[发明专利]聚交酯树脂、制备该聚交酯树脂的方法以及包含该聚交酯树脂的聚交酯树脂组合物

说明书

技术领域

本公开涉及一种聚交酯树脂、制备该聚交酯树脂的方法以及包含该聚交酯树脂的聚交酯树脂组合物。更具体而言，本公开涉及一种可以显示并保持优异的机械性能、显示优异的耐热性的聚交酯树脂，由此该树脂可以用于半永久性用途，本公开还涉及一种制备所述该聚交酯树脂的方法以及包含该聚交酯树脂的聚交酯树脂组合物。

背景技术

聚交酯(或聚乳酸)树脂为包含如下通式的重复单元的一类树脂。由于不象现有的基于原油的树脂，所述聚交酯树脂是基于生物质的，所以其可以使用可再生能源，与现有的树脂相比，在其制备过程中排放更少的全球变暖气体CO₂，并且具有与现有的基于原油的树脂相当的适当的机械强度，同时具有生态环境友好性，例如，当填埋时，可被水和微生物等生物降解。

[通式]

所述聚交酯树脂主要用于一次性包装、涂层、泡沫、膜/片材和纤维，并且近来，人们正努力使聚交酯树脂与现有的树脂(例如，ABS、聚碳酸酯或聚丙烯等)混合以补偿所述性能，然后，将其应用于半永久性用途，例如移动电话的外部装饰或汽车的内部装饰等。然而，因为所述聚交酯树脂由于在使用过程中分解或解聚等而难以显示和保持优异的机械性能，所以到目前为止其应用范围受到限制。

同时，作为制备现有的聚交酯树脂的方法，已知直接使乳酸缩聚的方法，或在有机金属催化剂的存在下使丙交酯开环聚合的方法。由于直接缩聚，尽管其可以制备价廉的聚合物，但是难以得到重均分子量为100,000以上的高分子量的聚合物，因此，难以确保聚交酯树脂的足够的物理和机械性能。与缩聚相比，尽管丙交酯单体的开环聚合需要更高的单位成本，因为其需要由乳酸制备丙交酯单体，但是其可以得到具有相对高分子量的树脂，且有利于聚合控制，而因此其可以商业应用。

在开环聚合中，代表性的催化剂可以包括含Sn催化剂，例如，Sn(Oct)₂(Oct=2-乙基己酸盐)。然而，已经报道：象促进开环聚合一样，这种催化剂在转化率超过一定水平之后趋于促进解聚(美国专利第5,142,023号；Leenslag等人Makromol.Chem.1987,188,1809-1814;Witzke等人Macromolecules1997,30,7075-7085)。由于这个原因，通过开环聚合制备的聚交酯树脂也难以具有足够高的分子量，，并且因为由于在使用过程中解聚而发生热分解或水解等，所以其物理、机械性能不足。

因此，即使使用之前已知的开环聚合，也难以提供具有足够高分子量和优异的机械性能的聚交酯树脂，并且在所述聚交酯树脂的使用过程中会发生树脂的分解或解聚，因而大大劣化了机械性能。因此，限制了生态环境友好的聚交酯树脂在用于半永久性用途(例如，移动电话的外部装饰或汽车的内部装饰)中的尝试。

发明内容

本发明提供了一种可以显示并保持优异的机械性能、显示优异的耐热性和耐水解性的聚交酯树脂，由此该树脂可以用于半永久性用途。

本发明还提供了一种制备聚交酯树脂的方法，其能够以高转化率制备聚交酯树脂。

本发明还提供了一种包含上述聚交酯树脂的聚交酯树脂组合物。

本发明提供了一种聚交酯树脂，其重均分子量为约100,000~1,000,000，其在60℃和90%的相对湿度下通过下面的数学式1计算的水解率常数(k)为约0.1天^-1以下，以及

其包含来自催化剂的残留金属锡或锌，且基于所述聚交酯树脂的重量，所述残留金属锡或锌的含量为约20ppm以下：

[数学式1]

Log_e[Mn,t/Mn,0]=-kt

在数学式1中，Mn,0表示所述聚交酯树脂的起始数均分子量，以及Mn,t表示所述聚交酯树脂在60℃的温度和90%的相对湿度下放置一段时间t(天)后的数均分子量。

本发明还提供了一种制备上述聚交酯树脂的方法，该方法包括在如下化学式1的有机金属配合物的存在下进行丙交酯单体的开环聚合的步骤，

其中，基于100摩尔的丙交酯单体，所述有机金属配合物的加入比例为约0.0005至约0.1摩尔：

[化学式1]