[发明专利]生物基聚碳酸酯及其制备方法

权利要求书

1.一种生物基聚碳酸酯，其特征在于，以生物基环氧脂肪酸酯为原料与CO₂气体聚合得到生物基聚碳酸酯，产率≥70%，数均分子量为11000~30000，分子量分布为1.10~1.74；所述的生物基环氧脂肪酸酯为由天然植物油脂先水解冷冻分离出不饱和脂肪酸酯后再环氧化得到，或者由天然植物油脂直接环氧化得到。

2.如权利要求1所述的生物基聚碳酸酯，其特征在于：所述的天然植物油脂为桐油、黄连木油、大豆油、棕榈油、光皮油、小桐子油、橡胶籽油、文冠果油、山茶油或棉籽油中的任一。

3.一种制备权利要求1所述的生物基聚碳酸酯的方法，其特征在于，按照生物基环氧脂肪酸酯和催化剂的摩尔比为：1: 0.01～1: 0.005的比例，将生物基环氧脂肪酸酯、溶剂和催化剂搅拌均匀，升温至80～140℃，无氧条件下通入CO₂气体至1.0～7.0MPa，保持反应压力和温度，反应至反应体系环氧值不再变化，反应液用热水洗涤后，取油相减压蒸馏，除去残余溶剂，得生物基聚碳酸酯。

4.根据权利要求2所述的制备生物基聚碳酸酯的方法，其特征在于，所述的生物基环氧脂肪酸酯由天然植物油脂先水解冷冻分离出不饱和脂肪酸酯后再环氧化得到，具体步骤为：第一步，天然植物油脂的水解冷冻分离：按摩尔比天然植物油脂：氢氧化钠为1:3~1:5,低碳醇过量的比例，将天然植物油脂、低碳醇和氢氧化钠水溶液混合在回流温度下进行反应，反应完毕后，调节反应体系pH 至3～4，静置分层，将分出的上层液体与低碳醇按质量比1: 3～5混合密封，先在0～1℃预冷2h，后在-20～-15℃下冷冻2h，过滤得澄清滤液，澄清滤液减压蒸馏，得不饱和脂肪酸酯；

第二步，不饱和脂肪酸酯的环氧化：按照不饱和脂肪酸酯与甲酸的摩尔比为1～2: 1的比例，将不饱和脂肪酸酯、甲酸和环氧化催化剂混合搅拌升温至50～70℃，滴加质量浓度为30～50%的双氧水，2小时内滴完，继续保温反应至反应体系环氧值不再变化，环氧化催化剂用量占不饱和脂肪酸酯用量的质量百分率为0.5%～5%，双氧水用量占不饱和脂肪酸酯用量的30%～60%；上述反应结束后，过滤，调节滤液pH值至6.0～6.9，洗涤，静置分层后，取上层油相减压干燥后，得生物基环氧脂肪酸酯。

5.根据权利要求4所述的制备生物基聚碳酸酯的方法，其特征在于：第一步所述的低碳醇为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇中的任一。

6.根据权利要求2所述的制备生物基聚碳酸酯的方法，其特征在于：所述的生物基环氧脂肪酸酯由天然植物油脂直接环氧化得到，具体步骤为：按天然植物油脂和甲酸的摩尔比为1~2: 1的比例将天然植物油脂和甲酸混合均匀后，边搅拌边加入占天然植物油脂用量的质量百分率为0.5~5%的环氧化催化剂，机械搅拌均匀后升温至50~70℃，恒速滴加占天然植物油脂用量30~60%的质量浓度为30~50%的双氧水，2小时内滴完，继续保温反应2~5小时，反应结束后冷却至室温，过滤，调节滤液pH值至6.0～6.9，后用蒸馏水洗涤，静置分层后，取上层油相减压干燥后，得生物基环氧脂肪酸酯。

7.根据权利要求4或6所述的制备生物基聚碳酸酯的方法，其特征在于：所述的环氧化催化剂为S₂O₈^2-/介孔Z_rO₂催化剂、S₂O₈^2-/介孔T_iO₂催化剂、S₂O₈^2-/介孔S_nO₂催化剂或镍席夫碱/多孔硅石中的任一。

8.根据权利要求3所述的制备生物基聚碳酸酯的方法，其特征在于：所述的溶剂为四氢呋喃、N, N-二甲基甲酰胺、N, N-二甲基亚砜、N-甲基-2-吡咯烷酮中的任一。

9.根据权利要求3所述的制备生物基聚碳酸酯的方法，其特征在于：所述的催化剂为戊二酸锌催化剂、庚二酸锌催化剂、苯甲酸锌催化剂、双亚胺锌催化剂、卟啉铬、卟啉钴、和SalenCr催化剂的任一。