用于制备聚酯薄膜材料的组合物、聚脂薄膜材料及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种用于制备聚酯薄膜材料的组合物、聚脂薄膜材料及其应用。本发明专利技术提供的组合物包括多支链聚酯、可选的改性淀粉和可选的脱氧剂，其中，所述多支链聚酯通过包括如下步骤的方法得到：S1：将二元酸、二元醇与多元酸或多元醇在第一催化剂和/或第二催化剂的存在下发生酯化反应和共缩聚反应，得到所述多支链聚酯中间体；其中，所述第一催化剂包括钛元素、镁元素、锌元素和酯基；所述第二催化剂包括钛元素、镁元素、锌元素和醚基；S2：将所述多支链聚酯中间体与烷基金属化合物反应，得到所述多支链聚酯。本发明专利技术提供的聚脂薄膜材料不仅生物降解，且具有优异的氧气阻隔性能，可应用于包装膜/片材料领域。包装膜/片材料领域。

【技术实现步骤摘要】
用于制备聚酯薄膜材料的组合物、聚脂薄膜材料及其应用


[0001]本专利技术涉及一种用于制备聚酯薄膜材料的组合物、聚脂薄膜材料及其应用。
技术背景
[0002]乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)、聚酰胺(PA)、聚乙烯醇(PVA)、聚氯乙烯(PVC)等高效氧气阻隔材料已广泛应用于商品阻氧包装领域，延长商品货架期。该些材料在使用完后较难回收，会加重环境的“白色污染”、“微塑料污染”问题。
[0003]日前，以Ecoflex为代表脂肪
‑
芳香族生物降解共聚酯因其较好的机械与生物降解性能，广泛用于软质包装膜材料领域，是缓解塑料污染问题较为有效方式。因此，开发高氧气阻隔性能生物降解脂肪
‑
芳香族生物降解共聚酯薄膜材料很有必要。
[0004]专利公开号CN110760169A公开了一种以PBAT为基础材料添加结晶性PBS和PLA以及片层粉体制备阻隔材料。该专利中PBAT、PLA与PBS相容性差，需添加相应助剂，片层粉体较难分散在树脂基体中，需预处理，整个制备工艺较为繁琐。专利公开号CN106003943A和CN104403294A均采用聚碳酸亚丙酯(PPC)为阻隔基体材料，通过多层共挤或多层复合方式制备高阻隔薄膜材料。该专利中PPC材料因技术与本身玻璃化转变温度低等因素未大规模生产且价格高昂。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种用于制备聚酯薄膜材料的组合物和由其制备的聚脂薄膜材料，该聚脂薄膜材料不仅生物降解，且具有优异的氧气阻隔性能，可应用于包装膜/片材料领域。
[0006]本专利技术的第一方面提供了用于制备聚酯薄膜材料的组合物，其包括多支链聚酯、可选的改性淀粉和可选的脱氧剂，其中，所述多支链聚酯通过包括如下步骤的方法得到：
[0007]S1：将二元酸、二元醇与多元酸或多元醇在第一催化剂和/或第二催化剂的存在下发生酯化反应和共缩聚反应，得到所述多支链聚酯中间体；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；
[0008]S2：将所述多支链聚酯中间体与烷基金属化合物反应，得到所述多支链聚酯。
[0009]根据本专利技术的一些实施方式，所述多支链聚酯中间体的端羧基含量≥150mmol/kg。
[0010]根据本专利技术的一些实施方式，所述多支链聚酯中间体的端羧基含量为180mmol/kg
‑
500mmol/kg。根据本专利技术的一些实施方式，所述多支链聚酯中间体的端羧基含量为180mmol/kg、200mmol/kg、250mmol/kg、300mmol/kg、350mmol/kg、400mmol/kg、450mmol/kg、500mmol/kg以及它们之间的任意值。
[0011]根据本专利技术的一些实施方式，所述聚酯具有式I和/或式II所示的结构，
[0012][0013]其中，R1、R2、R3和R4各自独立地选自C1
‑
C20烷基、C3
‑
C20环烷基、C6
‑
C20芳基、C7
‑
C20烷芳基和C7
‑
C20芳烷基，M选自Li、Na、K、Zn、Mg、Sn和Al，m为1～10，n为150～300。
[0014]根据本专利技术的一些实施方式，R1、R2、R3和R4各自独立地选自C1
‑
C10烷基、C3
‑
C10环烷基、C6
‑
C10芳基、C7
‑
C10烷芳基和C7
‑
C10芳烷基。根据本专利技术的一些实施方式，R1、R2、R3和R4各自独立地选自C1
‑
C8烷基、C3
‑
C8环烷基和C6
‑
C8芳基。根据本专利技术的一些实施方式，R1、R2、R3和R4各自独立地选自C1
‑
C6烷基和C3
‑
C6环烷基。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，以每摩尔含钛化合物计算，所述含镁化合物为0.01
‑
10摩尔，例如可以为0.05摩尔、0.1摩尔、0.3摩尔、0.5摩尔、0.7摩尔、0.9摩尔、1.5摩尔、2.0摩尔、3.0摩尔、4.0摩尔、5.0摩尔、6.0摩尔、7.0摩尔、8.0摩尔、9.0摩尔或它们之间的任意值。在一些实施方式中，以每摩尔含钛化合物计算，所述含镁化合物为0.2
‑
5摩尔，例如为0.2
‑
1摩尔。
[0016]在一些实施方式中，以每摩尔含钛化合物计算，所述含锌化合物为0.01
‑
10摩尔，例如可以为0.05摩尔、0.1摩尔、0.3摩尔、0.5摩尔、0.7摩尔、0.9摩尔、1.5摩尔、2.0摩尔、3.0摩尔、4.0摩尔、5.0摩尔、6.0摩尔、7.0摩尔、8.0摩尔、9.0摩尔或它们之间的任意值。在一些实施方式中，以每摩尔含钛化合物计算，所述含锌化合物为0.1
