聚羟基脂肪酸酯（PHA）分散体及其制备方法与流程

本发明涉及聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体及其制备方法。

背景技术：

1、近年来，随着对环境问题的日益关注，正在积极地进行处理和回收各种生活垃圾的研究。具体地，尽管广泛地使用廉价且具有优异的加工性的聚合物材料来制造各种产品(例如纸张、薄膜、纤维、包装材料、瓶子和容器)，但是当这些产品的寿命结束时，在其焚烧时可能会排放有害物质，并且取决于有害物质的类型，其需要数百年才能完全自然分解。

2、因此，对可生物降解聚合物的研究仍在继续，所述可生物降解聚合物可以在较短时间内分解，以提高环境友好性，同时提高机械性质、耐油性、耐水性和加工性，并且延长产品本身的寿命，从而减少垃圾的量或提高其可回收性。

3、聚羟基脂肪酸酯(pha)是可生物降解的聚合物，其由多种类型的由大量微生物产生的羟基羧酸组成，并用作细胞内储存材料。聚羟基脂肪酸酯具有与常规石油衍生的合成聚合物(例如聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(pbat)、聚丁二酸丁二醇酯(pbs)、聚丁二酸对苯二甲酸丁二醇酯(pbst)和聚丁二酸己二酸丁二醇酯(pbsa))类似的物理性质，表现出完全的可生物降解性，并且具有优异的生物相容性。

4、同时，为了提高各种产品(例如纸张、薄膜、纤维、包装材料、瓶子、容器等)的使用寿命和可回收性，重要的是提高机械性质，例如强度、耐水性和耐油性。为了提高物理性质，可以使用在产品的表面上形成涂层的方法，然而，存在由于涂层而使可生物降解性和可回收性变差的问题。因此，需要开发可生物降解分散体及其制备方法，所述可生物降解分散体在分散性、涂布性能和加工性方面是优异的，同时由于具有优异的可生物降解性和生物相容性而对环境友好。

5、[现有技术文献]

6、[专利文献]

7、(专利文献1)韩国特开专利公开号2012-0103158

技术实现思路

1、技术问题

2、因此，本发明旨在提供聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体及其制备方法，所述聚羟基脂肪酸酯分散体能够提高分散性、涂布性能、生产率和加工性，同时由于具有优异的可生物降解性和生物相容性而对环境友好。

3、技术问题的解决方案

4、根据本发明的实施方案的聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体包含聚羟基脂肪酸酯(pha)颗粒，其中所述聚羟基脂肪酸酯(pha)颗粒的平均颗粒直径为0.5μm至5μm，并且颗粒尺寸偏差在±0.3μm内。

5、根据本发明的另一个实施方案的用于制备聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体的方法包括使用颗粒分散法、熔融分散法或者溶剂提取法将聚羟基脂肪酸酯(pha)分散在溶剂中，其中所分散的聚羟基脂肪酸酯(pha)颗粒的平均颗粒直径为0.5μm至5μm，并且颗粒尺寸偏差在±0.3μm内。

6、本发明的有利效果

7、由于根据本发明的实施方案的用于制备聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体的方法包括使用颗粒分散法、熔融分散法或者溶剂提取法将聚羟基脂肪酸酯(pha)分散在溶剂中，因此可以有效地制备具有优异的分散性和加工性的聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体。

8、具体地，由于可以根据用于制备聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体的方法制备包含平均颗粒直径为0.5μm至5μm且颗粒尺寸偏差在±0.3μm内的聚羟基脂肪酸酯(pha)颗粒的聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体，因此可以提高分散性、分散体稳定性和加工性。

技术特征：

1.一种聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体，所述聚羟基脂肪酸酯分散体包含聚羟基脂肪酸酯(pha)颗粒，其中，所述聚羟基脂肪酸酯(pha)颗粒的平均颗粒直径为0.5μm至5μm，并且颗粒尺寸偏差在±0.3μm内。

2.根据权利要求1所述的聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体，其中，聚羟基脂肪酸酯(pha)具有10000g/mol至1200000g/mol的重均分子量和小于2.5的多分散指数(pdi)。

3.根据权利要求1所述的聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体，其中，聚羟基脂肪酸酯(pha)具有通过差式扫描量热计(dsc)测量的90％或更小的结晶度和-45℃至80℃的玻璃化转变温度(tg)。

4.根据权利要求1所述的聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体，其中，聚羟基脂肪酸酯(pha)为聚羟基脂肪酸酯(pha)共聚物，所述聚羟基脂肪酸酯(pha)共聚物包含至少一种选自3-羟基丁酸酯(3-hb)、4-羟基丁酸酯(4-hb)、3-羟基丙酸酯(3-hp)、3-羟基己酸酯(3-hh)、3-羟基戊酸酯(3-hv)、4-羟基戊酸酯(4-hv)、5-羟基戊酸酯(5-hv)和6-羟基己酸酯(6-hh)的重复单元。

