聚酯-聚碳酸酯共聚物、聚酯制品、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种聚酯‑聚碳酸酯共聚物、聚酯制品、其制备方法及应用。所述制备方法包括：将含磷二元醇与碳酸二甲酯/碳酸二苯酯，二元酸和二元醇共聚，制备得到聚酯‑聚碳酸酯共聚物。本发明专利技术以含磷芳香二元醇作为共聚单体，通过聚合引入到聚酯中，可以明显提升现有聚酯的玻璃化转变温度和阻燃特性，进一步的，通过聚碳酸酯与聚酯的共聚还提升了共聚物的酯键密度，大幅增加了其耐热性能。本发明专利技术的聚酯‑聚碳酸酯具有优异的耐高温、阻燃性能，其玻璃化转变温度可以达到100℃以上，既能充分满足消防装备、厨电产品、电子产品、汽车制造等耐热要求，还以优异阻燃特性有效保障了用户的生命及财产安全。

【技术实现步骤摘要】
聚酯-聚碳酸酯共聚物、聚酯制品、其制备方法及应用
本专利技术涉及一种共聚物，具体涉及一种聚酯-聚碳酸酯共聚物、其制备方法及应用，属于高分子

技术介绍
高玻璃化转温度（Tg）、抗冲击、透明高分子材料在消防装备、婴儿奶瓶、水杯、厨电产品、食品包装、光学领域、装饰材料、汽车制造等领域有着非常广泛的用途，同时在轻质防弹玻璃等领域也有着特殊用途。目前，Tg大于90℃、抗冲击透明的高分子材料主要为双酚A型聚碳酸酯（BPA-PC），但其使用过程中会缓慢释放双酚A，引起婴儿发育不良，诱发癌症和新陈代谢紊乱，欧盟已命令禁止将其用于婴儿食品包装和接触领域，中国禁止用于婴儿食品接触容器，水杯、厨电产品等领域，因而，目前主流供应商为健康考虑，选择不再使用BPA-PC。聚酯是一类性能优异、用途广泛的塑料，广泛应用于瓶、膜、纤维等领域。目前中国聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的产量超过4000万吨，全球超过7000万吨。但当前用于水杯、厨电产品、高温消毒产品、汽车制造等领域的聚酯的玻璃化转变温度明显不足，同时，用于消防装备上的透明抗冲击聚酯阻燃性能弱、阻燃级别低，无法保证用户的生命及财产安全。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种聚酯-聚碳酸酯共聚物、其制备方法及应用，以克服现有技术的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术的一些实施例提供了一种聚酯-聚碳酸酯共聚物的制备方法，其包括：使包含第一种二元醇、碳酸二甲酯和/或碳酸二苯酯、二元酸和/或其酯化物、第二种二元醇及酯化或酯交换催化剂的第一混合反应体系在160～260℃反应，形成中间产物；使包含所述中间产物、稳定剂及缩聚催化剂的第二混合反应体系在真空条件下于180～300℃反应，制得聚酯-聚碳酸酯共聚物；所述第一种二元醇采用下式I所示的含磷二元醇：式I其中，R1、R2、R3、R4包括氢、C1～C6的烷基、C1～C6的烷氧基或卤原子取代的C1～C6烷基，R5包括H、苯基或C1～C10的烷基；Ar1、Ar2包括苯环或具有取代基的苯环，所述取代基包括烷基、烷氧基或卤原子。本专利技术的一些实施例还提供了由前述制备方法合成的聚酯-聚碳酸酯共聚物。本专利技术的一些实施例还提供了一种用于合成聚酯-聚碳酸酯共聚物的组合物，其包括：组分（a），包括第一种二元醇，组分（b），包括碳酸二甲酯和/或碳酸二苯酯，组分（c），包括二元酸和/或其酯化物，以及组分（d），包括第二种二元醇；所述第一种二元醇采用下式I所示的含磷二元醇：式I其中，R1、R2、R3、R4包括氢、C1～C6的烷基、C1～C6的烷氧基或卤原子取代的C1～C6烷基，R5包括H、苯基或C1～C10的烷基；Ar1、Ar2包括苯环或具有取代基的苯环，所述取代基包括烷基、烷氧基或卤原子。本专利技术的一些实施例还提供了所述聚酯-聚碳酸酯共聚物的用途，例如在制备耐热阻燃材料的用途。本专利技术的一些实施例还提供了一种具有耐热阻燃结构的装置，其中，所述耐热阻燃结构包含所述聚酯-聚碳酸酯共聚物。本专利技术的一些实施例还提供了一种聚酯制品的加工方法，其包括：至少采用挤出、注射、纺丝中的任意一种方式将所述聚酯-聚碳酸酯共聚物制成所需的聚酯制品。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：（1）提供的制备方法以含磷芳香二元醇作为共聚单体，通过聚合引入到聚酯，可以明显提升现有聚酯的玻璃化转变温度和阻燃特性，且通过碳酸酯与聚酯的共聚还进一步提升了共聚物的酯键密度，大幅增加其耐热性能；（2）提供的聚酯-聚碳酸酯具有优异的耐高温、阻燃性能，玻璃化转变温度可以达到100℃以上，阻燃性能最高达到V0，可以充分满足消防装备、厨电产品、电子产品、汽车制造等领域的耐热要求，同时还能有效保障用户的生命及财产安全。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是实施例1中一种聚对苯二甲酸碳酸二甲酯乙二醇含磷二元醇共聚物的1H-NMR图谱；图2是实施例1中一种聚对苯二甲酸碳酸二甲酯乙二醇含磷二元醇共聚物的DSC图谱；图3是实施例1中一种聚对苯二甲酸碳酸二甲酯乙二醇含磷二元醇共聚物的TGA图谱。具体实施方式鉴于现有技术的缺陷，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，其主要是在聚酯合成体系中加入碳酸酯和含磷二元醇等，通过共聚反式合成一类具有优异耐热性和阻燃性的聚酯-聚碳酸酯共聚物，使其能满足多种领域的应用需求。下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例的一个方面提供的一种聚酯-聚碳酸酯共聚物的制备方法包括：使包含第一种二元醇、碳酸二甲酯和/或碳酸二苯酯、二元酸和/或其酯化物、第二种二元醇及酯化或酯交换催化剂的第一混合反应体系在160～260℃反应，形成中间产物；使包含所述中间产物、稳定剂及缩聚催化剂的第二混合反应体系在一定真空条件（例如，低于300Pa）下于180～300℃反应，制得聚酯-聚碳酸酯共聚物；所述第一种二元醇采用下式I所示的含磷二元醇：式I其中，R1、R2、R3、R4至少独立的选自氢、C1～C6的烷基、C1～C6的烷氧基、卤原子（如F、Cl、Br、I等）取代的C1～C6烷基，R5至少选自H、苯基或C1～C10的烷基；Ar1、Ar2至少独立的选自苯环或具有取代基的苯环，所述取代基包括烷基、烷氧基或卤原子，例如所述的取代基可以包括甲基、乙基、丙基、甲氧基、氯原、氟原子等，且不限于此。在一些实施方式中，所述第一种二元醇与二元酸和/或其酯化物的摩尔比为0.01～0.9:1，优选为0.05～0.8:1，优选为0.10～0.7:1，优选为0.10～0.6:1，优选为0.10～0.5:1，优选为0.10～0.4:1，优选为0.05～10:1。在一些实施方式中，所述碳酸二甲酯和/或碳酸二苯酯与二元酸和/或其酯化物的摩尔比为0.05～10:1，优选为0.10～2:1，优选为0.20～2:1，优选为0.30～2:1，优选为0.50～2:1。在一些实施方式中，所述第一种二元醇与第二种二元醇的摩尔比为0.02～0.4:1.0，优选为0.05～0.3:1.0，优选为0.08～0.3:1.0，优选为0.08～0.2:1.0。在一些实施方式中，所述酯化或酯交换催化剂于第一混合反应体系内的用量可以是其常规用量，例如可以是二元酸和/或其酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酯-聚碳酸酯共聚物的制备方法，其特征在于包括：/n使包含第一种二元醇、碳酸二甲酯和/或碳酸二苯酯、二元酸和/或其酯化物、第二种二元醇及酯化或酯交换催化剂的第一混合反应体系在160～260℃反应，形成中间产物；/n使包含所述中间产物、稳定剂及缩聚催化剂的第二混合反应体系在真空条件下于180～300℃反应，制得聚酯-聚碳酸酯共聚物；/n所述第一种二元醇采用下式I所示的含磷二元醇：/n