‑
5摩尔，例如为0.1
‑
1摩尔。
[0017]在一些实施方式中，以每摩尔含钛化合物计算，所述含羟基化合物为1
‑
20摩尔，例如可以为1.5摩尔、2.0摩尔、2.5摩尔、3.0摩尔、3.5摩尔、4.0摩尔、4.5摩尔、6.0摩尔、7.0摩尔、8.0摩尔、10.0摩尔、12.0摩尔、14.0摩尔、16.0摩尔、18.0摩尔或它们之间的任意值。在一些实施方式中，以每摩尔含钛化合物计算，所述含羟基化合物为1
‑
10摩尔，例如为1
‑
5摩尔。
[0018]在一些实施方式中，以每摩尔含钛化合物计算，所述含羧基化合物为0.01
‑
0.5摩尔，例如可以为0.05摩尔、0.07摩尔、0.09摩尔、0.15摩尔、0.20摩尔、0.25摩尔、0.30摩尔、0.35摩尔、0.40摩尔、0.45摩尔或它们之间的任意值。在一些实施方式中，以每摩尔含钛化
合物计算，所述含羧基化合物为0.1
‑
0.5摩尔。
[0019]在一些实施方式中，以每摩尔含钛化合物计算，所述含环氧基化合物为0.01
‑
1摩尔，例如可以0.05摩尔、0.07摩尔、0.09摩尔、0.15摩尔、0.20摩尔、0.25摩尔、0.30摩尔、0.35摩尔、0.40摩尔、0.45摩尔或它们之间的任意值。在一些实施方式中，以每摩尔含钛化合物计算，所述含环氧基化合物为0.1
‑
0.5摩尔。
[0020]在一些实施方式中，所述催化剂中钛元素的浓度为1～10wt％，例如1.5wt％、2.0wt％、2.5wt％、3.0wt％、3.5wt％、4.0wt％、4.5wt％、5.0wt％、5.5wt％、6.0wt％、6.5wt％、7.0wt％、7.5wt％、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制备聚酯薄膜材料的组合物，其包括多支链聚酯、可选的改性淀粉和可选的脱氧剂，其中，所述多支链聚酯通过包括如下步骤的方法得到：S1：将二元酸、二元醇与多元酸或多元醇在第一催化剂和/或第二催化剂的存在下发生酯化反应和共缩聚反应，得到所述多支链聚酯中间体；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；S2：将所述多支链聚酯中间体与烷基金属化合物反应，得到所述多支链聚酯。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述多支链聚酯中间体的端羧基含量≥150mmol/kg，优选为180mmol/kg
‑
600mmol/kg。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述多支链聚酯具有式I和/或式II所示的结构，其中，R1、R2、R3和R4各自独立地选自C1
‑
C20烷基、C3
‑
C20环烷基、C6
‑
C20芳基、C7
‑
C20烷芳基和C7
‑
C20芳烷基，M选自Li、Na、K、Zn、Mg、Sn和Al，m为1～10，n为150～300。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的组合物，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中任一项所述的组合物，其特征在于，在所述第一催化剂和/或第二催化剂中，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/或在所述第一催化剂和/或第二催化剂中，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/或在所述第一催化剂和/或第二催化剂中，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/或在所述第一催化剂和/或第二催化剂中，所述含羟基化合物选自一元醇、二元醇和多元醇中的一种或多种，所述一元醇优选为C1‑
C
10
的一元醇，所述二元醇优选为C2‑
C
10
的二元醇，所述多元醇优选为3
‑
6元醇，例如C3‑
C
15
的三元醇、C4‑
C
20
的四元醇、C5‑
C
20
的五元醇或C6‑
C
20
的六元醇；优选地，所述含羟基化合物选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、正戊醇、2
‑
戊醇、3
‑
戊醇、乙二醇、1,3
‑
丙二醇、1,4
‑
丁二醇、1,5
‑
戊二醇、季戊四醇和山梨醇中的一种或多种；和/或在所述第一催化剂中，所述含羧基化合物选自一元羧酸、二元羧酸和多元羧酸中的一种或多种，所述一元羧酸优选为C1‑
C
20
的一元羧酸，所述二元羧酸优选为C2‑
C
20
的二元羧酸，所述多元羧酸优选为C3‑
C
20
的三元羧酸、C4‑
C
20
的四元羧酸、C5‑
C
20
的五元羧酸或C6‑
C
20
的六元羧酸；优选地，所述含羧基化合物选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、硬脂酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸和己二酸中的至少一种；和/或在所述第二催...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凌云，张长礼，
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：