一种全生物基耐热共聚酯及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料技术领域，具体公开了一种全生物基耐热共聚酯以及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种全生物基耐热共聚酯及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种全生物基耐热共聚酯以及其制备方法
。

技术介绍

[0002]随着社会与经济的快速发展，人们对生活品质和健康的追求以及应用市场对塑胶原材料的环保要求日益提高
。
此前聚碳酸酯
(PC)
应用于水杯
、
奶瓶及瓶装容器十分常见，但
PC
水解后会产生双酚
A(BPA)。
有相关研究发现，双酚
A
超过一定剂量会对人体健康造成不可逆的伤害，如长期摄入微量的双酚
A
，会造成内分泌系统混乱，极有可能对生殖系统产生不良影响，因此部分国家和地区已限制或禁用
PC。
因此，面对环保与健康方面的压力，需要寻找能替代
PC
的耐热材料
。Eastman
公司开发出一种新的共聚酯
Tritan
TM
。Tritan
是由对苯二甲酸
(PTA)、
四甲基环丁二醇
(CBDO)、1,4
‑
环己烷二甲醇
(CHDM)
以及乙二醇
(EG)
共聚得到的，其玻璃化转变温度
(Tg)
可达
100℃
以上，可满足开水以及更高温度的使用要求
。
然而，该共聚酯单体原料均来自石油基，同时
1,4
‑
环己烷二甲醇与四甲基环丁二醇生产成本一直居高不下，且国产化进程缓慢，国内对于耐热共聚酯的需求只能通过从国外进口满足
。
[0003]呋喃二甲酸聚酯是目前研究较多的一种聚酯化合物，例如由
2,5
‑
呋喃二甲酸
(FDCA)
与乙二醇熔融聚合制备的生物基聚酯聚
2,5
‑
呋喃二甲酸乙二醇酯
(PEF)
，其相比
PET
具有更高的耐热性能
。
目前已有大量专利公开了各种呋喃二甲酸聚酯的合成方法，其中绝大部分是仅通过
FDCA
与脂肪族线性二元醇直接聚合，虽然通过以上工艺制得的产品具有一些优良的性能，但是制备的聚酯玻璃化转变温度还较低
、
不具备较好的耐热性能，玻璃化转变温度普遍在
90℃
以下，不能达到水杯
、
奶瓶等耐热容器的使用要求
。
[0004]因此，本专利技术旨在提供一种全生物基的耐热共聚酯，以满足耐热容器如奶瓶等的应用需求
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种全生物基耐热共聚酯，以及全生物基耐热共聚酯的制备方法
。
[0006]为达到以上目的，本专利技术采用以下技术方案
。
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种全生物基耐热共聚酯，制备原料包括：
[0008]单体1：
2,5
‑
呋喃二甲酸和
/
或
2,5
‑
呋喃二甲酸二甲酯；
[0009]单体2：乙二醇；
[0010]单体3：异山梨醇；
[0011]其中，单体1与单体2的摩尔比为1：
(1.1
～
1.8)
，单体3的用量为单体2摩尔数的8～
25
％
。
[0012]作为本专利技术一种实施方案，所述单体1与所述单体2的摩尔比为1：
(1.2
～
1.5)
，进一步优选地，所述单体1与所述单体2的摩尔比为1：
(1.2
～
1.4)
，更优选地，所述单体1与所
述单体2的摩尔比为1：
(1.2
～
1.3)。
[0013]作为本专利技术一种实施方案，所述单体3的用量为所述单体2摩尔数的
10
～
25
％，进一步优选地，所述单体3的用量为所述单体2摩尔数的
18
～
25
％，更优选地，所述单体3的用量为所述单体2摩尔数的
20
～
25
％
。
