[发明专利]生物降解聚酯复合催化剂及其制备方法和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备生物降解聚酯催化剂技术领域，是一种生物降解聚酯复合催化剂及其制备方法和使用方法。

背景技术

以二十世纪五、六十年代的德国的Karl Ziegler发明聚乙烯和意大利的Giulio Natta发明聚丙烯为标志，塑料工业开始了蓬勃的发展，各种塑料制品极大地方便和丰富了人们的生活，但随之而来的是传统塑料制品给人类生存环境带来的“白色污染”。随着人们对塑料产品不断增长的需求，人类生存环境所承受的压力也随之加剧，因此，寻求可降解并能替代传统塑料制品的材料成为当前的迫切要求，这样才能消除人类对塑料制品的需求与日益严峻的能源、资源短缺问题和环境污染问题之间的矛盾。生物降解聚酯便是这样一类应运而生的环境友好型高分子材料。公开号为CN101724140A的中国专利文献中提到:聚丁二酸丁二醇酯（PBS）或其同系共聚酯具有优异的力学性能和降解性能，其力学性能甚至可以与用途广泛的通用塑料相媲美，如聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP），因此PBS或其同系共聚酯是具有广阔前景的工业化生物降解树脂产品。目前，已经有很多降解树脂产品的应用实例的报道，比如，公开为CN102731840A的中国专利文献：一次性餐具，公开号为CN101723751A的中国专利文献：缓释肥料的包覆膜，公开号为CN101264341A的中国专利文献：组织工程包覆材料，公开号为CN102618965A和CN101705528A的中国专利文献：复合纤维材料。虽然聚酯材料具备了良好的生物可降解性能，但是这类聚酯材料也具有不容乐观的湿稳定性能和热稳定性能。其在高温聚合过程中或者加工过程中容易发生热降解等副反应，获得的聚酯产品的分子量一般较低，难以满足实际应用的要求。解决分子量低的问题的核心手段便是催化剂的选择与制备。目前，使用最为广泛的工业化聚酯催化剂有锑系、锗系和钛系三大类。其中，锑系催化剂易使产品产生锑灰现象，且具有潜在的生物致癌性，将逐渐被要求停止使用；锗系催化剂虽能得到色相良好的聚酯产品，但是其催化活性较低，价格也非常昂贵，只有少数企业在使用；钛系具有催化剂廉价、无毒和催化活性高的特点，使用较多，但其高活性使得所制备的聚酯产品稳定性差，易发生黄变。为解决这一问题，专利号为US5684116和US5789528的美国专利文献中提到：荷兰的Akzo Nobel,N.V.公司开发出了一种固态钛系复合催化剂，能够较好地解决催化剂的水解稳定性和聚酯产品的黄变现象，但这种超细粉体催化剂制备工艺复杂，技术难度大，制备成本高，在实际使用过程中需要使用溶剂进行预先分散，工艺操作十分不便。

为了解决产品分子量不高、稳定性和色相差等问题，一些新型高效的生物降解聚酯催化剂得到了相继开发。比如，公开号为CN102019202A的中国专利文献中介绍了一种磺酸性双核离子液体催化剂，可以催化制备黏均分子量达到1.0*10⁵至1.5*10⁵的聚丁二酸丁二醇酯（PBS）产品；公开号为CN101328260A的中国专利文献中介绍了一种含镧系双齿配合物的二元复合催化剂，制备了分子量高、色泽好和力学性能优良的PBS产品和聚丁二酸丁二醇酯-共-聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBST）；公开号为CN101434693A的中国专利文献中介绍了一种环保、低能耗和可重复使用的脂肪酶催化剂。但是，以上催化剂大多停留在实验室研究开发阶段，难以大批量生产，未实现工业化生产。

发明内容

本发明提供了一种生物降解聚酯复合催化剂及其制备方法和使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有聚酯催化剂制备工艺复杂、操作不便、制备成本高和难以工业化生产的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种生物降解聚酯复合催化剂，按原料按重量份数计含有：有机钛化合物50份至98份、有机硅化合物1份至30份、助催化剂0份至10份，并按下述方法得到：先将所需要量的有机钛化合物和所需要量的有机硅化合物搅拌混合均匀，然后继续将所需要量的助催化剂与所需要量的有机钛化合物和所需要量的有机硅化合物搅拌混合均匀得到生物降解聚酯复合催化剂。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述助催化剂可为金属盐化合物或多官能团有机化合物。