[發明專利]一種聚丁二酸丁二醇酯及其制備方法

有效

• 申請號: 201210289129.X
• 申請日: 2012-08-15
• 公開（公告）號: CN102775590A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 苑仁旭;徐依斌;焦健;趙巍;蔡彤旻;夏世勇;曾祥斌
• 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;珠海萬通化工有限公司
• 主分類號: C08G63/85
• 分類號: C08G63/85;C08G63/199
• 代理公司: 廣州致信偉盛知識產權代理有限公司 44253
• 代理人: 伍嘉陵

技術領域

本發明涉及一種脂肪族共聚酯，具體涉及一種聚丁二酸丁二醇酯及其制備方法。

背景技術

隨著環保意識的近一步提高，人們已經認識到，非降解塑料給環境造成的壓力越來越高，尋找新型的可生物降解的替代材料是當前人們最感興趣的課題之一。生物降解聚合物是能夠在適合的環境條件下經過一定時間跨度后分解為二氧化碳和水的一類聚合物材料。這種降解過程通常分為兩個過程，首先大分子經過水解、光/氧降解后分子量變小，其后進一步被微生物消耗掉，這類微生物可能是細菌、真菌、酵母菌、藻類等。?

聚丁二酸丁二醇酯(?PBS)?具有良好的生物降解性能與可控生物降解速度，同時主鏈中大量亞甲基結構又使其具有與通用聚乙烯材料相近的機械、物理性能，適合吹塑薄膜與中空容器、擠出加工片材、紡絲、注塑等多種加工工藝，可用來制備各種各樣的完全生物降解高分子制品。然而PBS?結晶度高達40%～60%，使其生物降解速度較低，而且其脆性高，斷裂伸長率為300%左右。PBS的結晶度較高，致使采用其生產的膜類產品撕裂，通透性差等缺點，使膜材的應用領域受到很大的限制。另外，通常PBS在存儲的過程中，會發生水解反應，材料在使用之前力學性能已經降低。

專利200810022785.7涉及一種高分子量聚丁二酸丁二醇酯的制備方法，其特點是采用鈰鹽-乙二醇銻二元催化體系，解決以往技術中聚丁二酸丁二醇酯分子量不高、色相差等問題。得到的聚丁二酸丁二醇酯分子量高、色澤好且力學性能優良，提高了聚酯產品的產量和質量，降低聚酯產品中的銻含量，改善后加工可紡性。但未提及材料的耐熱性能。

200710049370.4涉及一種高分子量聚丁二酸丁二醇酯及其制備方法，其特點是以雙端羥基丁二酸丁二醇尤其是低分子量雙端羥基丁二酸丁二醇作為預聚物，與0.1～13%的擴鏈劑二異氰酸酯熔融反應制備成本較低、分子量高及分子量分布窄、力學性能優異的聚丁二酸丁二醇酯。但是二異氰酸酯反應單元在反應中容易生成凝膠點，反應控制難度較大，凝膠的出現則會導致材料的使用性能下降。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的缺點，本發明的目的在于提供一種具有良好的降解性能、耐熱性能、力學性能及加工性能的聚丁二酸丁二醇酯。

本發明的另一目的在于提供上述聚丁二酸丁二醇酯的制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種聚丁二酸丁二醇酯,是以丁二酸、丁二醇及環狀二元醇共聚而成，包括丁二酸殘基、丁二醇殘基和環狀二醇殘基，其中，按摩爾百分比計，

丁二醇殘基占二元醇總量的90-98%；

環狀二醇殘基占二元醇總量的2-10%。

所述環狀二元醇為2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二醇或1,4-環己烷二甲醇。

所述的聚丁二酸丁二醇酯的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（a）酯化：將丁二酸與丁二醇及環狀二元醇在催化劑作用下于200-230℃反應，直接酯化，得到酯化物；?

（b）預聚：在上述酯化物中加入穩定劑，在220-250℃下進行預縮聚反應，得預聚物；

（c）縮聚：將上述預聚物在235-250℃的溫度下、控制反應體系真空度逐漸降至小于150Pa，進行縮聚反應；

（d）縮聚結束后，在反應物中加入碳化二亞胺類化合物，混合2-15分鐘，制得聚丁二酸丁二醇酯。

所述二元醇總量與丁二酸的摩爾比為1.2-2.5：1。二元醇總量為丁二醇與環狀二元醇之和。

所述丁二酸選自生物基產品。生物基產品主要指除糧食以外的秸稈等木質纖維素類農林廢棄物。

所述催化劑為鈦元素的螯合物，選自乙二醇鈦、鈦酸正丁酯或鈦酸四異丙酯。

所述催化劑的用量為樹脂重量的0.05-0.1%。

所述穩定劑選自磷酸、亞磷酸、磷酸三苯酯、磷酸三甲酯、亞磷酸三烷基酯、亞磷酸三苯基酯，用量為樹脂重量的0.01-0.2%。

所述碳化二亞胺類化合物選自單體碳化二亞胺、聚合碳化二亞胺、由分子結構中含有1-30個碳化二亞胺基團的分子量為40-30000g/mol的碳化二亞胺類化合物中的兩種或多種的任意比例的混合物。加入量為樹脂重量的0.1-1%。

本發明與現有技術相比，具有如下有益效果：

1、本發明合成的生物降解聚酯具有較高的耐熱性能，熔點較高，降解速度可控；