一种生物降解脂肪族-芳香族共聚酯及其制备方法技术

技术编号:9823642 阅读:109 留言:0更新日期:2014-03-31 21:38
本发明专利技术公开了一种生物降解脂肪族-芳香族共聚酯,按重量份数计,包含组分:低粘度脂肪族-芳香族共聚酯100;噁唑啉类化合物:0.6~2.5;羟基扩链剂:0.7~2.5;其制备方法是将低粘度脂肪族-芳香族共聚酯、噁唑啉类化合物、羟基扩链剂在高速混合机中混合均匀后投入双螺杆挤出机中,于190~230oC熔融挤出、拉条、切粒,即得。本发明专利技术先制备得到低粘度的脂肪族-芳香族共聚酯,再以噁唑啉类化合物和羟基扩链剂联用在挤出机中熔融挤出,提高了共聚酯的粘度和熔体强度,扩大了分子量,降低了端羧基,极大的提高了树脂的耐热水性能;树脂在反应釜中的高真空缩聚时间减小,能有效减少热降解反应,提高产品性能,缩短生产周期,提高反应釜的产能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种脂肪族-芳香族共聚酯,具体涉及。
技术介绍
每年全球有数以千万吨的聚酯塑料制品被丢弃在垃圾场中或者焚烧掉。将聚酯丢弃或者焚烧对于环境是有害的。因此,制备生物降解聚酯代替传统的聚酯是解决上述问题的有效途径。生物降解型脂肪族-芳香族共聚酯具有良好的力学性能和加工性能,受到了广泛的关注。脂肪族-芳香族共聚酯主要通过酯化、高温高真空缩聚反应得到。在聚合反应的后期,物料粘度变大,小分子在熔体内扩散困难,要想得到高分子量的共聚酯,需要在缩聚釜中停留较长的时间,这样会导致降解反应的产生,导致树脂颜色变黄、端羧基升高,使制品性能下降。中国专利CN200710177236.2公开了一种利用二元噁唑啉和二酰基双己内酰胺联用扩链法制备高粘度聚己二酸丁二醇酯的方法,该方法可以制备粘度为1.1dL/g的树月旨,但该方法中二酰基双己内酰胺在扩链中会产生小分子化合物,使树脂的性能劣化,并且二酰基双己内酰胺价格较高,不利于工业化生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种高粘度、低端羧基、高耐热水性能的生物降解脂肪族-芳香族共聚酯。本专利技术的另一目的在于提供一种上述生物降解脂肪族-芳香族共聚酯的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现: 一种生物降解脂肪族-芳香族共聚酯,按重量份数计,包含如下组分: 低粘度脂肪族-芳香族共聚酯:100 噁唑啉类化合物:0.6~2.5 羟基扩链剂:0.7~2.5。本专利技术所述的低粘度脂肪族-芳香族共聚酯的特性粘度为0.7~0.9dL/g,优选为聚对苯二甲酸丙二醇酯-Co-己二酸丙二醇酯,其中聚对苯二甲酸丙二醇酯单元与聚己二酸丙二醇酯单元的重量比为0.9~1.1:1。本专利技术所述低粘度脂肪族-芳香族共聚酯的制备方法包括以下步骤: a)酯化:将对苯二甲酸二甲酯、1,3_丙二醇和催化剂投入反应釜中,氮气置换后,于18(T210°C进行酯化反应,至酯化生成的水或甲醇溜出量达到理论值,加入1,6-己二酸继续反应至生成的水溜出量达到理论值,得到酯化物; b)缩聚:在220~250°C条件下,45分钟内将反应釜内压力逐渐降低至60Pa以下,在高真空条件下缩聚l~3h,充入氮气,在氮气压力下将物料从反应釜中压出,经水冷、拉条、切粒得到共聚酯切粒。