一种异山梨醇改性聚酯的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种异山梨醇改性聚酯的制备方法。该方法以对苯二甲酸二甲酯（ＤＭＴ）或精对苯二甲酸（ＰＴＡ）、乙二醇、异山梨醇为单体，三价的铋类金属作为催化剂，在足够的温度和压力下利用现有的聚合设备制备聚酯。Ｂｉ（Ⅲ）是毒性最低的重金属离子，当聚合物应用于药品、人体、农业等的时候，这个性质十分重要。该方法使用三价的铋类金属如三氟甲基磺酸铋作为催化剂，可以降低反应所需温度，减少体系中原料的损失，同时降低副反应的发生几率，并且分子量不会随之降低。

【技术实现步骤摘要】

木专利技术涉及聚酯的制备方法，特别涉及了。
技术介绍
聚酯(PET)属于高分子化合物，是由对苯二甲酸和乙二醇经过縮聚产生聚对苯二甲酸乙二醇酯。PET具有良好的成纤性、力学性能、耐磨性、抗蠕变性、低吸水性以及电绝缘性能。聚酯主要用于生产聚酯纤维(涤纶)，同时作为非纤维的薄膜、塑料、包装容器、粘合剂、涂料制品等广泛应用于轻工、机械、电子、食品包装等工业领域。但是，随着社会的发展，普通聚酯已不能满足人民生活和工业领域日益增长的需要。异山梨醇学名1, 4 : 3， 6-二脱水-D-山梨醇，能够由D-葡萄糖通过氢化作用和随后的酸催化脱水作用来制备，具有原料来源丰富、可降解以及热稳定性好等优点，并具有手性特征。异山梨醇可以提高聚酯的玻璃化温度，使聚酯有更好的加工成型性。含异山梨醇的聚酯纤维可纺性更好，染色性有很大的提高。异山梨醇还口r以增强聚酯的热稳定性，使聚酯的抗冲击性更强，机械强度高，更加耐用。含异山梨醇部分、乙二醇部分和对苯二酰部分的共聚物少有报道。含有这三种部分的共聚物在公丌的德国专利申请1,263,981号(1968)中有报道，其中乙二醇和异山梨醇的摩尔比率为约90 : 10，该聚合物被用于改善聚丙烯纤维的染色性。美国专利6,063,464描述了含异山梨醇聚酯及其制备方法(Charbonneau等)。所述专利要求保护含异山梨醇聚酯组合物及其固相聚合方法。可能的用途包括饮料瓶、薄膜或片材、纤维、光学材料和CD或DVD。该专利没有对于催化剂的保护。美国专利6,656,577描述了对苯二甲酸-乙二醇-异山梨醇共聚酯聚合物的制备方法(Charbomieau等)，所述专利要求保护的催化剂为Sb、 Ti、 Co、 Ge的盐类或氧化物。该专利没有将铋类金属作为催化剂的保护。在聚酯合成中可使用的催化剂包括Li、 Ca、 Mg、 Mn、 Zn、 Pb、 Sb、 Sn、 Ge和Ti的盐类，这些在本领域中通常是已知的D常规的制备含有异山梨醇的聚酯工艺中反应温度需要达到285。C左右。首先，在这个温度下单体会随着副产物一起被蒸馏出，导致原料损失浪费严重。其次，这个温度下醚键较易生成，分子成环的几率增加。最后，产物在高温下容易分解，导致分子量降低，分散度增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出，其特征在于使用低毒性的三价铋类金属作为反应催化剂。三价的铋是毒性最低的重金属离子，当聚合物应用于药品、人体、农业等的时候，这个性质十分重要。三价的铋类金属作为催化剂还可以降低反应温度，减少体系中原料的损失，降低副反应的发生几率，并且分子量不会随之降低。本专利技术提出，其步骤为(a) 在反应器中加入对苯二甲酸二甲酯DMT或精对苯二甲酸PTA、乙二醇、异山梨醇、铋类催化剂和添加剂；(b) 在酯化的温度和压力下将反应混合物酯化；(c) 在缩聚的温度和压力下将反应混合物形成聚酯。在上述制备异山梨醇改性聚酯的方法中，所述的铋类催化剂为Bi(m)的盐。在上述制备异山梨醇改性聚酯的方法中，所述的Bi(m)的盐为三氟甲基磺酸铋。在上述制备异山梨醇改性聚酯的方法中，所述的添加剂为抗氧化剂、热稳定剂、紫外线稳定剂或增塑剂的一种或几种。在上述制备异山梨醇改性聚酯的方法中，所述的二醇和对苯二甲酸二甲酯(DMT)或精对苯二甲酸(PTA)的摩尔比例为1.1 : 1-1.8 : 1，乙二醇和异山梨醇的摩尔比例为1 : 1-49 : 1，催化剂和对苯二甲酸二甲酯DMT或精对苯二甲酸PTA的摩尔比例为1 : 100-1 : 1000。在上述制备异山梨醇改性聚酯的方法中，酯化的温度为180-210°C。在上述制备异山梨醇改性聚酯的方法中，縮聚的温度为230-240°C，压力为0-5mmHg。本专利技术的有益效果本专利技术的显著特点是选用三价铋类金属作催化剂。三价铋类金属是毒性最低的重金属离子，当聚合物应用于药品、人体、农业等的时候，这个性质是十分重要的。