)出 于各種原因越來越受到質(zhì)疑，包括其依賴于石油基原料才能生產(chǎn)。
[0006] 已知一些基于非石油原料的增塑劑，包括基于植物油（包括大豆、當(dāng)麻油和己醜 巧樣酸H下醋）的增塑劑。其他非石油增塑劑包括源自天然糖類，例如山梨糖醇和甘露糖 醇的增塑劑和基于直鏈脂肪姪的二醋的增塑劑。
[0007] 通常，非鄰苯二甲酸醋基和非石油基增塑劑的可用性將允許在已知和新應(yīng)用中有 擴(kuò)展的和/或新的實(shí)用性和性能。
[0008] 可取的是增加非石油增塑劑的可用類型并且尤其是開發(fā)新的非石油基增塑劑，包 括用于地磚和其他表面覆蓋層的一些增塑劑。
[0009] 不存在W上一種或多種缺點(diǎn)的生物基增塑劑和經(jīng)生物基增塑劑增塑的表面覆蓋 層在本領(lǐng)域中將是可取的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，生物基增塑劑包括作為選自由慷酸、慷酵和慷醇組成的組的 巧喃衍生物與駿酸或醇反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物形成的醋。
[0011] 根據(jù)另一實(shí)施方案，生物基增塑劑包括作為生物基芳香族化合物和生物基脂肪族 化合物的反應(yīng)產(chǎn)物形成的醋，所述生物基芳香族化合物和所述生物基脂肪族化合物各自源 自可再生資源。
[0012] 根據(jù)另一實(shí)施方案，表面覆蓋層經(jīng)包含作為官能化芳香族雜環(huán)化合物與駿酸或醇 反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物形成的醋的組合物增塑。
[0013] 從下面對(duì)W舉例的方式說明本發(fā)明原理的示例性實(shí)施方案更加詳細(xì)的描述，本發(fā) 明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 根據(jù)示例性實(shí)施方案，公開了生物基增塑劑和經(jīng)生物基增塑劑增塑的表面覆蓋 層。生物基增塑劑和/或表面覆蓋層的實(shí)施方案允許在表面覆蓋層和其他應(yīng)用中使用非石 油基增塑劑，允許部分或完全由可再生資源生產(chǎn)增塑劑和/或表面覆蓋層，允許使用增塑 劑代替越來越受消費(fèi)者質(zhì)疑的鄰苯二甲酸醋和/或和其他增塑劑，允許增塑劑的可接受性 能，或其組合。
[0015] 如本文所使用，術(shù)語"生物基"指具有至少一種源自非石油來源的材料。非石油 有機(jī)來源包括但不限于從植物種子提取的植物油，例如當(dāng)麻油、亞麻巧油、大豆油、妥爾 油（松油）、桐油、斑鳩菊油（vernonia oil)、雷斯克勒油Qesquerella oil)(半邊蓮油 化Iadde巧Od oil))、腰果殼油或富含不飽和脂肪酸的其他植物油；玉米、玉米葡糖、甘藏、 植物油、燕麥、纖維素、淀粉、糖、糖醇，例如木糖醇、山梨糖醇、麥芽糖醇、藏糖、己二醇、丙H 醇、赤薛醇、阿拉伯糖醇、rebitol、甘露糖醇、異麥芽糖醇、果糖或源于纖維素、淀粉、糖的多 糖或單糖或其組合。非石油無機(jī)來源包括但不限于來自動(dòng)物的接地外殼，例如貝殼、始蝴、 珊瑚或其組合?？赏ㄟ^具有碳標(biāo)記，例如放射性C14或C13標(biāo)記將組合物或產(chǎn)品鑒定為生物 基化，表明全部或部分碳來自于非石油來源（例如，大于約5%，大于約25%，大于約50%， 大于約90%，約100%或其中的任何適合組合、子組合、范圍或子范圍），無論有機(jī)、無機(jī)還 是兩種情況，與標(biāo)記相反，表明存在來自于石油來源例如油或煤炭的碳。在包括來自此類非 石油來源的材料的一些實(shí)施方案中，將W上一種或多種非石油來源排除在形成石油基組分 產(chǎn)品之外。在一些實(shí)施方案中，也回收生物基組分，例如，將作為消費(fèi)后或工業(yè)用后廢料回 收的材料用于生產(chǎn)新產(chǎn)品，例如木材或植物、山核桃殼、木屑、銀屑、胡桃殼、稻殼、玉米棒屑 或其組合。在其他實(shí)施方案中，通過將回收的非生物基材料包括在內(nèi)，回收生物基組分，例 如石灰石、石英、陶瓷粉、玻璃、飛灰、混凝±粉末、沙子及其組合，只要包括另外的生物基組 分。
[0016] 根據(jù)示例性實(shí)施方案的生物基增塑劑包含作為源自可再生資源的官能化雜環(huán)化 合物和駿酸或醇形成醋的反應(yīng)產(chǎn)物形成的醋。此類組合物用于使表面覆蓋層增塑，包括地 板磚和板材W及其他己帰基材料。
[0017] 在一些實(shí)施方案中，官能化雜環(huán)化合物為可源自天然材料的組分的巧喃衍生物， 因此為可再生資源和生物基碳源。
[0018] 適于和示例性實(shí)施方案一起使用的巧喃衍生物包括酸例如慷酸或巧喃二駿酸。特 別適合的慷酸包括2-慷酸，而特別適合的巧喃二駿酸包括2, 5-巧喃二駿酸。其它適合的 巧喃二駿酸包括但不限于3-慷酸、2, 3-巧喃二駿酸、2, 4-巧喃二駿酸、3, 4-巧喃二駿酸， 2, 3, 5-巧喃H駿酸和2, 3, 4, 5-巧喃四駿酸。
[0019] 在另一實(shí)施方案中，與官能化雜環(huán)化合物，生物基增塑劑使用呈酵形式的巧喃衍 生物，例如慷酵。
[0020] 又一實(shí)施方案中，用于形成生物基增塑劑的巧喃衍生物為醇，例如慷醇。
[0021] 根據(jù)示例性實(shí)施方案的增塑劑通常為醋并且作為官能化雜環(huán)化合物與駿酸或醇 的反應(yīng)產(chǎn)物形成，其選擇取決于反應(yīng)化合物的性質(zhì)。目P，醇通常與酸反應(yīng)形成醋，而酵和酸 可能與醇反應(yīng)。雖然通常為在主鏈上具有約6至約18個(gè)碳原子的醇或駿酸，但是可使用任 何適合的醇或駿酸。在醇與官能化雜環(huán)化合物反應(yīng)形成根據(jù)示例性實(shí)施方案的增塑劑的實(shí) 施方案中，醇可能為多元醇并且在一些情況下尤其可能為二醇。