在缩聚过程中,为了减少不必要的降解反应,可以加入少量的稳定剂,包括磷酸酯类稳定剂、亚磷酸酯类稳定剂、受阻酚类稳定剂、胺类稳定剂等。所述催化剂为钛酸酯类化合物,包括钛酸丁酯、钛酸异丁酯或钛酸异丙酯中的一种或几种的混合。本专利技术所述噁唑啉类化合物为2,2-双-2-噁唑啉、1,3-双(2-噁唑啉基)苯、2-噁唑啉基苯中的一种或者几种的混合物。在本专利技术中,加入噁唑啉类化合物的作用主要是降低树脂的端羧基,加入量低于0.6份,降低端羧基的效果不明显,高于2.5份,过量的噁唑啉类化合物会以粉体形式残存在共聚酯中,一方面影响共聚酯的力学强度,另一方面粉体会析出树脂表面,影响产品外观。本专利技术所述羟基扩链剂为异氰酸酯类化合物及其衍生物或缩水甘油醚类化合物中的一种或者几种的混合物。在本专利技术中,加入合适量的羟基扩链剂,可以显著提高树脂的分子量,加入量高于2.5份,易引起过度的支化交联,不利于加工。所述异氰酸酯类化合物包括碳化二亚胺改性的二异氰酸酯、二异氰酸酯的二聚体或三聚体中的一种或几种的混合;所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、间苯二亚甲基二异氰酸酯、异弗尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、或者含有碳化二亚胺的二苯甲烷二异氰酸酯中的一种或者两种以上的混合物;所述缩水甘油醚类化合物为包含甲基丙烯酸缩水甘油醚结构的共聚物。本专利技术所述的生物降解脂肪族-芳香族共聚酯的制备方法,包括以下步骤: a、将低粘度脂肪族-芳香族共聚酯、噁唑啉类化合物、羟基扩链剂在高速混合机中混合均匀; b、将混合均匀的物料投入双螺杆挤出机中,于19(T230°C熔融挤出、拉条、切粒,即得。其中,噁唑啉类化合物、羟基扩链剂可以以本体的形式加入,也可以以母粒的形式加入。本专利技术的噁唑啉类化合物母粒的制备可采用如下方法:将噁唑啉类化合物和低粘度脂肪族-芳香族共聚酯在高速混合机中混匀后,投入双螺杆挤出机中,挤出机温度为13(T160°C,经挤出、拉条、水冷后切粒,即得噁唑啉类化合物母粒;其中,按重量份数计,100份噁唑啉类化合物母粒中,噁唑啉类化合物10-30份。本专利技术的噁唑啉化合物以母粒加入,能够防止粉体在下料口的聚集和堵塞,有利于物料混合均匀。另外做成母粒后,在生产过程中可以防止粉尘的产生,改善生产环境。本专利技术与现 有技术相比,具有如下有益效果: 1)本专利技术先制备得到低粘度的脂肪族-芳香族共聚酯,再以噁唑啉类化合物和羟基扩链剂联用在挤出机中熔融挤出,提高了共聚酯的特性粘度和熔体强度,特性粘度在1.1OdL/g-1.30 dL/g之间,扩大了分子量,降低了端羧基,极大的提高了树脂的耐热水性能; 2)本专利技术的低粘度脂肪族-芳香族共聚酯在反应釜中的高真空缩聚时间减小,能有效减少热降解反应,提高产品性能,缩短生产周期; 3)本专利技术的低粘度脂肪族-芳香族共聚酯在缩聚阶段粘度减小,有利于1,3-丙二醇的脱出,可以增大反应釜投料量,提高反应釜的产能。【具体实施方式】下面通过【具体实施方式】来进一步说明本专利技术,以下实施例为本专利技术较佳的实施方式,但本专利技术的实施方式并不受下述实施例的限制。以下实施例所采用的组分如下: 对苯二甲酸二甲酯:日本帝人产; 1,3-丙二醇:陶氏产; 己二酸:辽宁石化产; ADR-4370S 和 ADR-4300:巴斯夫产; 噁唑啉类化合物和异氰酸酯类化合物为市售分析纯。