5.根据权利要求4所述的聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体，其中，基于聚羟基脂肪酸酯(pha)共聚物的总重量，聚羟基脂肪酸酯(pha)共聚物包含0.1重量％至60重量％的量的4-羟基丁酸酯(4-hb)重复单元。

6.根据权利要求1所述的聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体，其中，所述聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体还包含可生物降解聚合物，并且

7.根据权利要求1所述的聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体，其中，所述聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体的固体含量为10重量％至60重量％，并且

8.根据权利要求7所述的聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体，其中，所述表面活性剂为选自阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、磷酸类表面活性剂、脂肪酸类表面活性剂、丙烯酸类表面活性剂、氨基甲酸乙酯类表面活性剂、环氧类表面活性剂以及非离子表面活性剂的至少一种，或者为包含选自羧酸、胺、异氰酸酯及其衍生物的至少一种的聚合物表面活性剂。

9.根据权利要求1所述的聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体，其中，所述聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体具有100％至400％的雾度和5至20的黄色指数(y.i.)。

10.根据权利要求1所述的聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体，其中，所述聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体具有40或更大的l*，小于0.44的a*和6或更小的b*。

11.根据权利要求1所述的聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体，其中，所述聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体的ζ电位为-10mv或更小。

12.根据权利要求1所述的聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体，其中，所述聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体具有3至11的ph和10％至99％的透光率。

13.一种用于制备聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体的方法，所述方法包括使用颗粒分散法、熔融分散法或溶剂提取法将聚羟基脂肪酸酯(pha)分散在溶剂中，

14.根据权利要求13所述的用于制备聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体的方法，其中，用于制备聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体的方法使用选自搅拌器、均质机、高压均质机、微射流机以及胶体磨的至少一种装置进行，或者通过选自高剪切、超声发生器以及膜乳化的至少一种方法进行。

15.根据权利要求13所述的用于制备聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体的方法，所述方法包括(1-1)制备通过使用物理方法或化学方法的细胞破碎获得的聚羟基脂肪酸酯(pha)，和(1-2)使用颗粒分散法将所述聚羟基脂肪酸酯(pha)分散在溶剂中。

16.根据权利要求15所述的用于制备聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体的方法，其中，步骤(1-2)包括加入基于分散体基于固体含量的总重量的0.01重量％至10重量％的量的表面活性剂。

17.根据权利要求15所述的用于制备聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体的方法，其中，分散步骤通过使用均质机在最大每分钟转数(rpm)的60％至80％的速率下高速分散处理10分钟至60分钟来进行。

18.根据权利要求15所述的用于制备聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体的方法，其中，分散步骤包括进行第一分散处理和进行第二分散处理，并且

19.根据权利要求13所述的用于制备聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体的方法，所述方法包括(2-1)制备聚羟基脂肪酸酯(pha)，和(2-2)使用熔融分散法将所述聚羟基脂肪酸酯(pha)分散在溶剂中，

20.根据权利要求19所述的用于制备聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体的方法，其中，熔融步骤在100℃至220℃下进行。

21.根据权利要求13所述的用于制备聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体的方法，所述方法包括(3-1)制备聚羟基脂肪酸酯(pha)，和(3-2)使用溶剂提取法将所述聚羟基脂肪酸酯(pha)分散在溶剂中，

22.根据权利要求21所述的用于制备聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体的方法，其中，所述第一溶剂为选自氯仿、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丙酸异丁酯、丁酸乙酯、异丁酸异丁酯、二氯甲烷、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、n-甲基吡咯烷酮、甲基乙基酮、二氯甲烷、四氢呋喃、甲苯以及丙酮的至少一种，并且所述第二溶剂为水或醇类溶剂。

23.根据权利要求21所述的用于制备聚羟基脂肪酸酯(pha)分散体的方法，其中，所述超声分散处理在20hz或更大的能量水平下进行1小时或更短时间。

技术总结
本发明涉及聚羟基脂肪酸酯(PHA)分散体及其制备方法。具体地，根据本发明的一个实施方案，用于制备PHA分散体的方法包括通过使用颗粒分散、熔融分散或溶剂提取将PHA分散在溶剂中的步骤，使得可以制备PHA分散体，所述PHA分散体包含PHA颗粒，所述PHA颗粒具有0.5μm至5μm的平均直径和±0.3μm的直径偏差，并因此可以改善分散性、分散体稳定性和加工性。

技术研发人员：沈有京,朴昭娟,朴正一,郑珍守
受保护的技术使用者：CJ第一制糖株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27