共聚酯及其制备方法技术

本申请公开了一种共聚酯及其制备方法，所述共聚酯中包括结构单元A、结构单元B和结构单元C；所述结构单元A来自四氢呋喃二甲醇；所述结构单元B来自二元酸类化合物，所述结构单元C来自二元醇类化合物。来自二元醇类化合物。来自二元醇类化合物。

【技术实现步骤摘要】
共聚酯及其制备方法


[0001]本申请属于聚酯
，具体涉及一种共聚酯及其制备方法。

技术介绍

[0002]生物基呋喃聚酯材料在耐热性、阻隔性等方面具有一定的优势，可在耐热性聚酯瓶片、聚酯工程塑料、高阻隔瓶片或片材、高强度聚酯纤维等方向上打开局面，是一种性能优良、应用潜力非常大的新型聚酯材料。现有报道的共聚脂制备过程反应温度过高，能耗大，聚合度较低，力学性能差。

技术实现思路

[0003]基于上述现有技术中的问题，本申请提供了一种共聚酯，共聚酯中包括结构单元A、结构单元B和结构单元C；所述结构单元A来自四氢呋喃二甲醇；所述结构单元B来自二元酸类化合物；所述结构单元C来自二元醇类化合物，本申请提供的共聚酯选用四氢呋喃二甲醇为主要聚合单体，在聚酯大分子链中引入呋喃环或四氢呋喃环状结构，将极大地提升聚酯的阻隔性、耐热性等。
[0004]根据本申请的第一方面，提供了一种共聚酯，所述共聚酯中包括结构单元A、结构单元 B和结构单元C；
[0005]所述结构单元A来自四氢呋喃二甲醇；
[0006]所述结构单元B来自二元酸类化合物；
[0007]所述结构单元C来自二元醇类化合物。
[0008]可选地，所述二元醇类化合物选自具有式I所示结构式的化合物中的任一种；
[0009]HO
‑
R1‑
OH
ꢀꢀꢀꢀ
式I
[0010]其中，R1选自C2～C
10
的亚烷基中的任一种。
[0011]可选地，所述二元酸类化合物选自具有式II所示结构式的化合物中的任一种；
[0012]HOOC
‑
R2‑
COOH
ꢀꢀꢀ
式II
[0013]其中，R2选自C1～C
10
的亚烷基、C4～C
20
的亚芳基中的任一种。
[0014]根据本申请的第二方面，提供了一种上述共聚酯的制备方法，所述方法包括：
[0015]将含有四氢呋喃二甲醇、二元酸类化合物和二元醇类化合物的原料，在催化剂的存在下反应，即可得到所述共聚酯。
[0016]可选地，所述催化剂选自所述催化剂选自钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、辛酸亚锡、异辛酸亚锡、草酸亚锡、氯化亚锡、氧化亚锡、乙二醇锑、三氧化二锑、醋酸锑、钛酸正四丙酯、草酸钛、醋酸钛、四氯化钛中的至少一种。
[0017]可选地，在所述原料中，还包括扩链剂、热稳定剂、抗氧剂中的至少一种。
[0018]可选地，所述扩链剂选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸
酯中的至少一种；
[0019]可选地，所述热稳定剂选自磷酸、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、亚磷酸铵和磷酸二氢铵中的至少一种；
[0020]可选地，所述抗氧剂中主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，辅助抗氧剂为磷/硫化合物；受阻酚类抗氧剂与磷/硫化合物的质量比为(1:1)～(1:3)，所述复配稳定剂的加入量为产品总质量的0.03～0.3％。
[0021]可选地，所述抗氧剂中主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和磷/硫化合物，所述受阻酚类抗氧剂为3010、1035及1790中的其中一种，辅助抗氧剂为磷/硫化合物为磷化合物PEP
‑
36、 Irgafos12或硫化合物412S中的一种或两种，受阻酚类抗氧剂与磷/硫化合物的质量比为 (1:1)～(1:3)，所述复配稳定剂的加入量为产品总质量的0.03～0.3％中的至少一种。
[0022]可选地，所述反应的条件为：温度为120
‑
280℃；时间为6
‑
12h；压力为50Pa
‑
101kPa。
[0023]可选地，所述四氢呋喃二甲醇、二元酸类化合物和二元醇类化合物的摩尔比为1
‑
99： 100
‑
200：99
‑
1。
[0024]可选地，所述催化剂与二元酸的摩尔比为0.5
‑
5：1000。
[0025]可选地，所述制备方法包括：
