采用1,2-丙二醇原料的聚酯制造技术

技术编号:3780647 阅读:108 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了采用1,2-丙二醇原料的聚酯,其特征是:是由芳香族二羧酸或其衍生物与1,2-丙二醇通过反应得到的高分子聚酯,其中1,2-丙二醇中碳元素来源于生物材料。本发明专利技术可以缓解石油资源紧张的问题,为保护环境减少CO↓[2]的排放。

【技术实现步骤摘要】
,2-丙二醇原料的聚酯的制作方法
本专利技术涉及一种使用生物来源原材料的聚酯。 技术背景随着当今的工业发展,对聚酯材料的需求也越来越大,而聚酯的原 料基本上都是来源于石油资源,这无疑又将导致石油价格的疯狂上涨;同时大量的废弃聚酯给环境带来了很大的压力,白色污染已经成为了当 代的最重要环境问题之一。因此,对环境友好材料的追求以及对生物来 源材料的开发已经成为了许多公司占取市场先机的重要手段。 人们使用可再生的生物资源,开发出了各种新型的聚酯,例如杜邦公司通过对玉米进行发酵,经过生物和化工过程,制备得到l, 3-PDO, 并开发出了含有约36wtc/。来源于生物材料而非石油材料的聚对苯二甲 酸丙二醇酯(PTT)聚合物。Natureworks公司同样以农作物为原料,经 过生物和化工过程,生产出了纯生物来源和易于生物降解的聚乳酸(PLA)聚合物。在国内也有好多单位利用农作物制造多组分二元醇, 然后对多组分的二元醇进行分离制造高纯度的各种二元醇,该方法制造 二元醇的原料便宜且是可再生的,相比利用石油资源制造聚酯原料二元 醇具有更广阔的前景。.农作物是一种可再生资源,能将空气中的C02通过光合作用,转 化为各种淀粉、糖类、纤维素、木质素等在农作物果实及其秸秆中储存 起来。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种符合环保需要的, 2-丙二醇原料 的聚酯。本专利技术的技术解决方案是一种, 2-丙二醇原料的聚酯,其特征是是由芳香族二羧酸 或其衍生物与1, 2-丙二醇通过反应得到的高分子聚酯,其中1, 2-丙二 醇中碳元素来源于生物材料。生物材料为玉米、甘蔗、小麦或其他农作物的秸秆。其中玉米、小 麦为其种子和/或秸秆。通过生物材料生产得到的1, 2-丙二醇中,1, 2-丙二醇含量在95% -99.9%之间,并且在波长为190 350nm范围内的光透过率为50%以上。 聚酯中还含有碳元素来源于石油原料的二元酸和二元醇的共聚成分。所述芳香族二羧酸或其衍生物,为对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯。聚酯的特性粘度为0.50—0.95。本专利技术利用玉米、小麦、甘蔗及其他农作物的秸秆,经过生物发酵 和/或化工加工过程制得聚对苯二甲酸1, 2丙二醇酯的原料1, 2-丙二 醇。经过生物和/或化工过程得到1, 2-丙二醇。例如玉米经过生物过程 分离淀粉,经过加工得到5碳和6碳的糖,这些糖分经过加氢催化的工 艺可以制备出多组分二元醇,经过纯化分离常用步骤后,再对分离得到 的1, 2-丙二醇进行加热处理,其中加热的温度为150 200°C,加热的时间为2~10小时,待冷却后再与活性炭接触处理,就可以得到本专利技术的原料二元醇l, 2-丙二醇组分。产品中1, 2-丙二醇的碳元素来源于生物原料。本专利技术中使用的1,2-丙二醇可以含有其它二元醇成分如乙二醇,1, 4-丁二醇,1.2戊二醇,2, 3丁二醇等其它二元醇。本专利技术中的聚对苯二甲酸1, 2-丙二醇酯是由二酸和二醇反应得到 的,其中二酸是对苯二甲酸及其酯化的衍生物,可以是对苯二甲酸、对 苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯等。本专利技术中,聚对苯二甲酸1, 2-丙二醇酯是经过由二酸和二醇反应 得到。其中二酸是对苯二甲酸及其酯化的衍生物,可以是对苯二甲酸、 对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯等。本专利技术中的二酸单元还可以 含有间苯二甲酸、间苯二甲酸-5-磺酸盐、邻苯二甲酸、甲基对苯二甲酸、 萘二酸、联苯二甲酸等芳香族羧酸及其酯类衍生物的芳基二羧酸类及丁 二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、十二烷二羧酸等脂肪族羧酸 及其酯类衍生物以及环己垸二羧酸、六氢化间苯二甲酸、六氢化邻苯二 甲酸等脂环族二羧酸及其酯类衍生物。