测试方法: 特性粘度:以苯酚60% (wt) -1, 2- 二氯苯40% (wt)为溶剂,测试温度为25 °C,用乌氏粘度计测得。端羧基:将树脂溶解在氯仿70% (wt)-邻甲酚30% (wt)中,浓度为2g/100mL,用电位滴定仪测试,滴定液为0.04mol/L KOH乙醇溶液。熔体流动速率:按GB/T 3682测定,测试温度为190 X’负荷为2.16Kg。耐热水性能:将树脂浸泡在沸腾的蒸馏水中24h后,于80 °C烘干后,测试共聚酯的熔体流动速率。沸腾蒸馏水浸泡前后的熔体流动速率分别记为MFO和MF1,以MF1/MF0的比值表征树脂的耐热水性能。MF1/MF0的比值越小,表示树脂的耐热水性能越好。共聚酯中聚对苯二甲酸丙二醇酯单元与聚己二酸丙二醇酯单元重量比通过IHNMR测定,以⑶Cl3为溶剂,用VARIAN公司产Mercury — Plus 300核磁共振波谱仪测试。聚对苯二甲酸丙二醇酯单元与聚己二酸丙二醇酯单元重量比(T/A)通过以下公式计算:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物降解脂肪族?芳香族共聚酯,其特征在于:按重量份数计,包含如下组分:?低粘度脂肪族?芳香族共聚酯:?100噁唑啉类化合物:???????????0.6~2.5羟基扩链剂:???????????????0.7~2.5。

【技术特征摘要】
1.一种生物降解脂肪族-芳香族共聚酯,其特征在于:按重量份数计,包含如下组分: 低粘度脂肪族-芳香族共聚酯:100 噁唑啉类化合物:0.6^2.5 羟基扩链剂:0.7~2.5。2.根据权利要求1所述的生物降解脂肪族-芳香族共聚酯,其特征在于:所述低粘度脂肪族-芳香族共聚酯的特性粘度为0.7~0.9dL/g。3.根据权利要求2所述的生物降解脂肪族-芳香族共聚酯,其特征在于:所述低粘度脂肪族-芳香族共聚酯的制备方法包括以下步骤: a)酯化:将对苯二甲酸二甲酯、1,3-丙二醇和催化剂投入反应釜中,氮气置换后,于18(T210oC进行酯化反应,至酯化生成的水或甲醇溜出量达到理论值,加入1,6-己二酸继续反应至生成的水溜出量达到理论值,得到酯化物;所述催化剂为钛酸酯类化合物; b)缩聚:在22(T250°C条件下,45分钟内将反应釜内压力逐渐降低至60Pa以下,在高真空条件下缩聚l~3h,充入氮气,在氮气压力下将物料从反应釜中压出,经水冷、拉条、切粒得到共聚酯切粒。4.根据权利要求2所述的生物降解脂肪族-芳香族共聚酯,其特征在于:所述低粘度脂肪族-芳香族共聚酯为聚对苯二甲酸丙二醇酯-Co-己二酸丙二醇酯。5.根据权利要求4所述的生物降解脂肪族-芳香族共聚酯,其特征在于:所述低粘度脂肪族-芳香族共聚酯中聚对苯二甲酸丙二醇酯单元与聚己二酸丙二醇酯单元的重量比为 0.9~L 1:1。6.根据权利要求1所述的生物降解脂肪族-芳香族共聚酯,其特征在于:所述噁唑啉类化合物为2,2-双-2-噁唑啉、1,3-双(2-噁唑啉基)苯、2-噁唑啉基苯中的一种或者几种的混合物。7.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵巍苑仁旭焦建熊凯钟宇科徐依斌吴水珠
申请(专利权)人:金发科技股份有限公司珠海万通化工有限公司
类型:发明
国别省市:

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