[0026]将含有四氢呋喃二甲醇、二元酸类化合物、二元醇类化合物和催化剂的原料，在110
‑
130℃下打浆0.5
‑
1h，然后升温至150
‑
220℃下酯化反应2
‑
5h，完成后抽真空至5
‑
100Pa，并逐渐升温至220
‑
280℃进行缩聚反应1
‑
5h，即可得到所述共聚酯。
[0027]四氢呋喃二甲醇的引入，有助于提高分子链柔顺性，使得玻璃化转变温度降低，而四氢呋喃环的存在又会提高分子链的刚性，为了进一步实现对四氢呋喃二甲醇基聚酯材料的各项性能的调控，利用二元酸类化合物、二元醇类化合物和2,5
‑
四氢呋喃二甲醇制备了一系列共聚酯材料，以期达到保持非晶聚合物相对较高的玻璃化转变温度或调控结晶性聚合物的结晶温度的目的，进一步可以实现对聚合物力学性能等方面的调控。
[0028]作为本申请一具体实施方式，本申请聚合反应流程如下所示：
[0029][0030]在本申请中，随着BHMTHF含量的降低，共聚酯逐渐变为不透明材料，说明共聚酯结晶能力提高。
[0031]作为本申请另一具体实施方式，本申请聚合反应流程如下所示：
[0032][0033]本申请中，C1～C
10
指所包含的碳原子数。
[0034]本申请中，“亚烷基”是由烷烃化合物分子上失去任意两个氢原子所形成的基团。所述烷烃化合物包括直链烷烃、支链烷烃、环烷烃、带有支链的环烷烃。
[0035]本申请中，“亚芳基”是芳香族化合物分子上失去芳香环上两个氢原子所形成的基团；其中芳香族化合物包括含杂原子的芳香族化合物。
[0036]本申请能产生的有益效果包括：
[0037](1)生物基呋喃聚酯品种创新：选用呋喃二甲醇、四氢呋喃二甲醇、四氢呋喃二甲酸、呋喃二甲酸等生物基呋喃单体为主要聚合单体，在聚酯大分子链中引入呋喃环或四氢呋喃环状结构，将极大地提升聚酯的阻隔性、耐热性等。
[0038](2)聚合技术创新：呋喃单体的引入，不仅改变聚酯大分子结构，而且会直接影响聚合催化剂的适配性、聚合过程的控制、聚合反应速度及聚合物的表观性能。
附图说明
[0039]图1为不同组分PETT样品照片；
[0040]图2为PCF，PTF及不同组分PCTF样品1H NMR谱图；
[0041]图3为PCF，PTF及不同组分PCTF样品
13
C NMR谱图；
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共聚酯，其特征在于，所述共聚酯中包括结构单元A、结构单元B和结构单元C；所述结构单元A来自四氢呋喃二甲醇；所述结构单元B来自二元酸类化合物；所述结构单元C来自二元醇类化合物；所述二元醇类化合物选自具有式I所示结构式的化合物中的任一种；HO
‑
R1‑
OH
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式I其中，R1选自C2～C
10
的亚烷基中的任一种。2.根据权利要求1所述的共聚酯，其特征在于，所述二元酸类化合物选自具有式II所示结构式的化合物中的任一种；HOOC
‑
R2‑
COOH
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式II其中，R2选自C1～C
10
的亚烷基、C4～C
20
的亚芳基中的任一种。3.权利要求1或2所述的共聚酯的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将含有四氢呋喃二甲醇、二元酸类化合物和二元醇类化合物的原料，在催化剂的存在下反应，即可得到所述共聚酯。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、辛酸亚锡、异辛酸亚锡、草酸亚锡、氯化亚锡、氧化亚锡、乙二醇锑、三氧化二锑、醋酸锑、钛酸正四丙酯、草酸钛、醋酸钛、四氯化钛中的至少一种。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述原料中，还包括扩链剂、热稳定剂、抗氧剂中的至少一种。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述扩链剂选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张维，金海涛，沈皇平，张立军，易康，尚明路，
申请(专利权)人：浙江糖能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：