[發(fā)明專(zhuān)利]一種低端羧基脂肪族聚酯及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110711554.2
• 申請(qǐng)日: 2021-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113321793B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐秋舒;崔燕軍;張?jiān)A;朱彥;唐勁松
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華峰集團(tuán)有限公司;浙江華峰環(huán)保材料有限公司;上海華峰新材料研發(fā)科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08G63/16
• 分類(lèi)號(hào): C08G63/16;C08G63/52;C08G63/695;C08G63/672
• 代理公司: 北京品源專(zhuān)利代理有限公司 11332
• 代理人: 邊人洲

本發(fā)明提供一種低端羧基脂肪族聚酯及其制備方法和應(yīng)用；所述低端羧基脂肪族聚酯的制備原料包括脂肪族二羧酸、第一脂肪族二醇、脂肪族二羧酸酯、第二脂肪族二醇、反應(yīng)助劑和催化劑的組合；通過(guò)上述原料的組合，可以得到脂肪族二羧酸的酯化物和脂肪族二羧酸酯的酯交換物，二者混合縮聚制備得到所述低端羧基脂肪族聚酯，克服了采用單一制備原料直接酯化法縮聚得到產(chǎn)品端羧基高以及直接酯交換縮聚法效率低且得到產(chǎn)品色相差的問(wèn)題，具有重要的研究意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低端羧基脂肪族聚酯及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

高分子材料具有質(zhì)量輕、易加工成型、耐腐蝕等特點(diǎn)，所以其制品在日常生活的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，但同時(shí)其制品的老化、廢棄和更新?lián)Q代，導(dǎo)致大量的不可降解廢棄物形成，造成了日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染問(wèn)題，阻礙了社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，開(kāi)發(fā)生物可降解樹(shù)脂是從根本上解決上述問(wèn)題的重要途徑之一。

脂肪族聚酯易被自然界中的多種微生物或動(dòng)植物體內(nèi)酶分解、代謝，最終形成二氧化碳和水，是一類(lèi)可生物降解的聚合物。根據(jù)脂肪族二元酸和二元醇的碳鏈長(zhǎng)度不同，合成的脂肪族聚酯的性能亦相差較大，化學(xué)結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致其主鏈規(guī)整度、結(jié)晶狀態(tài)和結(jié)晶程度發(fā)生改變，從而造成脂肪族聚酯的熱性能、力學(xué)性能和生物降解性能都有所改變。現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)脂肪族聚酯的方法主要為直接酯化縮聚法、酯交換縮聚法、開(kāi)環(huán)縮聚法等。

直接酯化縮聚法對(duì)反應(yīng)醇酸比要求較高，產(chǎn)品端縮基含量高，CN1861660公開(kāi)了一種生物可降解共聚酯及其制備方法，以丁二酸和丁二醇為主要共聚單元，通過(guò)與不同共聚二酸和不同共聚二醇共聚，最終得到無(wú)規(guī)線性共聚酯；共聚二酸與丁二酸，共聚二醇與丁二醇的摩爾百分比在0.01～99.99％范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；合成或縮合制備得到所述生物可降解共聚酯。聚酯特性粘數(shù)為0.6～2.0dl/g，熔點(diǎn)50～115℃，結(jié)晶度10～70％；但是，該方法生產(chǎn)的脂肪族聚酯存在副產(chǎn)物多、端羧基高等問(wèn)題。

另外一種酯交換縮聚法的反應(yīng)速率較慢，產(chǎn)品色相差，如CN101935391A公開(kāi)了一種高分子量脂肪族聚酯的制備方法，以聚合單體脂肪族二酸二酯、脂肪族二醇為反應(yīng)原料，與催化劑在氮?dú)夥諊校海?60～200℃的條件下反應(yīng)1～5小時(shí)，然后在絕對(duì)壓力30～300Pa，190～240℃的條件下反應(yīng)1～6小時(shí)，即得高分子量脂肪族聚酯。用該發(fā)明方法得到的脂肪族聚酯其重均分子量Mw值為50～250k，其分子量分布Mw/Mn值為1.9～2.2。

開(kāi)環(huán)縮聚法主要應(yīng)用于交酯類(lèi)和內(nèi)酯類(lèi)的聚酯，催化劑或引發(fā)劑用量較大，產(chǎn)品聚合度較低，如CN109988292A公開(kāi)了一種可降解脂肪族共聚酯的制備方法，其引發(fā)劑加入量至少為單體的1％，這會(huì)破壞主鏈規(guī)整度，影響產(chǎn)品性能。因此單獨(dú)采用以上方法生產(chǎn)的脂肪族聚酯普遍存在色澤發(fā)黃、端羧基含量高、貨架期短等缺陷，特別是端縮聚含量高會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品熱穩(wěn)定性下降及耐水解性下降，對(duì)下游加工和終端應(yīng)用影響較大，需要添加助劑以改進(jìn)性能，導(dǎo)致成本升高。

因此，開(kāi)發(fā)一種具有優(yōu)異熱穩(wěn)定性能和耐水解性能的低端羧基脂肪族聚酯，是本領(lǐng)域急需解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種低端羧基脂肪族聚酯及其制備方法和應(yīng)用；所述低端羧基脂肪族聚酯的制備原料包括脂肪族二羧酸、第一脂肪族二醇、脂肪族二羧酸酯、第二脂肪族二醇、催化劑和反應(yīng)助劑的組合；通過(guò)上述原料的組合，可以得到脂肪族二羧酸的酯化物和脂肪族二羧酸酯的酯交換物，二者混合縮聚制備得到低端羧基脂肪族聚酯，兼具了直接酯化縮聚法與酯交換縮聚法的優(yōu)點(diǎn)，得到的低端羧基脂肪族聚酯具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能和耐水解性能，儲(chǔ)存貨架期長(zhǎng)，加工溫度范圍更寬，可以廣泛地應(yīng)用于塑料制品、薄膜或纖維等領(lǐng)域。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種低端羧基脂肪族聚酯，所述低端羧基脂肪族聚酯的制備原料包括如下組分：脂肪族二羧酸、第一脂肪族二醇、脂肪族二羧酸酯、第二脂肪族二醇、反應(yīng)助劑和催化劑的組合。