一种聚丁二酸共己二酸丁二醇酯的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚丁二酸共己二酸丁二醇酯的制备方法，将聚合单体丁二酸酐、己二酸，1,4丁二醇作为反应原料混合后放入反应釜，加入催化剂，在惰性气体保护下，温度为160‑240℃，进行开环聚合反应1‑5小时；再加入液态钛系催化剂并搅拌，在真空度30‑300Pa、反应温度200‑280℃条件下，进行缩聚反应，反应时间为1‑6小时，即得该产品聚丁二酸共己二酸丁二醇酯。该制备方法不仅克服现有技术中聚合单体腐蚀性高的问题，而且克服现有技术中副产物小分子多、收率较低的问题，从而有效降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料合成
，具体涉及一种聚丁二酸共己二酸丁二醇酯的制备方法。
技术介绍
聚丁二酸共己二酸丁二醇酯是一种重要的高分子材料，特别作为生物可降解材料，易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢；同时，具有良好的力学性能和热性能，是从根本上解决白色污染问题的有效途径之一，在包装、餐具、医疗用品、农用薄膜、缓释材料和生物医用材料等领域中有着十分广泛的应用。目前，制备聚丁二酸共己二酸丁二醇酯主要还是利用丁二酸、己二酸与1,4丁二醇通过酯化与聚合两步法生产，该生产方法存在小分子副产物较多的缺点，且有大量四氢呋喃生成，增加了回收处理成本，产品收率低；另外，使用丁二酸为原料，腐蚀性很高，对生产设备的材质要求很高，造成装置前期投入高和维修成本高的缺点，即增加产品制造成本。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种聚丁二酸共己二酸丁二醇酯的制备方法，该制备方法不仅克服现有技术中聚合单体腐蚀性高的问题，而且克服现有技术中副产物小分子多、收率较低的问题，从而有效降低生产成本。为了达到上述目的，本专利技术利用以钛为主要成分的聚酯催化剂，采用丁二酸酐、己二酸，1,4丁二醇在催化剂作用下进行开环聚合，然后在减压条件下进行真空缩聚反应，合成了聚丁二酸共己二酸丁二醇酯，具体技术方案如下：本专利技术的一种聚丁二酸共己二酸丁二醇酯的制备方法，包括以下步骤：a将聚合单体丁二酸酐、己二酸，1,4丁二醇作为反应原料混合后放入反应釜，加入催化剂，在惰性气体保护下，温度为160-240℃，进行开环聚合反应1-5小时；b向a步的反应釜里加入液态钛系催化剂并搅拌，在真空度30-300Pa、反应温度200-280℃条件下，进行缩聚反应，反应时间为1-6小时，即得该产品聚丁二酸共己二酸丁二醇酯。所述的催化剂选用钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、对甲苯磺酸中的一种或几种。所述的液态钛系催化剂选自1，4丁二醇、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丙酯、乙酸盐、硝酸铝、钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、羟基羧酸、磷酸酯中的一种或几种在溶剂中反应制备；其中，溶剂是无水乙醇、环己烷中的一种。所述的己二酸与丁二酸酐的摩尔比为1:5-9。所述的己二酸与丁二酸酐的优选摩尔比为1:9。所述的丁二酸酐与己二酸之和与丁二醇的摩尔比为1:1-2。所述的丁二酸酐与己二酸之和与丁二醇的摩尔比为1:1.1。所述的液态钛系催化剂与丁二酸酐和己二酸，1,4丁二醇之和的重量比为4:1000。在上述技术方案中，通过利用丁二酸酐取代丁二酸作为聚合单体，其预聚与聚合阶段的机理有很大不同，不是简单的缩合聚合，而是通过开环聚合得到。本专利技术制备的聚丁二酸共己二酸丁二醇酯，具有很好的热性能和机械性能；利用差热扫描量热仪DSC测得其熔点为114℃，热变形温度为89℃，断裂强度为28MPa，弯曲强度为30MPa，弯曲模量为600MPa，冲击强度为90J/m；利用GPC测定分子量，其重均分子量Mw值超过10万，分子量分布Mw/Mn值在1.8-2.2间。本专利技术具有以下特点和优点：1、酯化反应中副产小分子水是反应进程的必然，但是利用酸酐为原料可以减少90%副产的水，从而提高产品收率并降低单位产品的消耗。2、丁二酸酐的酸性远远小于丁二酸，在工业化装置中必然是使用金属反应釜，耐酸腐蚀的哈氏合金其价格要远远高于普通的不锈钢材，因此，本专利技术中用丁二酸酐为原料可以降低对金属材质的需求，即在固定设备投资和设备维修上节省大量费用，也就是降低了产品成本。