[发明专利]一种耐水解聚酯组合物的生产方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种生产耐水解聚酯组合物的生产方法。

背景技术：

近年来，随着人类生存环境的日益恶化，人们越来越关注开发环境 友好性材料和使用可再生原材料。石油作为不可再生资源，是最重要的 化工原料，但是由于在使用工程中以及最终废弃中大量CO₂的排放，CO₂大量排放导致了全球气候变暖等一系列的问题，并且直接威胁人类的生 存。如何替代和减少使用石油作为原材料，是人们面临重要研究问题之 一。

现在人们使用可再生的生物资源，开发出了各种新型的聚酯，例如 杜邦公司通过对玉米进行发酵，经过生物和化工过程，制备得到1， 3-PDO，并开发出了含有约36wt％来源于生物材料而非石油材料的聚对苯 二甲酸丙二醇酯(PTT)聚合物。Natureworks公司同样以农作物为原料， 经过生物和化工过程，生产出了纯生物来源和易于生物降解的聚乳酸 (PLA)聚合物。

乙二醇是合成PET的重要原料，在PET中的重量比约为30％，目前 工业上多采用环氧乙烷直接水合法或碳酸乙烯酯法来生产。20世纪90 年代以来，由于全球聚酯产品市场消费水平的急剧增长，世界乙二醇的 需求量急剧增加，因此每年要消耗大量的原材料和能源。本发明中二元 醇是由生物材料生产，是将生物材料中碳源转移到乙二醇中。农作物是 一种可再生资源，能将空气中的CO₂通过光合作用，转化为各种淀粉、 糖类、纤维素、木质素等在农作物果实及其秸秆中储存起来。

另外，聚酯本身具有优良的特性，特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN) 和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，由于其机械、物理、化学性能优异， 如机械强度好、耐热、耐化学试剂、透明性好等特点，在各种领域被广 泛应用。

在干热情况下，聚酯的耐水解性极佳，但是，大部分的聚酯在湿热 条件下却极易发生水解断裂。这是因为在高温潮湿的环境下，聚酯主链 含有酯键，末端基是羧基和羟基，其极易受其残存末端羧酸基催化而水 解，特别是因为聚酯水解为自加速反应，酸含量增加会加速水解，则末 端羧基的含量越高，聚酯的耐水解性越差。水解使的聚酯材料的力学及 其它性能迅速严重恶化，这就极大地限制了它在很多领域中的应用。因 此，为了扩展其应用领域，有必要对聚酯的耐水解性进行改善。

目前大多以加入含有功能官能团的封端剂来改进聚酯的耐水解性。 已知专利CN 1312327A报道含有环氧和氨基基团高分子封端剂来改善聚 酯的耐水解性，但封端剂的制备过程复杂。

已知也可以通过加入碳化二亚胺或聚碳化二亚胺添加剂改进聚酯 抗水解性。U.S.专利3193522公开了采用聚碳化二亚胺的聚酯的稳定， 和此专利的实施例4公开了采用聚碳二亚胺的共聚醚酯弹性体的稳定， 尽管聚碳化二亚胺的加入改进了水解稳定性，但它具有毒性并且价格昂 贵的缺点，这不利其使用。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种原料乙二醇的碳元素来源于生物原料 的耐水解聚酯组合物的生产方法。

本发明的技术解决方案是：

一种耐水解聚酯组合物的生产方法，其特征在于：

(a)由芳香族二元羧酸或其衍生物与脂肪族二元醇进行缩聚反应 得到含有末端羧基的聚酯，缩聚反应时加入锑化合物、镁化合物、作为 稳定剂的磷化合物、氢氧化钾、作为缓冲剂的无机磷酸盐或复合类无机 磷酸盐；缩聚反应得到的含有末端羧基的聚酯与封端剂进行混炼得耐水 解聚酯组合物；其制备原料——二元醇，为其中碳元素是来源于生物材 料。

(b)上述作为稳定剂的磷化合物，相对于聚酯重量，磷化合物中 磷元素添加量为1～60ppm；

(c)上述作为缓冲剂的无机磷酸盐或复合类无机磷酸盐，相对于聚 酯重量，无机磷酸盐或复合类无机磷酸盐中磷元素添加量为1～100ppm；

(d)上述封端剂的用量为聚酯重量的0.01～10％，其为含有反应活 性官能团的硅烷偶联剂，通式为Y(CH₂)_nSiX₃，n＝0～5，其中X是烷氧基、 酰氧基或卤素，Y是氨基、烷氨基、环氧基、乙烯基或氰基。