[0022] 應(yīng)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，在一些實(shí)施方案中，與巧喃衍生物或其他官能化雜環(huán)化合物反 應(yīng)的醇或駿酸可能本身就是生物基組分。因此，形成的用作增塑劑的醋可能完全或幾乎完 全生物基化。例如，生物基醇例如1，3-丙二醇或1，4-下二醇可用作醇反應(yīng)物，與為酸例如 慷酸和巧喃二駿酸的巧喃衍生物組合使用。類似地，可采用可再生駿酸，例如癸二酸、玻巧 酸、己二酸和壬二酸作為酸反應(yīng)物，與為醇的巧喃衍生物組合使用。
[0023] 可通過使酵與醇在漠或其他催化劑的存在下反應(yīng)形成醋，將其中官能化雜環(huán)化合 物為酵（例如慷酵）的實(shí)施方案轉(zhuǎn)化為直接用作增塑劑的醋產(chǎn)物。另外或可選地，可使用 H己氧基化鉛，用或不用催化劑直接醋化所述酵?？蛇x地，可采用兩步法。第一步，可經(jīng)催 化將慷酵轉(zhuǎn)化為2-慷酸?？刹捎萌魏芜m合催化劑，例如包括高猛酸鐘。使2-慷酸進(jìn)一步 與醇在催化劑，例如強(qiáng)酸的存在下反應(yīng)形成醋。由于漠的毒性，使用兩步法可能優(yōu)于使用漠 為催化劑的一步法。
[0024] 可用適合的酸，例如癸二酸、己二酸和壬二酸W-步反應(yīng)將2-慷醇轉(zhuǎn)化為醋?？?使用強(qiáng)酸催化反應(yīng)。
[00巧]在一個(gè)實(shí)施方案中，2-慷酸與雙-二醇在加熱和催化劑的存在下反應(yīng)產(chǎn)生具有W 下結(jié)構(gòu)的醋：
[0026]

【權(quán)利要求】
1. 一種生物基增塑劑，包括作為選自由糠酸、糠醛和糠醇組成的組的呋喃衍生物與羧 酸或醇反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物形成的酯。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基增塑劑，其中所述呋喃衍生物為2-糠酸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基增塑劑，其中與所述呋喃衍生物反應(yīng)的所述醇為多元 醇。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物基增塑劑，其中與所述呋喃衍生物反應(yīng)的所述醇為二 醇。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基增塑劑，其中所述聚酯具有下式：
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基增塑劑，其中與所述呋喃衍生物反應(yīng)的所述羧酸或醇 源自可再生資源。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基增塑劑，其中所述羧酸為癸二酸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基增塑劑，其中與所述呋喃衍生物反應(yīng)的所述醇為 1，3-丙二醇或1，4_ 丁二醇。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基增塑劑，其中與所述呋喃衍生物反應(yīng)的所述醇具有6 至18個(gè)碳原子。
10. -種生物基增塑劑，包括作為生物基芳香族化合物和生物基脂肪族化合物的反應(yīng) 產(chǎn)物形成的酯，所述生物基芳香族化合物和所述生物基脂肪族化合物各自源自可再生資 源。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的增塑劑，其中所述生物基芳香族化合物選自由糠酸、呋喃 二羧酸、呋喃甲醛、糠醛和糠醇組成的組。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的增塑劑，其中所述生物基芳香族化合物為2, 5-呋喃二羧 酸。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的增塑劑，其中所述生物基芳香族化合物選自由木質(zhì)素、口卜 啉和氨基酸組成的組。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的增塑劑，其中所述生物基脂肪族化合物為1，3-丙二醇或 1，4_ 丁二醇。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的增塑劑，其中所述生物基增塑劑大于25%生物基化。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的增塑劑，其中所述生物基增塑劑大體上100%生物基化。
17. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的增塑劑，進(jìn)一步包含至少一種不可再生組分。
18. -種表面覆蓋層，其經(jīng)包括作為官能化芳香族雜環(huán)化合物與羧酸或醇反應(yīng)的反應(yīng) 產(chǎn)物形成的酯的組合物增塑。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的表面覆蓋層，其中所述官能化芳香族雜環(huán)化合物為官能化 呋喃衍生物。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的表面覆蓋層，其中所述官能化呋喃衍生物選自由糠酸、呋 喃二羧酸、呋喃甲醛、糠醛和糠醇組成的組。
【文檔編號(hào)】C08L27/06GK104284931SQ201380014202
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月19日
【發(fā)明者】瑪麗·凱特·戴維斯, 田東 申請(qǐng)人:阿姆斯特郎世界工業(yè)公司