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柔性蜡及其制备方法


技术摘要:
本公开涉及柔性蜡组合物及其制备方法。本文描述了一种蜡组合物,该蜡组合物含有约20重量%至约45重量%的单酰基甘油酯、约28重量%至约40重量%的二酰基甘油酯和约10重量%至约45重量%的酰基甘油酯聚合物,该酰基甘油酯聚合物含有一个或多个二聚脂肪酸残基和多个甘油  全部
背景技术:
蜂蜡是自史前时代以来一直使用的天然存在的蜡。尽管蜂蜡在现代仍然有用,但 它变得越来越昂贵和稀缺。19世纪石蜡的出现与石油炼制的发展一道为蜂蜡提供了丰富且 低成本的替代品。现今,石蜡是用于生产蜡烛和其他蜡基产品的主要工业用蜡。 由石蜡生产的常规蜡烛在燃烧时通常会散发出烟、颗粒和气味。具有减少的石蜡 量或完全没有石蜡的蜡烛将是优选的。现代蜡烛制造商已经变得越来越富有经验,他们寻 求提高制造效率,同时提供满足消费者越来越高的期望的产品的材料。 因此,具有用于制作蜡烛和其他蜡产品的改善材料将是有利的。如果此类材料是 可生物降解的并且衍生自可再生原料,诸如天然油,则在环境和经济上是合乎需要的。
技术实现要素:
本公开提供了一种柔性蜡组合物,所述柔性蜡组合物具有约20重量%至约45重 量%的单酰基甘油酯,约28重量%至约40重量%的二酰基甘油酯,以及约10重量%至约45 重量%的酰基甘油酯聚合物,其中所述酰基甘油酯聚合物是含有一个或多个二聚脂肪酸残 基和多个甘油部分的化合物。 本公开还提供了一种柔性蜡组合物,其中该组合物的约40重量%至约75重量%是 重均分子量(Mw)为约200Da至约580Da的酰基甘油酯,并且该组合物的至少10重量%是重均 分子量为约900Da至约3000Da的酰基甘油酯。 本公开还提供了一种制备柔性蜡组合物的方法。该方法包括将脂肪酸和/或油、脂 肪酸二聚体和甘油混合以形成反应混合物;以及向所述混合物中添加苛性碱催化剂或酶催 化剂以促进酯交换反应,直到所述混合物达到小于1.5的酸值(AV),以便获得柔性蜡组合 物。 本文所述的柔性蜡组合物可用于蜡烛、涂层、定向刨花板(OSB)广泛施胶、轮胎和 橡胶应用、聚氯乙烯(PVC)管道、蜡笔和个人护理产品中。在许多这些应用中,期望蜡具有使 材料易于形成所需产品的某些物理特征,例如在滴点、硬度或延展性方面。具体地,就蜡烛 而言,期望在提供产生令人愉悦的外观和感觉的蜡的同时,蜡具有能够提高易制性的性能。 通过本公开的实施方案实现的优点,其中一些是出乎意料的。例如,本文所述的各 种组合物在变形或经受低温时有利地抵抗开裂。柔性蜡组合物的平均蠕变劲度(在60秒时 并且在22℃测量的)小于约30Mpa,小于约25Mpa,小于约20Mpa,小于约15MPa,或小于约 4 CN 111587273 A 说 明 书 2/21 页 10MPa。平均蠕变劲度的降低反映了抗裂性的提高。与常规蜡制剂相比,本文的各种组合物 展示出较低的平均蠕变劲度,因此增加了柔性和抗裂性。 本公开的柔性蜡组合物还具有改善的制造性能。例如,在各种实施方案中,柔性蜡 组合物冷却比常规石蜡更快,并且在冷却期间,该组合物没有显示出内部温度的任何有害 增加,诸如一些常规蜡中所显示的有害增加。持续冷却在蜡烛形成期间很重要,并且避免组 合物在冷却期间表现出会增加内部温度的结晶热是有利的。蜡烛制造中还存在另一个挑 战,该挑战涉及与其中形成蜡烛的玻璃容器的附着量。与玻璃完全粘附的蜡烛将具有比部 分粘附在玻璃上的蜡烛更好的消费者吸引力。而且,缺乏足够粘附性的蜡烛可能在容器中 发出咯咯声。本公开的各种柔性蜡组合物具有提供对玻璃容器的大幅提高的粘附性的优 点。还期望此类改善的粘附性能会改善蜡对于各种基于涂层的应用中的用途。 作为另一个优点,本文所述的各种组合物是天然油基蜡,因此具有包含可生物降 解、可再生和环境友好的组分的优点。例如,本公开的柔性蜡组合物可以由天然油制备,并 且仍可以提供上述抗裂性、更快冷却和改善的玻璃粘附性的优点。 附图说明 图1示出了描绘各种蜡组合物随时间(秒)变化的平均蠕变劲度(MPa)的图。该图示 出了完全精炼的石蜡、本文所述的各种例示的柔性蜡组合物以及未用脂肪酸二聚体制备的 对比蜡制剂的数据。 图2示出了描绘各种植物蜡组合物随时间(秒)变化的平均蠕变劲度(MPa)的图。该 图示出了例示的蜡组合物和未用脂肪酸二聚体制备的对比制剂的数据。 图3示出了描绘各种蜡组合物在大约六个小时的时间内冷却时的内部温度(℉)的 图。还绘制了环境空气温度。
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