[發明專利]一種基于2,3-丁二醇的高分子量聚酯塑料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110407049.5
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN103159907A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 趙冬云;楊桂生
• 申請（專利權）人: 上海杰事杰新材料（集團）股份有限公司
• 主分類號: C08G18/42
• 分類號: C08G18/42;C08G63/183;C08G63/16;B29C47/92
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，尤其涉及一種基于2，3-丁二醇的高分子量聚酯塑料及其制備方法。?

背景技術

石油作為最重要的化工原料，近年來隨著人類的逐漸開采和用量的日益增大，地球上存儲和可供開采的量越來越少。而且這些化工制品在使用及最終廢棄的過程中產生了大量的CO₂，導致了全球變暖等一系列嚴重的環境問題，直接威脅到人類的生存。如何減少或者替代石油這些不可再生資源的使用，就成為全世界人類共同面臨的問題之一。?

2，3-丁二醇作為可再生資源不會枯竭，而且不會引起溫室效應等環境問題，可以利用葡萄糖、蔗糖、糖蜜、甘油、淀粉甚至秸稈通過細菌-克雷伯氏菌或芽孢桿菌發酵生產。專利CN200910012175.3公開了一種以小麥秸稈為原料細菌發酵生產2，3-丁二醇的方法；專利CN200910015400.9公開了一種以淀粉為原料微生物發酵生產2，3-丁二醇的方法；專利CN200810057041.9公開了一種由木質纖維原料生產乙醇和2，3-丁二醇的方法。?

近幾十年很多科學和研究工作者對2，3-丁二醇的性能進行了全面系統的研究。2，3-丁二醇是無色無味的液態化學品，有三種構型，具有很高的沸點和較低的凝固點，被廣泛的用作制備丁二烯和防凍劑。此外，2，3-丁二醇的熱容為27200J/g，與乙醇(29100J/g)、甲醇(22100J/g)相當，因而可以用作液體燃料和燃料添加劑。2，3-丁二醇脫水得到工業溶劑甲乙酮，甲乙酮可以作為溶劑用于樹脂生產和制漆業。甲乙酮進一步脫水生成1，3-丁二烯(合成橡膠的起始原料，也是聚合物工業的重要單體)。甲乙酮加氫得到高辛烷值的高質量飛行燃料，催化脫氫酯化得到的二醋酸酯是一種高價的食品添加劑。此外，2，3-丁二醇在油墨、化妝品、香薰劑、軟化劑、增塑劑、炸藥和藥物載體等領域都有潛在的應用價值。?

但是當2，3-丁二醇用作聚合單體時，雖然與它的同分異構體1，4-丁二醇一樣，具有兩個羥基，但這兩個羥基均為仲羥基，反應活性很低，在縮聚反應過?程中，很難與二元酸反應得到較高分子量、具有實用價值的酯化產品。U.S.Pat.No.4600768中指出對于二羧酸與2，3-丁二醇制備的產品還沒有報道過，主要是由于缺乏一種合適的制備方法。U.S.Pat.No.2502686利用苯二甲酸和2，3-丁二醇制備了一種低分子量(1000-3000)的聚酯，這種低分子量使得它們不能被用來制備成型部件，例如薄膜和薄片。U.S.Pat.No.3714126將2，3-丁二醇作為PET的改性劑，但是最多只加到了8％。?

發明內容

本發明就是針對上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于2，3-丁二醇的高分子量聚酯塑料，該聚酯塑料具有較高的分子量、較高的透明度和優異的力學性能等。?

本發明的另一目的是提供上述基于2，3-丁二醇的高分子量聚酯塑料的制備方法，該方法采用高活性的單體與低分子量的聚酯二元醇反應，有效解決了2，3-丁二醇位阻大，難以得到高分子量聚合物的問題。?

本發明的目的通過以下技術方案來實現：?

一種基于2，3-丁二醇的高分子量聚酯塑料，該聚酯塑料具有如下的重復結構單元：?

其中，R₁選自?p＝0-11；?

R₂選自?

R₃選自?

R₁、R₂和R₃可以全部相同，也可以各不相同，或者任意兩者相同；?

n＝1-1000，m＝1-1000。?

一種基于2，3-丁二醇的高分子量聚酯塑料的制備方法，包括以下步驟：?

(1)將單體a、單體b、2，3-丁二醇、單體c及第一催化劑，加入到反應器中，抽真空、充氮氣除去反應裝置中的氧氣，保證酯交換和/或酯化反應在氮氣條件下進行，將混合物加熱至170-230℃，形成均相體系后，控制反應溫度為170-230℃，在攪拌、冷凝條件下進行反應1.5-8h，直至酯交換及酯化反應的副產物達到理論計算量的92％以上，其中副產物的理論計算量為單體a和單體b摩爾量之和的2倍；?

(2)加入第二催化劑和熱穩定劑，在240-280℃下抽真空至小于500Pa，攪拌0.5-6h，停止反應，得到低分子量聚酯P，Mw為500-5000，備用；?