[0014]作为本专利技术一种实施方案，所述全生物基耐热共聚酯制备原料还包括催化剂，所述催化剂的添加量为所述单体1质量的
0.04
％～
0.2
％；所述催化剂为钛系催化剂和
/
或锗系催化剂
。
[0015]优选地，所述钛系催化剂为钛酸四丁酯和
/
或钛酸四异丙酯，所述锗系催化剂为氧化锗
。
[0016]作为本专利技术一种实施方案，所述全生物基耐热共聚酯制备原料还包括热稳定剂，所述热稳定剂的添加量为所述单体1质量的
0.03
～
0.1
％；所述热稳定剂选自磷酸
、
亚磷酸
、
次亚磷酸
、
磷酸三苯酯
、
磷酸二苯酯
、
亚磷酸三苯酯
、
三乙基磷酸酯中的至少一种
。
[0017]优选地，所述热稳定剂为磷酸和
/
或三乙基磷酸酯
。
[0018]第二方面，本专利技术提供了一种全生物基耐热共聚酯的制备方法，包括步骤：
[0019]将单体
1、
单体
2、
单体
3、
催化剂
、
热稳定剂按配比加入到聚合釜内，通氮气置换所述聚合釜内的空气后进行聚合反应，制备得到全生物基耐热共聚酯；
[0020]其中，所述聚合反应包括酯化反应或酯交换反应阶段
、
预缩聚阶段和终缩聚阶段，所述酯化反应或酯交换反应的温度为
170
～
195℃
，反应压力
0.3
～
0.5Mpa
，反应时间1～
3h
；酯化反应或酯交换反应结束后进行预缩聚，预缩聚反应的温度为
220
～
240℃
，反应时间
0.5
～
1h
，反应压力
≤
‑
0.1Mpa
；之后进行终缩聚反应，反应温度
240
～
260℃
，反应时间1～
3h
，真空度
≤100pa。
[0021]作为本专利技术一种实施方案，所述制备方法还包括步骤：终缩聚反应结束后，向所述聚合釜内通氮气加压出料，之后造粒，得到全生物基耐热共聚酯切片；
[0022]其中，全生物基耐热共聚酯切片的特性粘度为
0.80
～
0.85dL/g。
[0023]第三方面，本专利技术提供了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种全生物基耐热共聚酯，其特征在于，制备原料包括：单体1：
2,5
‑
呋喃二甲酸和
/
或
2,5
‑
呋喃二甲酸二甲酯；单体2：乙二醇；单体3：异山梨醇；其中，单体1与单体2的摩尔比为1：
(1.1
～
1.8)
，单体3的用量为单体2摩尔数的8～
25
％
。2.
根据权利要求1所述的全生物基耐热共聚酯，其特征在于，所述单体1与所述单体2的摩尔比为1：
(1.2
～
1.5)
，所述单体3的用量为所述单体2摩尔数的
10
～
25
％
。3.
根据权利要求1所述的全生物基耐热共聚酯，其特征在于，所述单体1与所述单体2的摩尔比为1：
(1.2
～
1.4)
，所述单体3的用量为所述单体2摩尔数的
18
～
25
％
。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的全生物基耐热共聚酯，其特征在于，所述制备原料还包括催化剂，所述催化剂的添加量为所述单体1质量的
0.04
％～
0.2
％；所述催化剂为钛系催化剂和
/
或锗系催化剂，所述钛系催化剂为钛酸四丁酯和
/
或钛酸四异丙酯，所述锗系催化剂为氧化锗
。5.
根据权利要求4所述的全生物基耐热共聚酯，其特征在于，所述制备原料还包括热稳定剂，所述热稳定剂的添加量为所述单体1质量的
0.03
～
0.1
％；所述热稳定剂选自磷酸
、
亚磷酸
、
次亚磷酸
、
磷酸三苯酯
、
磷酸二苯酯
、
亚磷酸三苯酯
、
三乙基磷酸酯中的至少一种<...

【专利技术属性】
技术研发人员：产文涛，王磊，柴建一，侯亮，许冬峰，
申请(专利权)人：中科国生杭州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：