[发明专利]聚丙交酯树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚丙交酯树脂的制备方法。

背景技术

聚丙交酯(或聚(乳酸))树脂是一类含有下面化学式的重复单元的树脂。与现有的石油类树脂不同，这些聚丙交酯树脂是基于生物物质的，因此它们具有环境友好的特征，使得它们可以用作可再生资源，并且与其它树脂相比，在它们的制备过程中表现出较低的导致环境变暖的CO₂的排放，当掩埋时，在水分和微生物存在下可生物降解，以及具有与现有的已知的石油类产品相当的适当的机械强度。

[化学式]

这些聚丙交酯树脂主要用于一次性包装/容器、涂料、泡沫产品、薄膜/片材和织物。近来，在将聚丙交酯树脂和诸如ABS、聚碳酸酯或聚丙烯等已知树脂混合而改善它们的物理性能之后，为了将聚丙交酯树脂用作手机机身或汽车内部零件的半永久性材料，人们积极地进行了诸多努力。然而，由于诸如在它们制备中使用的催化剂或空气中的水分等因素使得聚丙交酯树脂本身趋于降解，直至目前，它们自身性能的这类缺陷限制了它们的应用。

另一方面，先前已知的制备聚丙交酯树脂的方法涉及或者直接使乳酸进行缩聚或者在有机金属催化剂的存在下使丙交酯单体进行开环聚合。就这一点而言，直接缩聚法能够以低成本生产所述聚合物，但是所得到的聚合物难以具有重均分子量为100,000以上的高分子量，因而难以充分保证聚丙交酯树脂的物理和机械性能。另外，由于丙交酯单体应由乳酸制备，因此丙交酯单体的开环聚合法使得成本高于缩聚法，但是丙交酯单体的开环聚合法可以制备具有相对高分子量的聚合物并且有利于控制聚合反应，因此得到商业应用。

同时，作为在丙交酯的这种开环聚合中使用的有机金属催化剂，使用以诸如2-乙基己酸锡(II)(下文中，Sn-(Oct)₂)的Sn催化剂为代表的路易斯酸。开环聚合时，Sn催化剂与作为引发剂的醇一起加入，并且被该引发剂活化为Sn-(OR)₂的形式，然后催化聚合反应。具体而言，Sn-(Oct)₂与醇引发剂反应制得辛酸，辛酸被转变成诸如单烷基氧化锡或二烷基氧化锡的活性物质。

丙交酯单体的这种开环聚合通常以本体聚合进行。本体聚合为基本上不使用任何溶剂进行的聚合反应。就这一点而言，“不使用任何溶剂”包括使用少量的用于溶解催化剂的溶剂，例如每1Kg丙交酯单体最多低于1mL的溶剂。然而，随着本体聚合反应的进行，聚丙交酯熔体的粘度升高。由于高粘度，聚丙交酯熔体流动性变差，因此传送速度降低。此外，为去除蒸发过程中残留的丙交酯，高温下的停留时间增加，从而问题性地导致树脂变色和热分解加速。

发明内容

技术问题

本发明提供聚丙交酯树脂的制备方法，包括在芳族单体清除剂的存在下使丙交酯单体进行开环聚合的步骤，其中聚丙交酯熔体易于传送，并且去除残留丙交酯的效率提高以缩短高温下的停留时间，从而使聚丙交酯树脂的变色和热分解最小化。

技术方案

本发明提供聚丙交酯树脂的制备方法，包括在有机金属催化剂和芳族单体清除剂的存在下使丙交酯单体进行开环聚合的步骤，其中基于100重量份的丙交酯单体，芳族单体清除剂的用量为0.1至20重量份。

另外，所述芳族单体清除剂可以为选自乙苯、甲苯、二甲苯、二苯醚、氯苯、苯和二氯苯中的一种或多种。

另外，基于100摩尔的丙交酯单体，所述有机金属催化剂可以以0.001至1.0摩尔的比例添加。

另外，所述有机金属催化剂可以为含Sn催化剂。

本发明中，所述含Sn催化剂可以为Sn-(Oct)₂催化剂。

本发明中，所述开环聚合可以在包含含有羟基的化合物的引发剂的存在下进行。

本发明中，所述含有羟基的化合物可以具有8个或大于8个的碳原子。

本发明中，基于100摩尔的丙交酯单体，所述引发剂可以以0.001至1摩尔的比例添加。

另外，所述开环聚合可以是通过溶液聚合进行的。

所述开环聚合可以在120至220℃的温度下进行0.5至8小时。

在一个方面，本发明提供由所述方法制备的聚丙交酯树脂。

本发明中，所述聚丙交酯树脂的重均分子量可以为10,000至1,000,000。

另外，所述聚丙交酯树脂的酸度可以小于50meq/kg。

有益效果