[發明專利]一種聚對苯二甲酸-己二酸-間環氧十五烷基酚丁二酯的合成方法

有效

• 申請號: 202011048467.5
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112080000B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 鄧健能;毋亭亭;陽范文;李道斌
• 申請（專利權）人: 廣州市海珥達環保科技有限公司
• 主分類號: C08G63/91
• 分類號: C08G63/91;C08G63/183
• 代理公司: 廣州赤信知識產權代理事務所(普通合伙) 44552
• 代理人: 龔素琴

本發明屬于高分子材料技術領域，涉及一種聚對苯二甲酸?己二酸?間環氧十五烷基酚丁二酯的合成方法，該PBATE材料由聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯(PBAT)和間環氧十五烷基酚合成制得，其中PBAT與間環氧十五烷基酚的質量比為(1.8?19)：1；所述間環氧十五烷基酚是間十五烯基酚與雙氧水在弱酸和催化劑作用下進行環氧化反應制得，既保留了酚羥基，又生成了環氧鍵；這兩種官能團與PBAT中的端羧基共同反應，可顯著降低PBATE中的端羧基含量，提高其耐老化性能；且該材料的力學性能優于PBAT，因此實際應用中可添加大量價廉的填料，從而顯著降低生產成本，具有廣闊的市場應用前景。

技術領域

本發明屬于高分子材料合成技術領域，具體涉及一種聚對苯二甲酸-己二酸-間環氧十五烷基酚丁二酯的合成方法。

背景技術

近年來，隨著社會經濟的快速發展，高分子材料尤其是塑料薄膜的廣泛使用給人們的生活帶來了極大的便利。傳統的塑料薄膜材料主要來自于石油，比如聚乙烯、聚丙烯等，這些塑料薄膜在使用過程中也帶來了一系列的環境問題和能源問題。大量存在的塑料垃圾嚴重影響著人們的身體健康和生活環境，如一些農用土地因廢棄地膜的影響而開始減產，廢塑料引發的“白色污染”給環境造成嚴重危害。因此，隨著不可再生的石油資源的日益減少以及人們對環保問題的高度關注，開發一種可完全生物降解的塑料薄膜材料成為全社會的研究熱點。

聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯(簡稱PBAT)是由對苯二甲酸、己二酸和1,4－丁二醇聚合而成的三元共聚酯，其結構中含柔性的脂肪鏈和剛性的芳香鍵，因而具有高韌性和耐高溫性，可以直接制備成薄膜材料；由于脂肪族酯鍵的存在，促使其具有生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最終形成CO₂和H₂O，不污染環境，是公認的環境友好材料。PBAT是目前最有前景替代傳統塑料的材料，但制約其大規模發展應用主要是與傳統塑料相比，價格昂貴。此外，由于PBAT主鏈結構中有端羧基的存在，會催化PBAT的降解從而導致PBAT膜耐老化性能不佳，使用過程中力學性能無法滿足使用需求等問題。因此，對PBAT的結構進行優化，降低其結構中的端羧基含量，并且在提高其力學性能的同時降低其應用成本，具有非常重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種聚對苯二甲酸-己二酸-間環氧十五烷基酚丁二酯的合成方法，該方法合成的材料應用成本低、力學性能高，端羧基含量低，可完全生物降解。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供了一種聚對苯二甲酸-己二酸-間環氧十五烷基酚丁二酯的合成方法，它包括以下步驟：

1)間環氧十五烷基酚的合成：間十五烯基酚與雙氧水在弱酸和催化劑作用下進行環氧化反應，制得間環氧十五烷基酚，間環氧十五烷基酚的環氧值≥3.8％、25℃時粘度為8000-12000cps；

2)聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯的合成：采用共酯化方式，以鈦酸正四丁酯為催化劑，將己二酸、對苯二甲酸和丁二醇投入反應釜依次進行酯化反應和縮聚反應，其中己二酸和對苯二甲酸的用量之和與丁二醇的用量的摩爾比為1:(1.8-2.2)，己二酸和對苯二甲酸的用量之和與鈦酸正四丁酯的摩爾比為1：(0.001-0.003)；制得的聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯的密度為1.20-1.30g/cm³，重均分子量Mw為10-15萬，熔點為116-122℃；

3)聚對苯二甲酸-己二酸-間環氧十五烷基酚丁二酯的合成：

在上述步驟2)縮聚反應結束后，將步驟1)中得到的間環氧十五烷基酚加入步驟2)的反應釜中同時進行酯化反應和醚化反應，反應時間1-3h，反應溫度160-180℃，反應結束后經拉條切粒制得聚對苯二甲酸-己二酸-間環氧十五烷基酚丁二酯材料；