【技术特征摘要】
1.一种聚酯-聚碳酸酯共聚物的制备方法，其特征在于包括：
使包含第一种二元醇、碳酸二甲酯和/或碳酸二苯酯、二元酸和/或其酯化物、第二种二元醇及酯化或酯交换催化剂的第一混合反应体系在160～260℃反应，形成中间产物；
使包含所述中间产物、稳定剂及缩聚催化剂的第二混合反应体系在真空条件下于180～300℃反应，制得聚酯-聚碳酸酯共聚物；
所述第一种二元醇采用下式I所示的含磷二元醇：



式I
其中，R1、R2、R3、R4包括氢、C1～C6的烷基、C1～C6的烷氧基或卤原子取代的C1～C6烷基，R5包括H、苯基或C1～C10的烷基；Ar1、Ar2包括苯环或具有取代基的苯环，所述取代基包括烷基、烷氧基或卤原子。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第一种二元醇与二元酸和/或其酯化物的摩尔比为0.01～0.9:1；和/或，所述碳酸二甲酯和/或碳酸二苯酯与二元酸和/或其酯化物的摩尔比为0.05～10:1；和/或，所述第一种二元醇与第二种二元醇的摩尔比为0.02～0.4；1.0；和/或，所述第二混合反应体系包含浓度为300ppm～2000ppm的稳定剂。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含磷二元醇包括下列化合物中的任一种或多种的组合：







。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述二元酸或其酯化物包括对苯二甲酸、呋喃二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二甲酸、环己烷二甲酸、丁二酸、己二酸、癸二酸中的任一种或任一种的酯化物；和/或，所述第二种二元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、癸二醇、环己烷二甲醇、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、对苯二甲醇、异山梨醇、1,2-丙二醇、双环戊二醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇中的任一种或多种的组合；和/或，所述酯化或酯交换催化剂包括锌系催化剂、锰系催化剂、钛系催化剂、锑系催化剂中的任一种或多种的组合；和/或，所述缩聚催化剂包括钛系催化剂、锡系催化剂、锑系催化剂、锗系催化剂中的任一种或多种的组合；和/或，所述稳定剂包括磷系稳定剂，所述磷系稳定剂包括亚磷酸、次亚磷酸、焦磷酸、磷酸铵、磷酸三甲酯、磷酸二甲酯、磷酸三苯酯、磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸铵、磷酸二氢铵中的任一种或多种的组合。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括：使所述第一混合反应体系在160～260℃反应1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小青，费璇，江艳华，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33