一种共聚酯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种共聚酯及其制备方法，其由包含如下的反应原料制备得到：二羟基化合物

【技术实现步骤摘要】
一种共聚酯及其制备方法
本专利技术涉及一种共聚酯，具体地涉及一种高折射率和低双折射的共聚酯及其制备方法。
技术介绍
手机摄像、安防、智能辅助驾驶、VR/AR等光学系统中的光学透镜材料目前主要使用光学玻璃或者光学用树脂。与光学玻璃相比，光学用树脂具有质轻，易于成型，批量生产容易，且成本低等优点，因此，越来越多的光学镜头采用光学树脂制造。目前，轻薄短小的光学镜头产品成为主流趋势，这就要求开发具有更高折射率的光学树脂。光学聚酯在光学应用领域占有极其重要的位置。根据Lorentz-Lorenz方程：或折射率n由聚合物分子的结构所决定，引入高[R]/V0值的取代基可以有效提高聚合物的折射率。因此可以通过增加聚酯材料中的苯环结构提高材料的折射率。中国专利CN200480005782描述了包含9,9-双(4-(2-羟乙氧基)苯基)芴及其衍生物和脂肪族或芳香族二元羧酸聚合得到高折射率聚酯，折射率最高达到1.619。中国专利CN200480027704描述了专利CN200480005782所述的聚酯与聚碳酸酯共混得到的光学树脂，折射率进一步降低。中国专利CN102471467B描述了包含9,9-双(4-(2-羟乙氧基)苯基)芴和2,6-萘二羟酸的高折射率聚酯，折射率可以达到1.650。但是该专利所用聚合物单体9,9-双(4-(2-羟乙氧基)苯基)芴合成工艺比较较长，生产成本比较高，而且用到危险化合物环氧乙烷。鉴于目前专利和文献资料报道的光学聚酯存在的缺陷，本领域急需开发出具有高折射率、低双折射、低成本的光学聚酯，同时还要兼顾其他光学性能，如低雾度、低色散等。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有高折射率、低双折射的共聚酯及其制备方法，同时还具有低雾度、低色散的优点。为达到以上专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种共聚酯，其由包含如下的反应原料制备得到：1)来源于式(I)的二羟基化合物9,10-二氢-9,10-二羟基菲和/或2)来源于式(II)的二羟基化合物9,10-二氢-9,10-二羟基蒽：和3)来源于式(III)的饱和直链二羟基化合物：其中，n＝2～6；和4)来源于式(Ⅳ)的二羧酸化合物：本专利技术中，所述式(I)表示的化合物通过菲醌加氢获得，优选地，其制备方法为：以15～30wt％的菲醌醇溶液为原料，以雷尼镍为催化剂间歇釜中加氢反应得到9,10-二氢-9,10-二羟基菲反应物，然后通过精制得到纯度>99.9％的9,10-二氢-9,10-二羟基菲；其中，催化剂添加量为反应底物的质量比的2～3％，反应时间4h～8h、反应温度120℃～160℃、反应压力2～5MPa、低碳醇(如乙醇)为溶剂、搅拌转速600～1000转/min条件下，菲醌转化率>99.9％，9,10-二氢-9,10-二羟基菲选择性>99.9％。精制条件为：80～100℃旋蒸将溶剂乙醇脱除即得到产物9,10-二氢-9,10-二羟基菲。本专利技术中，所述式(II)表示的化合物通过蒽醌加氢获得，优选地，其制备方法为：以15～25wt％蒽醌乙酸乙酯溶液为原料，以雷尼镍为催化剂间歇釜中加氢反应得到9,10-二氢-9,10-二羟基蒽反应物，然后通过精制得纯度>99.9％的9,10-二氢-9,10-二羟基蒽。其中，催化剂添加量为反应底物的质量的2.5～5％，在反应时间4h～8h、反应温度50～60℃、反应压力2～3MPa、乙酸乙酯为溶剂、搅拌转速500～900转/min。精制条件为：80～100℃旋蒸将溶剂乙乙酸乙酯除即得到产物9,10-二氢-9,10-二羟基蒽。本专利技术中，所述式(III)表示的饱和直链二羟基化合物可以为乙二醇，1,3－丙二醇，1,4－丁二醇，1,5-戊二醇，1,6-己二醇；优选乙二醇和/或1,3-丙二醇。本专利技术中，所述的二羟基化合物和二羧酸化合物形成的聚合物组成为：式(I)表示的9,10-二氢-9,10-二羟基菲和/或式(II)表示9,10-二氢-9,10-二羟基蒽与式(III)表示的二羟基化合物的摩尔比为60～95:5～40，优选80～95:5～20。