[发明专利]制备改性聚丁二酸丁二醇酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备改性聚丁二酸丁二醇酯的方法。

技术背景

在可生物降解脂肪族聚酯中，MPBS除具有与传统的聚烯烃材料如LDPE、PP相似的优异的综合性能外，在生物降解性能方面还大大优于传统的聚烯烃材料甚至PBS。经过对PBS分子的改性，可使最终产品适合多种加工成型条件，并在熔体强度及结晶速率方面得到改善。如对PBS进行长支链改性，可使产品具有较高的熔体强度和较快的结晶速率，适合用于加工制备拉伸吹瓶、泡沫板材、多孔纤维材料、高铺展性的泡沫材料。如将PBS改性为梳状分子结构，能适用于制成浇注薄膜、泡沫材料及挤出板材，如将PBS改性为星形分子结构，能适用于制成管状薄膜、泡沫纤维及拉伸吹瓶材料。如对PBS进行交联改性，得到的MPBS较PBS玻璃化温度升高，熔融温度和结晶度下降，抗撕裂强度大幅增加，同时，硬度和热稳定性也得到大幅提高。

CN200410011273.2提供了一种生物陶瓷与生物降解脂肪族聚酯复合材料的制备方法。生物陶瓷纳米/微米粒子与羟基乙酸在甲苯共沸脱水条件下反应，在无溶剂下生物陶瓷和羟基乙酸也可以直接反应。在生物陶瓷粒子表面接枝得到羟基乙酸钙或低聚羟基乙酸钙－生物陶瓷的化学结构，然后在无水无氧的条件下，以辛酸亚锡为引发剂，从所负载的羟基乙酸中的羟基引发ε-己内酯、丙交酯、乙交酯或环酯单体的开环聚合，经开环聚合得到ε-己内酯、丙交酯或乙交酯可生物降解聚酯的均聚物和它们之间的两元或三元共聚物的纳米/微米复合材料。用羟基乙酸改性的生物陶瓷和表面接枝负载聚酯的生物陶瓷可以直接用来做聚酯材料的添料使用。

现有技术均存在PBS产品强度较低、产品分子量较低、色泽不好的问题，本发明有针对性的解决了上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中PBS产品强度较低、产品分子量较低、色泽不好的问题，提供一种新的制备改性聚丁二酸丁二醇酯的方法。该方法用于聚丁二酸丁二醇酯（PBS）中，具有PBS产品强度较高、产品分子量较高、色泽好的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种制备改性聚丁二酸丁二醇酯的方法，包括如下步骤：1)将多元醇与丁二酸酐在压力以绝对压力计为195-110kPa、温度为160-200℃条件下，加入催化剂Ⅰ，进行开环酯化反应，反应0.5-3小时，然后在温度为190-220℃，压力以绝对压力计为10-90kPa条件下进行预聚反应，反应时间为1-3小时，得到改性预聚物；2)将1,4丁二醇与丁二酸酐在催化剂作用下，在压力以绝对压力计为195-110kPa、温度为160-200℃条件下，加入催化剂Ⅱ，进行开环酯化反应，反应0.5-3小时，然后在温度为190-220℃，压力以绝对压力计为10-90kPa条件下进行预聚反应，反应时间为1-3小时，得到PBS预聚物；3)将改性预聚物和PBS预聚物按照质量比1:50-4的比例在温度为220-250℃，压力以绝对压力计为20-200Pa，并在催化剂Ⅲ的作用下，反应2-5小时，得到改性聚丁二酸丁二醇酯(MPBS)。

上述技术方案中，优选地，所述多元醇为丙三醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、木糖醇、山梨醇中的至少一种。

上述技术方案中，优选地，所述多元醇与丁二酸酐的摩尔比为1:1-10，优选方案为1:3-7。

上述技术方案中，优选地，所述1,4丁二醇与丁二酸酐为摩尔比为1:1-1.3。

上述技术方案中，优选地，所述制备改性聚丁二酸丁二醇酯的方法，其特征在于所述催化剂（包括催化剂I、催化剂II和催化剂III，三种催化剂在使用时可以相同的也可以是不同的）均为有机酸与过渡金属化合物的混合物，有机酸为对甲苯磺酸；过渡金属化合物包括钛化合物、锡化合物、锌化合物、锰化合物、锗化合物、锑化合物中的一种或者两种以上混合物；其中，所述的钛化合物为二氧化钛、钛酸正丁酯、钛酸异丙酯、钛酸四异辛酯、草酸钛钾、乙二醇钛和丁二醇钛；所述的锡化合物为二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡、二（十二烷基硫）二丁基锡、二醋酸二丁基锡、二烷基锡二马来酸酯和二硫醇烷基锡；所述的锌化合物为氧化锌和醋酸锌；所述的锰化合物为二氧化锰和乙酸锰；所述的锗化合物为氧化锗、辛酸锗、锗酸四丁酯和锗酸异丙酯；所述的锑化合物为三氧化二锑、乙二醇锑。。

上述技术方案中，优选地，所述催化剂中有机酸与过渡金属化合物的摩尔比为1:0.5-2，催化剂的总用量相对于丁二酸酐和脂肪族二醇的总重量为100-2000ppm。