[发明专利]一种制备聚酯-聚酯嵌段共聚酯的方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种制备共聚酯的方法，具体涉及一种制备聚酯-聚酯嵌段共聚酯的方法。

背景技术

聚酯热塑性弹性体兼具橡胶与热塑性工程塑料两者的特性，在室温下呈现出橡胶特性，而在高温下又呈现出热塑性塑料的特性，可以塑化成型，加工方便。其分子结构有硬段和软段两部分组成，硬段为芳香族聚酯（PET或PBT），以玻璃化转变温度较低的聚醚或者聚酯嵌段作为软段，在使用温度下弹性体的聚酯硬段发生部分结晶形成结晶微区，聚醚/聚酯软段和未结晶的硬段则形成无定形相，结晶微区起到了物理交联点的作用；而在加工温度下，结晶微区熔化得到聚合物熔体，待成型冷却后，重新形成结晶微区，防止了制品变形。

所述聚酯热塑性弹性体中，其硬链段的刚性、极性和结晶性使它具有好的高温性能和抗油、抗溶剂性，软链段聚醚的低玻璃化温度和饱和性使它具有优良的低温性能和抗老化性。其应用范围亦从初期纺织工业的高弹性纤维，扩展到汽车、高分子合金、生物医用材料、电子电器、薄膜等领域，成为一种不可或缺的新型材料。

聚酯-聚醚型的弹性体耐热性能较差，相比之下，聚酯-聚酯型弹性体的耐热性能较好，聚酯-聚酯型的弹性体中的软段通常是聚己内酯、聚己二酸丁二醇酯等。由于聚酯型的弹性体软段及硬段都为聚酯，因此两者之间在受热或者加工制备过程中存在这酯交换反应。酯交换反应的存在，对于此类弹性体的嵌段结构有不利的影响，嵌段结构被破坏，材料的性能也就会受到影响。

美国专利US 2006/0252864A1采用市售的聚对苯二甲酸丁二醇酯、己内酯单体、丁二醇等单体线经过及交换反应，然后再进行缩聚，得到一种PBT-PCL的共聚物，但是由于采用的己内酯为单体结构，在反应的过程中，聚对苯二甲酸丁二醇酯不可避免地会参与酯交换反应，导致其中的软段与硬段是一种无规分布的结构。

中国专利200910092100.0公开了一种可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物及其制备方法与应用，其制备方法为，首先合成脂肪族聚酯预聚物A，再合成芳香族或脂环族预聚物B，然后在扩链剂的作用下合成相应的多嵌段共聚物，其优点在于，在结晶性脂肪族聚酯中引入刚性的非晶性聚酯链段，得到了可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物，这样可获得良好的力学性能，但其不足之处在于，加工性能不佳且稳定性较差。

发明内容

本发明提供一种制备聚酯-聚酯型共聚酯的方法，所制备的共聚酯可以保持前段结构，材料的耐热性能，加工性能良好。

一种制备聚酯-聚酯嵌段共聚酯的方法，分为聚酯硬段和聚酯软段，其制步骤如下：

（1）芳香族聚酯硬段的合成：催化剂作用下，将芳香族二元酸酯或芳香族二元酸和过量二元醇进行酯交换反应或酯化反应，反应温度为190～220℃，反应时间为2-4小时，逐步把压力降至200Pa以下，反应1-2小时反应得到预聚物P1，数均分子量范围为500-10000g/mol。

（2）脂肪族聚酯软段的合成：催化剂作用下，将脂肪族二元酸或脂肪族二元酸的酯化衍生物与脂肪族二元醇反应，反应温度为140～200℃，反应时间为2-4小时，逐步把压力降至200Pa以下，反应1-2小时反应得到预聚物P2；所述的预聚物P2也可以由己内酯单体开环聚合得到，数均分子量范围为500-10000g/mol。

（3）芳香族聚酯低聚物和脂肪族聚酯低聚物缩聚反应：在混合作用下，把酯化物P1与酯化物P2混在一起，加入抗氧剂、催化剂、钝化剂，扩链剂，反应温度220-260℃，得到聚酯-聚酯型嵌段聚酯弹性体。

步骤（1）、步骤（2）中催化剂选自含钛的有机物，优选钛酸正丁酯、钛酸四异丙酯。

另外，所述芳香族二元酸酯或芳香族二元酸为对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二乙酸或邻苯二乙酸及其酯类化物中的一种或者两种以上的混合物。

所述脂肪族二元酸、环化脂肪族二元酸、脂肪族二元酸的酯化衍生物或环化脂肪族二元酸的酯化衍生物为己内酯、丁二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十三碳二酸、马来酸酐、1,1-环丁烷二羧酸、1,1-环己烷二乙酸及其酯化物中的一种或者两种以上的混合物。

所述二元醇为乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,4-环己基二甲醇中的一种或者两种以上的混合物。