[發明專利]一種高分子量高氣體阻隔共聚酯的制備方法

在審

• 申請號: 201910618515.0
• 申請日: 2019-07-10
• 公開（公告）號: CN110229319A
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 王靜剛;劉小青;張小琴;慎昂;朱錦
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C08G63/672
• 分類號: C08G63/672;C08G63/183;C08G63/86
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 張瑩

本申請公開了一種高分子量高氣體阻隔共聚酯的制備方法，包括以下步驟：將含有以下組分(a)、(b)、(c)的原料，在催化劑I存在下發生反應I，然后在催化劑II存在下發生反應II，制備得到所述高分子量高氣體阻隔共聚酯；(a)式I所示的化合物；(b)式II所示的化合物；(c)化學式為的脂肪醇；其中，n為2～10的整數；其中，所述反應I包括酯化反應和/或酯交換反應；所述催化劑I包括酯化反應催化劑和/或酯交換反應催化劑；所述反應II包括縮聚反應；所述催化劑II包括縮聚反應催化劑；式I和式II中，R₁，R₂獨立地選自H，C1?C8的烷基。

技術領域

本申請涉及材料技術領域，具體地，涉及高分子量高氣體阻隔生物基共聚酯的制備方法。

背景技術

聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一種重要的熱塑性工程塑料，具有耐高溫、耐濕、電絕緣性能好、耐油、耐化學腐蝕、成型快等特點，而且價格適中，可以廣泛應用于電子電器、汽車、工業零件等領域。但是PBT的熔點在225℃～235℃，合成和加工溫度均較高；PBT的結晶速率很快，較難得到透明的制品；而且PBT的制備原料對苯二甲酸(TPA)來源于二甲苯(PX)，PX嚴重依賴于石化資源，受諸多因素影響我國PX建設步伐緩慢，一半用量依靠進口。所以，如果能找到合適的方法降低PBT的熔點、結晶速率，將有利于拓寬其實際應用范圍。

2,5-呋喃二甲酸(2,5-FDCA)是一種很有發展前景的生物基原料，其分子結構中含有芳香環，結構與TPA極其相似，所以可以用來代替TPA。在PBT的聚合過程中，逐漸引入2,5-FDCA來代替TPA可以明顯降低共聚酯的熔點，改變共聚酯的結晶性能，充分利用銻系催化劑對呋喃基原料合成反應高效的催化作用，得到高分子量、高氣體阻隔性能的生物基共聚酯。而且利用生物基原料代替石油基原料，有利于降低聚酯行業對石油基原材料的依賴程度。

發明內容

根據本申請的一個方面，提供了一種高分子量高氣體阻隔共聚酯的制備方法。基于PBT存在的問題以及2,5-呋喃二甲酸存在的優點，本發明提供一種高分子量高氣體阻隔生物基共聚酯的制備方法；所述制備方法中，采用呋喃二甲酸或其酯化物逐漸代替對苯二甲酸或其酯化物，使得PBT分子鏈段中含有呋喃環結構，從而在一定程度上降低共聚酯的熔點，改變共聚酯的結晶性能，更低的熔點有利于降低合成和加工溫度，減少能量消耗，而且在銻系催化劑對呋喃基原料合成反應高效的催化作用下，得到高分子量的生物基共聚酯，進一步得到具有高氣體阻隔性能的生物基共聚酯。如此，可以更好地滿足共聚酯材料在包裝、薄膜、電器元件、汽車內外飾件等領域的應用需求。

所述高分子量高氣體阻隔共聚酯的制備方法，包括以下步驟：

將含有以下組分(a)、(b)、(c)的原料，在催化劑I存在下發生反應I，然后在催化劑II存在下發生反應II，制備得到所述高分子量高氣體阻隔共聚酯；

(a)式I所示的化合物；

(b)式II所示的化合物；

(c)化學式為的脂肪醇；其中，n為2～10的整數；

其中，所述反應I包括酯化反應和/或酯交換反應；所述催化劑I包括酯化反應催化劑和/或酯交換反應催化劑；

所述反應II包括縮聚反應；所述催化劑II包括縮聚反應催化劑；

式I和式II中，R₁，R₂獨立地選自H，C1-C8的烷基。

具體地，所述高分子量高氣體阻隔生物基共聚酯的制備方法，其特征在于所述生物基共聚酯由組分(a)：呋喃二甲酸和/或呋喃二甲酸酯化物；組分(b)：對苯二甲酸和/或對苯二甲酸酯化物；組分(c)：化學式為的脂肪醇經過酯化反應或酯交換反應和縮聚反應制備得到；其中，n為2～10的整數；。