制备脂肪族-芳香族共聚酯的方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种制备脂肪族

【技术实现步骤摘要】
制备脂肪族
‑
芳香族共聚酯的方法及其应用


[0001]本专利技术涉及一种制备脂肪族
‑
芳香族共聚酯的方法及其应用。
技术背景
[0002]热塑性芳香族聚酯有着优良热稳定性能和力学性能，便于加工，价格低廉，已广泛应用于纤维、膜和容器的制造中。然而，这些芳香族聚酯在使用废弃后难以降解。目前，生物降解脂肪族
‑
芳香族共聚酯膜/片级树脂生产工艺分为酯化反应、缩聚反应与增黏反应。以共聚酯中间体在双轴增黏反应设备中高温高真空条件下进行釜内熔融增黏反应工艺，可制备膜/片级聚酯树脂。但是，该熔融增黏工艺存在真空度要求高及聚酯黏度大等因素对增黏设备要求高，导致投资成本大且能耗高；以及长时间高温增黏反应会导致热降解反应，局部过度反应等副反应，产品质量差的问题。
[0003]现有技术采用液相熔融增黏反应或液相熔融混合等方式制备高分子量、低端羧基聚酯产品。但是，存在无法解决高温熔融增黏过程中局部过度凝胶反应，从而造成产品膜/片材料凝胶点多。