3、本专利技术的产品可以被加工后应用在包装、餐具、医疗用品、农用薄膜等领域，具有全降解功能。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术一种聚丁二酸共己二酸丁二醇酯的制备方法作进一步说明；实施例1：在带有加热、搅拌、温度控制器的三口烧瓶中分别加入丁二酸酐45g、己二酸7.5g、1,4丁二醇50g、钛酸四丁酯0.2ml，在氮气氛围下搅拌升温，常压下控制反应温度160℃，反应1.5小时；加液态钛系催化剂0.4ml，控制真空为绝压300Pa，反应温度260℃，继续进行反应1小时，即得聚丁二酸共己二酸丁二醇酯产品。实施例2：在带有加热、搅拌、温度控制器的三口烧瓶中分别加入丁二酸酐45g、己二酸7.5g、1,4丁二醇54g、钛酸四丁酯0.2ml，在氮气氛围下搅拌升温，常压下控制反应温度160℃，反应1.5小时；再加液态钛系催化剂0.4ml，然后升温，控制真空为绝压300Pa，反应温度260℃，继续进行反应1小时，即得聚丁二酸共己二酸丁二醇酯产品。实施例3：在带有加热、搅拌、温度控制器的三口烧瓶中分别加入丁二酸酐40g、己二酸15g、1,4丁二醇50g、钛酸四丁酯0.2ml，在氮气氛围下搅拌升温，常压下控制反应温度160℃，反应1.5小时；再加液态钛系催化剂0.4ml，然后升温，控制真空为绝压300Pa，反应温度260℃，继续进行反应1小时，即得聚丁二酸共己二酸丁二醇酯产品。实施例4：在带有加热、搅拌、温度控制器的三口烧瓶中分别加入丁二酸酐45g、己二酸7.5g、1,4丁二醇54g、钛酸四丁酯0.2ml，在氮气氛围下搅拌升温，常压下控制反应温度200℃，反应1小时；再加液态钛系催化剂0.4ml，然后升温，控制真空为绝压300Pa，反应温度260℃，继续进行反应1小时，即得聚丁二酸共己二酸丁二醇酯产品。实施例5：在带有加热、搅拌、温度控制器的反应釜中分别加入丁二酸酐180kg、己二酸80kg、1,4丁二醇216kg、钛酸四丁酯0.8kg,在氮气氛围下搅拌升温，常压下控制反应温度180℃，反应2小时；再加液态钛系催化剂1.6kg，然后升温，控制真空为100Pa，反应温度245℃，继续进行反应4小时，即得聚丁二酸共己二酸丁二醇酯产品。经检测，由本专利技术制备的聚丁二酸共己二酸丁二醇酯熔融指数5g/10min,其重均分子量Mw值为83.5k，分子量分布Mw/Mn值为1.9。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚丁二酸共己二酸丁二醇酯的制备方法，包括以下步骤：a将聚合单体丁二酸酐、己二酸、1,4丁二醇作为反应原料混合后放入反应釜，加入催化剂，在惰性气体保护下，温度为160‑240℃，进行开环聚合反应1‑5小时；b向a步的反应釜里加入液态钛系催化剂并搅拌，在真空度30‑300Pa、反应温度200‑280℃条件下，进行缩聚反应，反应时间为1‑6小时，即得该产品聚丁二酸共己二酸丁二醇酯。

【技术特征摘要】
1.一种聚丁二酸共己二酸丁二醇酯的制备方法，包括以下步骤：a将聚合单体丁二酸酐、己二酸、1,4丁二醇作为反应原料混合后放入反应釜，加入催化剂，在惰性气体保护下，温度为160-240℃，进行开环聚合反应1-5小时；b向a步的反应釜里加入液态钛系催化剂并搅拌，在真空度30-300Pa、反应温度200-280℃条件下，进行缩聚反应，反应时间为1-6小时，即得该产品聚丁二酸共己二酸丁二醇酯。2.根据权利要求1所述的一种聚丁二酸共己二酸丁二醇酯，其特征在于：所述的催化剂选用钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、对甲苯磺酸中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的一种聚丁二酸共己二酸丁二醇酯，其特征在于：所述的液态钛系催化剂选自1，4丁二醇、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丙酯、乙酸盐、硝酸铝、钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：马云，鲍月刚，
申请(专利权)人：安庆和兴化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34