当使用式(I)表示的9,10-二氢-9,10-二羟基菲和式(II)表示9,10-二氢-9,10-二羟基蒽时，两者可以以任意比例混合。式(I)、式(II)和式(III)表示的二羟基化合物总量与式(Ⅳ)的二羧酸化合物摩尔比为1.01～1.1～1。本专利技术中饱和直链二羟基化合物在共聚酯中是不可或缺的，如果没有饱和直链二羟基化合物参与共聚酯的合成，所得的聚酯或共聚酯硬而脆，韧性很差，无法满足下游应用需求。本专利技术中，所述的共聚酯可以采用本领域技术人员公知的熔融缩聚法制备，例如可以参考文献或专利CN104497290B。本专利技术中，所述的共聚酯熔融缩聚温度300～350℃，缩聚时间为0.5～5h，优选2～3.5h，缩聚真空度为100～2000Pa。本专利技术中，所述熔融缩聚所用催化剂为碳酸铯、碳酸氢钠、碳酸氢钾一种或多种的混合物，催化剂用量为反应物总重量的10-6～10-4倍。本专利技术中，所述熔融缩聚具体操作步骤为：先将计量好的物料及催化剂加入的缩聚反应釜中，将反应体系的真空度抽至预设的真空度，再开始给反应体系加热至预设的温度，在预设的温度下缩聚反应一定时间。在熔融缩聚反应结束后，为了维持聚合物的热稳定性和水解稳定性，将对催化剂进行灭活。作为催化剂灭活剂，可选用一些公知的酸性物质，亚磷酸、磷酸等磷酸类，甲苯磺酸等的芳香族磺酸类，这些可以单独使用或组合使用。催化剂灭活剂的使用量可以相对于该催化剂使用1～10倍摩尔量。本专利技术中，所述熔融缩聚制得的共聚酯重均分子量Mw＝30000～50000，折射率为1.600-1.650。本专利技术的有益效果在于：本专利技术引入多苯环类二羟基化合物式(I)、(II)与多苯环类二羧酸化合物式(Ⅳ)熔融缩聚提高所得聚酯折射率，并具有低双折射性能；同时引入直链二羟基化合物共聚，提高聚合物拉伸性能及抗冲击等机械性能。可以得到具有高折射率、低双折射的同时，还具有低雾度、低色散和低成本的共聚酯。具体实施方式下面的实施例意在解释本专利技术，本专利技术不限于实施例的范围，还包括在本专利技术所要求的权利范围内的其他任何改变。实施例和对比例中的测试表征方法如下：借助于玻璃化温度Tg、折射率、取向双折射、透光率、雾度、断裂伸长率测试表征共聚酯。重均分子量(Mw)：使用凝胶渗透色谱(GPC)，将四氢呋喃作为展开溶剂，使用已知分子量(分子量分布＝1)的标准聚苯乙烯制作标准曲线。基于该标准曲线，由GPC的保留时间算出Mw。Tg根据ASTME1356通过动态差示热分析(DSC)测量。断裂伸长率：使用电子万能试验机测量。折射率、透光率和雾度通过测量共聚碳酸酯薄膜获得，折射率根据ASTMD542测量，透光率和雾度根据ASTMD1003测量；共聚薄膜是将共本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种共聚酯，其由包含如下的反应原料制备得到：/n1)来源于式(I)的9,10-二氢-9,10-二羟基菲：/n

【技术特征摘要】
1.一种共聚酯，其由包含如下的反应原料制备得到：
1)来源于式(I)的9,10-二氢-9,10-二羟基菲：



和/或
2)来源于式(II)的9,10-二氢-9,10-二羟基蒽：



和
3)来源于式(III)的饱和直链二羟基化合物：



其中，n＝2～6；
和
4)来源于式(Ⅳ)的二羧酸化合物：





2.根据权利要求1所述的共聚酯，其特征在于，式(I)表示的9,10-二氢-9,10-二羟基菲和/或式(II)表示9,10-二氢-9,10-二羟基蒽与式(III)表示的二羟基化合物的摩尔比为60～95:5～40，优选80～95:5～20；


3.根据权利要求1或2所述的共聚酯，其特征在于，式(I)、式(II)和式(III)表示的二羟基化合物总量与式(Ⅳ)的二羧酸化合物摩尔比为1.01～1.1:1。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，隋东武，曾伟，王玉彬，黎雷，魏志涛，赵欣，靳少华，黎源，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37