与现有技术已经公开的教导和期望相反，最高的反应温度只有2邻。C，大大的减少了原料的损失以及产物分子成环的几率，并且分子量不会因为温度的降低而减少。具体实施例方式根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。然而，木领域的技术人员容易理解到，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及结果仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。实施例l将DMT(194g)，乙二醇(68g)，异山梨醇(10g)，三氟甲基磺酸铋(0.67g)及1010抗氧化剂(O.lg)加入到装有精馏塔的聚合反应釜中，对其迸行加热搅拌。当温度达到160。C时对其进行抽真空以除去副产物，在15min内将温度升高到200。C，加热时间为60min。随后将温度升高到230。C，压力在2mmHg左右，加热时间为90min。实施例2将DMT(194g)，乙二醇(93g)，异山梨醇(10g)，三氟甲基磺酸铋(1.69g)及1010抗氧化剂(O.lg)加入到装有精馏塔的聚合反应釜中，对其进行加热搅拌。当温度达到160°C时对其进行抽真空以除去副产物，在15min内将温度升高到200。C，加热时间为60min。随后将温度升高到240。C，压力在2mmHg左右，加热时间为90min。实施例3将DMT(194g)，乙二醇(93g)，异山梨醇(20g)，三氟甲基磺酸铋(3.37g)及1010抗氧化剂(O.lg)加入到装有精馏塔的聚合反应釜中，对其进行加热搅拌。当温度达到160°C时对其进行抽真空以除去副产物，在15min内将温度升高到190。C，加热时间为45min。随后将温度升高到230。C，压力在2mmHg左右，加热时间为90min。实施例4将DMT(194g)，乙二醇(104g)，异山梨醇(10g)，三氟甲基磺酸铋(3.37g)及1010抗氧化剂(O.lg)加入到装有精馏塔的聚合反应釜中，对其进行加热搅拌。当温度达到160°C时对其进行抽真空以除去副产物，在15min内将温度升高到200。C，加热时间为45min。随后将温度升高到240。C，压力在2mmHg左右，加热时间为90min。实施例5将DMT(194g),乙二醇(104g)，异山梨醇(20g)，三氟甲基磺酸铋(6.74g)及1010抗氧化剂(O.lg)加入到装有精馏塔的聚合反应釜中，对其进行加热搅拌。当温度达到160°C时对其进行抽真空以除去副产物，在15min内将温度升高到210°C，加热时间为45min。随后将温度升高到240。C，压力在2mmHg左右，加热时间为75min。权利要求1、，其步骤为(a)在反应器中加入对苯二甲酸二甲酯DMT或精对苯二甲酸PTA、乙二醇、异山梨醇、铋类催化剂和添加剂；(b)在酯化的温度下使反应物酯化并去除副产物；(c)在缩聚的温度和压力下使反应物形成聚酯。2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的铋类催化剂为Bi(m)的盐。3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的Bi(in)的盐为三氟甲基磺酸铋、Bi(m) 的硝酸盐或Bi(III)的硫酸盐。4、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的添加剂为抗氧化剂、热稳定剂、紫 外线稳定剂或增塑剂的一种或几种。5、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的二醇和对苯二甲酸二甲酯DMT或 精对苯二甲酸PTA的摩尔比例为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异山梨醇改性聚酯的制备方法，其步骤为：　（ａ）在反应器中加入对苯二甲酸二甲酯ＤＭＴ或精对苯二甲酸ＰＴＡ、乙二醇、异山梨醇、铋类催化剂和添加剂；　（ｂ）在酯化的温度下使反应物酯化并去除副产物；　（ｃ）在缩聚的温度和压力下 使反应物形成聚酯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李振江，张昊，夏海东，张钰铖，孙晓日，赵红婷，韦萍，欧阳平凯，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]