所述的衍生物中是指二甲酯等低 级垸基酯、酸酐、酰氯等物质。这些二羧酸可以单独或组合两种以上使 用。本专利技术中的聚对苯二甲酸1, 2-丙二醇酯还可以含有其他的碳元素 来源于石油的二元酸和二元醇的共聚成分。二元醇成分可以举例为已 二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇等碳元素个数为2-30的饱和和不饱和 二元醇;聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等高分子量的二元醇。本专利技术的聚对苯二甲酸1, 2丙二醇酯可以通过现存的设备工艺, 首先通过酯化或酯交换反应,在此过程中可以使用公知的催化剂,可以 列举的由钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、正丁基锡酸、醋酸锰、醋酸钴、醋酸镁中一种或几种的混合物。酯化或酯交换反应达到反应率为95%或 95%以上时候,转移进行縮聚反应,縮聚所用的催化剂为金属钛类催化为饱和碳的烷基、不饱和碳的垸基、羟基烷基、乙酰化垸基,其中R1、 R2、 R3、 R4可以是相同基团,也可以是不同的基团组合。具体可以是 钛酸四丁酯、异丙基钛酸酯、丙基钛酸酯、丙烯基钛酸酯。本专利技术中可以加入各种常用的稳定剂磷化合物,是三价或五价磷的 有机或无机化合物,可以简单列举的有磷酸、磷酸三甲酯、磷酸三苯酯, 可以是市售的磷系的三价和五价的抗氧化剂,如市售PEP36、 AP1500、 AX-71。在此不进行更具体的列举。縮聚反应在温度在200 0C-280 0C条件下进行,逐渐达到200帕斯 卡及以下的真空条件下縮聚,脱出小分子二醇,当聚合物的粘度为0.50 -0.95范围内,即可结束反应,得到本专利技术的聚对苯二甲酸1, 2-丙二 醇酯。本专利技术的聚对苯二甲酸1, 2丙二醇酯可以使用间断式的釜式聚合、 半连续聚合、连续聚合的方法进行生产。本专利技术得到的聚对苯二甲酸1, 2-丙二醇酯,可以利用现有的聚酯 工业中的POY紡丝设备、DTY加弹设备、纺织设备和染色设备,进行剂,钛化合物为具有&一高速纺丝、加弹、织造和染色。本专利技术中聚对苯二甲酸1, 2丙二醇酯 可以使用于树脂、薄膜、纤维等各种领域,制成各种后续产品,其具有比普通PET更好的染色性能和流动性。生物来源1, 2-丙二醇长春大成集团生产,碳元素来源为玉米, 纯度97%,然后经过加热处理,再用活性炭接触处理,处理得到的生 物1, 2-丙二醇在紫外光区250nm时的光透过率为65%, 300nm时的光 透过率为90%。1, 2-丙二醇(1, 2-PDO):上海冠戈实业有限公司,分析纯。 对苯二甲酸(PTA):中国扬子石化生产,聚合级。对苯二甲酸二甲酯(DMT):伊朗Fiber Intermediate Products Co.生产实施例1:酯化反应将2Kg的PTA和1053g的生物来源1, 2-PDO混合制 成浆料,投入带有电子搅拌的4L的4 口烧瓶中,加入1.12g的丁基锡 酸和1.20g的钛酸四丁酯;将温度升到200 250°C,搅拌速度调到200r/m 进行酯化反应并收集副产物水,根据出水量计算,当反应率大于95%时 停止反应;将产物吐出在平板托盘中。縮聚反应称取酯化反应的产物317g,投入到直径为80mm的硬 质大试管中,将温度升到230 270°C,搅拌速度为77r/m;加入0.064g 的磷酸,加入0.135g钛酸四丁酯并慢慢抽真空,待反应的产物达到设定 的扭矩时停止反应,吐出聚合物后,切粒备用。实施例2:酯化反应称取558g的生物来源l, 2-PDO和748g的DMT投入 到2L的4 口烧瓶中,并加入0.28g的醋酸镁,然后将温度迅速升到160 °C;待DMT溶解以后慢慢的升温,保证l本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用1,2-丙二醇原料的聚酯,其特征是:是由芳香族二羧酸或其衍生物与1,2-丙二醇通过反应得到的高分子聚酯,其中1,2-丙二醇中碳元素来源于生物材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:盛思义李旭本田圭介
申请(专利权)人:东丽纤维研究所中国有限公司
类型:发明
国别省市:32[中国|江苏]

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