[发明专利]一种用于制备生物可降解共聚酯的二元复合催化剂

说明书

技术领域

本发明属于聚酯合成用的催化剂体系领域，具体涉及一种用于制备可生物降 解共聚酯的二元复合催化剂。

背景技术

在聚酯合成中一般采用金属有机物催化剂，它们的作用机理在于与反应物中 羰基氧原子配位，从而使反应不断进行。同样，生物可降解脂肪族/芳香族对苯 二甲酸丁二醇-共-丁二酸丁二醇酯(PBST)也是采用金属有机物催化剂制备，而 且催化剂在聚酯合成中起了非常关键的作用，目前大多采用钛、锌等的有机化合 物或锡、锑、镉、铅等重金属有机化合物作为缩合聚合反应制备聚酯的催化剂。 前者虽然催化活性较高，但催化副反应的活性也较高，存在副反应严重，所得聚 酯热稳定性差，而且在反应过程中很容易水解失效；后者具有一定的毒性，限制 了聚酯制品的应用领域。使用催化效果较好的稀土催化体系，由于其价格较贵而 难以推广使用。由于采用单一催化剂，在酯化阶段很容易水解失效，因此，开发 新型催化活性高、价格低廉的复合催化剂是聚酯合成工业研究的热点。

目前，合成聚酯的催化剂存在副反应多，聚合反应速度较慢，有毒，容易水 解失效等缺点。在生物可降解共聚酯合成技术中，还存在产物分子量不高、分子 量分布较宽等不足。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中聚酯催化剂存在的副反应多，聚合反应速 度较慢，有毒，容易水解失效，产物分子量不高，且分子量分布较宽等几个关键 问题，本发明提供了一种用于制备可生物降解共聚酯的二元复合催化剂，以解决 所存在的问题。

本发明解决技术问题的技术方案如下：

一种用于制备生物可降解共聚酯的二元复合催化剂，其特征是由金属有机化 合物和金属氧化物组成；其中，金属有机化合物与金属氧化物的摩尔比为1∶9～ 9∶1。

所述金属有机化合物与金属氧化物的摩尔比优选为1∶5～5∶1。

所述金属有机化合物优选有机钴化合物、有机铝化合物、有机钙化合物、有 机钛化合物、有机镁化合物和有机锌化合物中的一种。

所述金属有机化合物优选有机钛化合物和有机锌化合物中的一种。

所述金属氧化物优选二氧化钛、三氧化钼、二氧化锡、氧化镁、氧化钙、氧 化锌、二氧化锰、三氧化二铝、二氧化硅、二氧化锗和三氧化二锑中的一种。

所述金属氧化物优选二氧化钛、三氧化钼、二氧化锡、氧化锌、二氧化硅和 二氧化锗中的一种。

本发明所选用的二元复合催化剂解决了现有技术中以下几个问题：首先，直 接酯化路线制备PBST共聚酯的难点是抑制副反应的发生，主要副反应是1，4- 丁二醇脱水生成四氢呋喃，该二元复合催化剂可有效抑制副反应，酯化率可达到 98％以上，酯化馏分中四氢呋喃的含量可控制在0.68％～0.98％之间；其次，该 二元复合催化剂无毒副作用，催化活性较高(由于助催化剂的加入可有效抑制主 催化剂的水解失效，从而使催化剂保持较高的催化活性)，PBST共聚酯整个制备 过程需3～7h；另外，所制得的PBST共聚酯分子量分布较窄，分子量分布系数 在1.6～2.1之间；而且，该共聚酯具有良好的热稳定性，熔点在178.8～181.4 ℃之间，热降解温度在379.1～381.4℃之间。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1.本发明所配制的二元复合催化剂可有效抑制副反应发生，提高缩聚反应 效率，缩短反应时间。

2.本发明所配制的二元复合催化剂无毒副作用，并具有较高催化活性。

3.本发明所配制的二元复合催化剂可催化合成高分子量共聚酯，且分子量 分布较窄。

4.本发明所配制的二元复合催化剂催化合成的生物可降解PBST共聚酯具 有良好的热稳定性。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明进行具体说明，将有助于理解本发明，但并不限制 本发明的内容。

实施例1：