技术实现思路

[0004]基于现有技术存在的不足，本专利技术提供一种制备脂肪族
‑
芳香族共聚酯的方法，由其制备的脂肪族
‑
芳香族共聚酯产品稳定且质量优，具有端羧基含量低、凝胶点少、分子量高且易生物降解的优点。同时，该方法还具有所需设备成本低，能耗低的优势。
[0005]本专利技术的第一方面提供了一种制备脂肪族
‑
芳香族共聚酯的方法，其包括以下步骤：
[0006]S1：将脂肪族二元酸、芳香族二元酸分别与脂肪族二元醇在第一催化剂和/或第二催化剂的存在下进行酯化反应，将分别得到的酯化反应产物混合，得到酯化物；
[0007]S2：将所述酯化物进行缩聚反应，得到聚酯中间体；
[0008]S3：将所述聚酯中间体与助剂混合，进行链增长反应，得到所述脂肪族
‑
芳香族共聚酯；
[0009]其中，所述第一催化剂包括含钛化合物、含镁化合物、含锌化合物、含羟基化合物和含羧基化合物的反应产物；所述第二催化剂包括含钛化合物、含镁化合物、含锌化合物、含羟基化合物和含环氧基化合物的反应产物；
[0010]所述助剂包括分子量增长剂，所述分子量增长剂包括碳化二亚胺类化合物。
[0011]根据本专利技术的一些实施方式，所述碳化二亚胺类化合物的结构如式I所示，
[0012]R
a
‑
N＝C＝N
‑
R
b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式I
[0013]式I中，R
a
和R
b
相同或不同，各自独立地选自为C1～C
20
烃基。根据本专利技术的一些优选实施方式，R
a
和R
b
各自独立地选自C1～C
10
烃基。根据本专利技术的一些实施方式，R
b
选自C1‑
C
10
烷基、C3‑
C
10
环烷基、C6‑
C
10
芳基、C7‑
C
10
烷芳基和C7‑
C
10
芳烷基。在一些实施方式中，R
a
和R
b
各自独立地选自C1～C
20
烷基，例如C1～C4烷基、C5～C8烷基、C9～C
12
烷基、C
13
～C
16
烷基、C
17
～C
20
烷
基。在一些实施方式中，R
a
和R
b
各自独立地选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、特丁基、正戊基、异戊基、特戊基或己基。
[0014]根据本专利技术的一些实施方式，所述碳化二亚胺类化合物包括N,N,
‑
二环己基碳二亚胺、N,N,
‑
二异丙基碳化二亚胺、1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺、1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)碳化二亚胺、二(3
‑
异丙烯基
‑
二甲基苄基)碳化二亚胺、二苯基碳化二亚胺、二(2,6
‑
二异丙基苯基)碳化二亚胺或二(3
‑
苄基)碳化二亚胺的一种或多种。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，所述助剂还包括扩散剂和促进剂。
[0016]根据本专利技术的一些实施方式，所述扩散剂包括具有R1‑
O
‑
R2通式的醚类化合物，R1和R2各自独立地选自C1～C
20
烃基。在一些实施方式中，R1和R2各自独立地选自C1～C
20
烷基，例如C1～C4烷基、C5～C8烷基、C9～C
12
烷基、C
13
～C
16
烷基、C
17
～C
20
烷基。在一些实施方式中，R1和R2各自独立地选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、特丁基、正戊基、异戊基、特戊基或己基。
[0017]根据本专利技术的一些实施方式，所述扩散剂包括具有R3COOR4、通式的酯类化合物中的一种或多种，R
’
、R3和R4各自独立地选自C1～C
19
烃基，G为二价或三价的C1～C
20
烃基，任选地，G被羟基取代。在一些实施方式中，R
’
、R3和R4各自独立地选自C1～C
19
烷基，例如C1～C4烷基、C5～C8烷基、C9～C
12
烷基、C
13
～C
16
烷基、C
17
～C
20
烷基。在一些实施方式中，R
’
、R3和R4各自独立地选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、特丁基、正戊基、异戊基、特戊基、己基、庚基、辛基。在一些实施方式中，G为C1～C
20
的亚烷基，C1～C4的亚烷基、C5～C8的亚烷基、C9～C
12
的亚烷基、C
13
～C
16
的亚烷基、C
17
～C
20
的亚烷基。在一些实施方式中，G为亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基、亚丁基、亚异丁基、亚特丁基、亚正戊基、亚异戊基、亚特戊基、亚己基、亚环戊基、亚环己基、亚庚基、亚辛基。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，所述扩散剂包括具有通式的酮类化合物中的一种或多种，R5和R6各自独立地选自C1～C
19
烃基。在一些实施方式中，R5和R6各自独立地选自C1～C
19
烷基，例如C1～C4烷基、C5～C8烷基、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备脂肪族
‑
芳香族共聚酯的方法，其包括以下步骤：S1：将脂肪族二元酸、芳香族二元酸分别与脂肪族二元醇在第一催化剂和/或第二催化剂的存在下进行酯化反应，将分别得到的酯化反应产物混合，得到酯化物；S2：将所述酯化物进行缩聚反应，得到聚酯中间体；S3：将所述聚酯中间体与助剂混合，进行链增长反应，得到所述脂肪族
‑
芳香族共聚酯；其中，所述第一催化剂包括含钛化合物、含镁化合物、含锌化合物、含羟基化合物和含羧基化合物的反应产物；所述第二催化剂包括含钛化合物、含镁化合物、含锌化合物、含羟基化合物和含环氧基化合物的反应产物；所述助剂包括分子量增长剂，所述分子量增长剂包括碳化二亚胺类化合物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳化二亚胺类化合物的结构如式I所示，R
a
‑
N＝C＝N
‑
R
b
ꢀꢀꢀꢀ
式I式I中，R
a
和R
b
相同或不同，各自独立地选自为C1～C
20
烃基；优选地，所述碳化二亚胺类化合物包括N,N,
‑
二环己基碳二亚胺、N,N,
‑
二异丙基碳化二亚胺、1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺、1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)碳化二亚胺、二(3
‑
异丙烯基
‑
二甲基苄基)碳化二亚胺、二苯基碳化二亚胺、二(2,6
‑
二异丙基苯基)碳化二亚胺或二(3
‑
苄基)碳化二亚胺的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述助剂还包括扩散剂和促进剂，优选地，所述扩散剂包括具有R1‑
O
‑
R2通式的醚类化合物、具有R3COOR4、、通式的酯类化合物或具有通式的酮类化合物中的一种或多种；所述促进剂包括具有通式的金属有机物中的一种或多种；其中，R1、R2和R7各自独立地选自C1～C
20
烃基，R3、R4、R
’
、R5、R6和R8各自独立地选自C1～C
19
烃基，G为二价或三价的C1～C
20
烃基，任选地，G被羟基取代，M选自Ti、Mg、Sn或Al，n≥1，x＞1，y＞1；优选地，所述扩散剂包括丁醚、正戊醚、己醚、柠檬酸三丁酯、丁二酸二辛酯、己二酸二辛酯、甲基乙基酮或丁酮中的一种或多种；和/或所述促进剂包括三异丙醇铝、叔丁醇镁、四乙氧基钛、四丁氧基钛、辛酸亚锡、乙酸镁或乙酸锌中的一种或多种；和/或
所述扩散剂、分子量增长剂与促进剂分别占所述聚酯中间体质量的0.1～2％、0.5～5％与5
×
10
‑4～15
×
10
‑4％。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其特征在于，以每摩尔含钛化合物计算，所述含镁化合物为0.01～10摩尔，优选为0.2～5摩尔；所述含锌化合物为0.01～10摩尔，优选为0.1～5摩尔；所述含羟基化合物为1～20摩尔，优选为1～10摩尔；所述含羧基化合物为0.01～0.5摩尔，优选为0.1～0.5摩尔；和/或所述含环氧基化合物为0.01～1摩尔，例如为0.1～0.5摩尔。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的方法，其特征在于，所述含钛化合物选自通式Ti(OR1)
m
X4‑
m
所示的化合物和钛氧化物中的一种或多种，通式Ti(OR1)
m
X4‑
m
中，R1为C2～C
10
的烃基，优选为C2～C6的烃基；X为卤素，例如氯、溴或碘；m为0～4的整数，例如0、1、2、3或4；优选地，所述含钛化合物选自四氯化钛、四溴化钛、四碘化钛、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯和二氧化钛中的一种或多种；和/或所述含镁化合物选自通式Mg(OR2)2X2‑
n
所示的化合物和通式Mg(OOR3)2所示的化合物中的一种或多种，通式Mg(OR2)2X2‑
n
中，R2为C2～C
10
的烃基，优选为C2～C6的烃基，X为卤素，例如氯、溴或碘；n为0～2的整数，例如0、1或2；通式Mg(OOR3)2中，R3为C2～C
10
的烃基，优选为C2～C6的烃基；优选地，所述含镁化合物选自二氯化镁、二溴化镁、二碘化镁、二乙氧基镁、二丙氧基镁、二异丙氧基镁、二丁氧基镁、二异丁氧基镁、乙酸镁、丙酸镁和丁酸镁中的一种或多种；和/或所述含锌化合物选自通式Zn(OOR4)2所示的化合物和锌卤化物中一种或多种，所述通式Zn(OOR4)2中，R4为C2～C
20
的烃基，优选为C2～C
10
的烃基，优选地，所述含锌化合物选自二氯化锌、二溴化锌、二碘化锌、乙酸锌、丙酸锌、丁酸锌和硬脂酸锌中的一种或多种；和/或所述含羟基化合物选自一元醇和多元醇中的一种或多种，所述一元醇优选为C1～C
10...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖敦峰，李凌云，
申请(专利权)人：聚碳氧联新材料科技无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：