[发明专利]生物基聚酯型亲水绵及其制备方法

权利要求书

1.生物基聚酯型亲水绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、利用第一生物质制得多元醇，再对所述多元醇进行化工氢化裂解得到生物基乙二醇；

其中，向所述生物基乙二醇中加入质量分数为0.1-0.2%的二氧化硅，并混合均匀；

步骤二、对第二生物质进行催化，制得生物基对苯二甲酸；

步骤三、将所述生物基乙二醇和所述生物基对苯二甲酸按照摩尔比1:1-1.4混合均匀后加入聚合釜中，然后加入催化剂和稳定剂，混合搅拌均匀后充分反应，以所述生物基对苯二甲酸的总量计，所述催化剂的摩尔用量为0.01%-0.04%；所述稳定剂的摩尔用量为0.01%-0.04%；其中，反应条件至少满足：反应温度240-250℃，反应压力0-0.3MPa，反应时间3-4h；

步骤四、在完成步骤三的反应后，缓慢加入多元醇，加入过程中不断搅拌，反应完成后，抽真空进行缩聚反应，制得生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯，以所述生物基对苯二甲酸的总量计，所述多元醇的摩尔用量为0.6%；

其中，所述缩聚反应条件至少满足：缩聚温度280-290℃，缩聚时间3-4h；

步骤五、利用臭氧化法对得到所述生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯进行改性，并在惰性气体的保护下将含有亲水性基团的单体分子与生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯进行封闭聚合反应，制得高亲水性的改性生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯；

其中，所述改性反应的条件至少满足：反应温度65-75℃，反应时间2-3h。

2.根据权利要求1所述的生物基聚酯型亲水绵的制备方法，其特征在于：

步骤一中，所述第一生物质为蔗糖、淀粉、纤维素、木质素和植物油中的至少一种：

其中，蔗糖、淀粉、纤维素采用糖化后发酵方法制得多元醇；

纤维素和木质素采用热裂解、催化裂化、氢化和催化脱水方法中的一种制得多元醇；

植物油采用过度金属催化羟基化法、臭氧氧化法和醇解方法中的一种制得多元醇。

3.根据权利要求1所述的生物基聚酯型亲水绵的制备方法，其特征在于：

步骤一中，向所述生物基乙二醇中加入质量分数为0.01-0.04%的氧化锑和0.25-0.35%的二氧化钛；

优选的，所述氧化锑的加入量为0.03%，所述二氧化钛的加入量为0.3%。

4.根据权利要求1所述的生物基聚酯型亲水绵的制备方法，其特征在于：

步骤一中，所述二氧化硅的粒径范围为10-25nm；

优选的，所述二氧化硅的粒径为20nm，所述二氧化硅的用量为所述生物基乙二醇的质量分数为0.1%。

5.根据权利要求1所述的生物基聚酯型亲水绵的制备方法，其特征在于：

步骤二中，所述第二生物质为蔗糖、淀粉、纤维素、木质素和植物油；

优选的，所述第二生物质为纤维素和木质素。

6.根据权利要求1所述的生物基聚酯型亲水绵的制备方法，其特征在于：

步骤三中，所述生物基对苯二甲酸在与所述生物基乙二醇反应过程至少包括如下过程：

首先，所述生物基对苯二甲酸与甲醇反应，先酯化成对苯二甲酸二甲酯，完成甲酯化；其中，反应完成后蒸出低沸物，再经过精馏，即得纯的对苯二甲酸二甲酯；所述低沸物包括多余的水分、甲醇和苯甲酸甲酯；

然后，以醋酸镉和三氧化锑作催化剂，对所述对苯二甲酸二甲酯与生物基乙二醇进行酯交换反应，形成聚酯低聚物，并馏出甲醇，使得酯交换充分；

其中，所述对苯二甲酸二甲酯与生物基乙二醇的摩尔比为1:2.4，反应条件至少满足：温度190-200℃；

最后，以三氧化锑为催化剂，使对苯二甲酸乙二醇酯自缩聚，进行酯交换，借助减压和高温，不断馏出副产物乙二醇，提高聚合度，制得聚对苯二甲酸乙二醇酯。

7.根据权利要求1所述的生物基聚酯型亲水绵的制备方法，其特征在于：

步骤五中，所述含有亲水性基团的单体分子为丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸甲酯和苯乙烯磺酸钠中的一种。