[發明專利]一種耐水解脂肪芳香族共聚酯及其制備方法

有效

• 申請號: 201010214594.8
• 申請日: 2010-06-29
• 公開（公告）號: CN102311618A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 苑仁旭;徐依斌;焦建;曾祥斌;蔡彤旻
• 申請（專利權）人: 金發科技股份有限公司;上海金發科技發展有限公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08K3/26;C08K5/5425;C08K5/109;C08K5/5435;C08K5/5419;C08K5/548;C08G63/183;C08G63/20;C08G63/199
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

技術領域

本發明設計耐水解可降解共聚酯的制備方法

背景技術

隨著人們對環境污染問題的日益重視，人們希望高分子材料的在滿足使用性能的同時，還要對環境無污染。近年來，國內外陸續出臺了多項政策鼓勵生物降解塑料的應用和推廣。生物降解材料在“綠色化學”的大背景下，國內外的科研單位和企業已經開發出多重生物降解塑料，比如PLA、PBS、PHA、PBAT等。

降解聚酯材料已經被廣泛應用，如薄膜、發泡材料、注塑制件等。此類材料具有良好的物理性質，并且在堆肥或者自然狀態下可以降解為水和二氧化碳，對環境沒有潛在危害。然而，此類材料多數是由脂肪族聚酯或者脂肪族/芳香族共聚酯組成，在高溫潮濕的環境下耐水解性能不佳，或者在加工的過程中，由于少量水分的存在，而導致材料降解。尤其是聚合物中端羧基的濃度較高時，將會進一步促進此類材料的降解。

在潮濕和高溫的環境中容易水解，因此多數可降解塑料包裝存放時需要嚴格防止水分，并且在加工時需要烘干除水方可使用。作為具有使用價值的材料希望其在存放的過程中不發生降解，或者做成制件以后在一定時間內可以保持制件的基本性能，而不是由于材料的降解其使用性能逐漸下降，甚至在制品在銷售給客戶之前已經不具備基本的使用性能。因此，就要求此類材料在堆肥的過程中可以快速降解，不至于污染環境，而在正常的使用過程中又具有足夠的性能保持率。

多數在生物降解高分子中，PBS、PLA的耐水解性、耐熱性是較差的。PLA熱穩定性不佳，在低于熔融溫度或熱分解溫度下加工分子量也會大幅度下降。PBS材料在室溫存放過程中易變脆，限制了其作為通用塑料的應用；共聚酯材料在存放的過程中也存在分子量降低的現象，在較高的溫度下加工時此類材料的水解和熱降解更加強烈，限制了此類材料的應用。

影響聚酯水解的最主要因素是端羧基濃度，封閉聚酯樹脂中存在的自由端羧基，降低初始的端羧基濃度，可以提高聚酯樹脂在濕熱工作環境中的使用壽命；也可以通過向聚酯樹脂中添加水解穩定劑，消耗水解過程中不斷新生的端羧基，使端羧基濃度保持在較低的水平，從而控制水解反應的速率。

對于非生物降解性聚酯材料的耐水解性能已經有多篇專利報道，CN?00103404本發明揭示一種耐水解聚酯組合物，其選用耐高溫且不易揮發的高分子型封端劑來封端聚酯殘存的末端基，以提高聚酯的耐水解性，擴展其產業應用領域。此專利發明的耐水解聚酯組合物，其包括由下列成分經熔融加熱的封端反應而成：(A)具有末端酸基的聚酯；以及(B)以該聚酯為重量基準的0.05-10％的高分子型末端基封端劑，其選自：環氧基和胺基的官能基。

CN101098923A在脂肪族聚酯或者共聚酯中加入含有環氧基及基于苯乙烯、丙烯酸酯和/甲基丙烯酸酯的共聚物，雙酚A環氧化合物，或者脂肪酸酰胺或含環氧基的天然油，得到可降解的聚合物復合體系。CN1649949采用聚醚酯、硼組分、環氧組分的聚合物，得到耐水解性能優異的制品。

加入含有多環氧官能團的材料可以改善聚酯的耐水解性能，然而在環氧基團加入的過程中，會導致熔體粘度的增加，甚至會導致分子鏈的交聯，使得材料的斷裂伸長率降低，并且導致材料的低溫沖擊強度降低。

CN1914274A采用一種彈性體組合物，其組分包括：聚酯彈性體、含有一個以上環氧基的環氧化物，分子內具有2個以上的碳化二亞胺基的聚碳化二亞胺化物，所得的制品具有較好的耐水性。

CN101146865A提供一種在使用了聚乳酸類聚合物作為主要成分的情況下也兼備優異的機械強度和耐水解性、并且在添加了脂肪族聚酯的情況下也保持充分透明性的聚乳酸類卡片基材。本發明的聚乳酸類卡片基材的特征在于，相對于100質量份由50-90質量％聚乳酸類聚合物(a)、和50-10質量％玻璃化轉變溫度(Tg)為0℃以下的聚乳酸類聚合物以外的脂肪族聚酯(b)構成的樹脂組合物，還添加了0.3-6％質量份具有異氰酸酯末端的脂肪族聚碳化二亞胺化合物(c)。

CN1603357A一種耐水解穩定劑以及含有該耐水解穩定劑的而具有酯基的樹脂或生物降解性塑料的熱塑性樹脂組合物。該耐水解穩定劑可以提高以往成問題的、作為混合在具有酯基的樹脂或生物降解性塑料中的耐水解穩定劑的耐熱性，消除黃變引起的著色問題，而且進一步提高耐水解性。耐水解穩定劑是由脂肪族系碳化二亞胺化合物(A)和磷系抗氧劑(B)形成的碳化二亞胺組合物構成，優選的是通過在合成脂肪族碳化二亞胺(A)時加入磷系抗氧劑，由此分散存在的碳化二亞胺組合物構成。