[发明专利]生态多功能三元共聚PETG聚酯及其制备方法和由该聚酯制备单向拉伸热收缩膜的方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种生态多功能三元共聚PETG聚酯及其制备方法和由该聚酯制备单向拉伸热收缩膜的方法。

背景技术

目前，用于一些食品包装、套标、标签上的保护膜大多为PVC热收缩膜，其使用量每年都在20万吨以上，该PVC材料既对人体健康造成危害，而且严重污染自然环境，欧美日等发达国家早已立法禁用各类PVC热收缩膜材料。

PETG聚酯的全称为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，它是一种非结晶型聚酯，具有坚韧性、耐候性、耐化学性、环保、经济等特点。目前主要用于板材、片材、异型材以及化妆品包装等领域。

PETG聚酯最早是由美国伊士曼公司采用对苯二甲酸、乙二醇和1,4-环己烷二甲醇（CHDM）三种单体共聚而成。该方法的不足在于：CHDM价格约每吨3万元，非常昂贵；而且该方法还会产生有害物质甲醇酯，污染环境。

中国专利文献CN1706877A公开了一种四元共聚改性PETG聚酯制备工艺，它是由对苯二甲酸、间苯二甲酸、新戊二醇以及乙二醇四元单体共聚而成的。该方法的不足在于：（1）该方法需要用到价格较高的间苯二甲酸，从而加大了生产成本。（2）由于间苯二甲酸的引入破坏了大分子链的规整性，从而降低大分子间的作用力，使得该PETG聚酯的柔软性较高，而强度较低，进而由该聚酯制成的热收缩膜的强度较低。（3）由该聚酯制成的热收缩膜的透明度和热收缩率均不高。

发明内容

本发明的目的之一在于解决上述问题，提供一种强度较高的生态多功能三元共聚PETG聚酯。

本发明的目的之二在于提供一种生产成本低的上述聚酯的制备方法。

本发明的目的之三在于提供一种由上述聚酯制备透明度和热收缩率均较高的单向拉伸热收缩膜的方法。

实现本发明目的之一的技术方案是：一种生态多功能三元共聚PETG聚酯，它是由对苯二甲酸、新戊二醇、乙二醇三元单体共聚而成。所述对苯二甲酸、新戊二醇以及乙二醇的摩尔比为1∶（0.1～0.65）∶（1.2～1.75）。

实现本发明目的之二的技术方案是：一种生态多功能三元共聚PETG聚酯的制备方法，包括酯化反应和聚合反应，所述酯化反应由对苯二甲酸、新戊二醇以及乙二醇在有机金属盐催化剂的存在下进行；所述对苯二甲酸、新戊二醇以及乙二醇的摩尔比为1∶（0.1～0.65）∶（1.2～1. 75）。所述有机金属盐催化剂为乙二醇锑，有机金属盐催化剂与对苯二甲酸的摩尔比为0.0003～0.0004∶1。所述酯化反应的温度为200℃～255℃。所述聚合反应的温度为270℃～280℃；聚合反应的真空度为0.098MPa～0.1MPa。

实现本发明目的之三的一种技术方案是：一种由生态多功能三元共聚PETG聚酯制备纵向拉伸热收缩膜的方法，具有以下步骤：①将生态多功能三元共聚PETG聚酯加入到双螺杆挤出机中进行熔融塑化；②将熔融塑化后的熔体送入成型铸带模具，并经过冷却辊形成铸带片；③将步骤②得到的铸带片进行纵向远红外拉伸得到纵向拉伸膜；拉伸温度为70℃～110℃，拉伸倍数为3.8～4.0；④对步骤③得到的纵向拉伸膜进行热处理得到纵向拉伸热收缩膜，热处理温度为60℃～130℃。

上述步骤②中的冷却辊温度为28℃～30℃；步骤④中的热处理温度为60℃～70℃。

实现本发明目的之三的另一种技术方案是：一种生态多功能三元共聚PETG聚酯制备横向拉伸热收缩膜的方法，具有以下步骤：①将生态多功能三元共聚PETG聚酯加入到双螺杆挤出机中进行熔融塑化；②将熔融塑化后的熔体送入成型铸带模具，并经过冷却辊形成铸带片；③将步骤②得到的铸带片先进行预热，然后进行横向拉伸得到横向拉伸膜；预热温度为60℃～80℃，拉伸温度为80℃～100℃，拉伸倍数为4.0～5.0；④对步骤③得到的横向拉伸膜进行热处理得到横向拉伸热收缩膜，热处理温度为60℃～120℃。

上述步骤②中的冷却辊温度为28℃～30℃；步骤④中的热处理温度为60℃～80℃。

本发明具有的积极效果是：（1）本发明的生态多功能三元共聚PETG聚酯的原料价格低，从而降低了生产成本，而且该PETG聚酯的结构规整性好，从而强度高。（2）由本发明得到的生态多功能三元共聚PETG聚酯制得的热收缩膜无毒、无味、易回收利用，而且强度高、透明度高。（3）本发明通过对拉伸倍数以及热处理温度的控制，最终可制得的热收缩率高的单向拉伸热收缩膜。特别是在85℃～100℃的温度下，经过2～3秒其纵向拉伸热收缩率即可达到45%～55%，横向拉伸热收缩率可达75%～78%。

具体实施方式