[发明专利]一种梳状生物基聚碳酸酯相变材料及其制备方法

权利要求书

1.一种梳状生物基聚碳酸酯相变材料，其特征为所述的相变材料先以生物质环氧脂肪酸酯为原料，与CO₂气体聚合得到生物基聚碳酸酯；所述的生物基聚碳酸酯的碳酸酯单元含量为20％～100％，数均分子量为1.0～50.0kg/mol，分子量分布为1.10～5.60；所述生物基聚碳酸酯再与巯基功能单体反应得到梳状生物基聚碳酸酯相变材料，其中摩尔比为生物基聚碳酸酯侧链双键:巯基功能单体＝1:0.1～1.0；相变温度为-20～150℃，相变焓为30～320J/g；

所述的生物质环氧脂肪酸酯由生物质酸与环氧氯丙烷反应得到，其中摩尔比为生物质酸:环氧氯丙烷＝1:0.5～1.5。

2.如权利要求1所述的梳状生物基聚碳酸酯相变材料，其特征为所述的生物质酸为油酸、芥酸、10-十一烯酸、11-十二烯酸、12-十三烯酸、亚油酸、亚麻酸、蓖麻酸、环丙烯酸、环戊烯酸、呋喃酸和山梅炔酸中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的梳状生物基聚碳酸酯相变材料，其特征为所述的巯基功能单体选自甲硫醇、乙硫醇、丙硫醇、丁硫醇、戊硫醇、己硫醇、庚硫醇、辛硫醇、壬硫醇、癸硫醇、十一硫醇、十二硫醇、十三硫醇、十四硫醇、十五硫醇、十六硫醇、十七硫醇、十八硫醇、糠硫醇、3-巯基丙酸、巯基乙酸、2-巯基噻吩、巯基乙酸甲酯、3-巯基苯甲酸、1,2-乙二硫醇和1,3-丙二硫醇中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的梳状生物基聚碳酸酯相变材料的制备方法，其特征为包括如下步骤:

(1)将生物质酸、催化剂A和环氧氯丙烷在50～140℃下反应1～6h，冷却到20～80℃后，加入氢氧化钠反应1～12h，柱层析得到生物基环氧单体；

其中，摩尔比为生物质酸:氢氧化钠:催化剂A:环氧氯丙烷＝1:1～2:0.001～0.01:3～10；所述的催化剂A为相转移催化剂，为聚醚类、季铵盐类、环状冠醚类、叔胺类、季膦盐类中的一种；所述的生物质酸为取自动植物的羧酸类化合物；

(2)将催化剂B于高压釜中，真空干燥后加入所述生物基环氧单体并充入CO₂，25～140℃下反应1～48h在甲醇中洗涤，得到生物基聚碳酸酯；

其中，所述的催化剂B为双金属氰化物、Salen金属配合物催化剂、有机酸锌催化剂或卟啉金属配合物；摩尔比为所述催化剂B:生物基环氧单体＝1:60000～100；

(3)避光下将所述生物基聚碳酸酯、巯基功能单体、光引发剂和溶剂搅拌5～60min，然后置于紫外光照射5～180min，再在沉淀剂中析出，得到梳状生物基聚碳酸酯相变材料；

其中，摩尔比为生物基聚碳酸酯:巯基功能单体:光引发剂:溶剂＝1:0.1～5.0:0.01～0.001:1～4；

所述步骤(1)中的生物质酸为油酸、芥酸、10-十一烯酸、11-十二烯酸、12-十三烯酸、亚油酸、亚麻酸、蓖麻酸、环丙烯酸、环戊烯酸、呋喃酸和山梅炔酸中的一种或多种；

所述步骤(3)中的巯基功能单体为甲硫醇、乙硫醇、丙硫醇、丁硫醇、戊硫醇、己硫醇、庚硫醇、辛硫醇、壬硫醇、癸硫醇、十一硫醇、十二硫醇、十三硫醇、十四硫醇、十五硫醇、十六硫醇、十七硫醇、十八硫醇、糠硫醇、3-巯基丙酸、巯基乙酸、2-巯基噻吩、巯基乙酸甲酯、3-巯基苯甲酸、1,2-乙二硫醇和1,3-丙二硫醇中的一种或多种；

所述步骤(3)中的光引发剂为安息香双甲醚、安息香异丙醚、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮和二苯基乙酮中的一种或多种；

所述步骤(3)中的溶剂为四氢呋喃、二氯甲烷、甲苯和N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种；

所述步骤(3)中的沉淀剂为正己烷、乙醚、甲醇、乙醇和水中的一种或多种。

5.如权利要求4所述的梳状生物基聚碳酸酯相变材料的制备方法，其特征为所述步骤(1)中的催化剂A为苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、三辛基甲基氯化铵、环糊精、吡啶、三丁胺和链状聚乙二醇中的一种。

6.如权利要求4所述的梳状生物基聚碳酸酯相变材料的制备方法，其特征为所述步骤(1)中柱层析用的流动相为乙酸乙酯和石油醚，所述乙酸乙酯和石油醚的体积比为1:2～30。