[发明专利]一种生物基静电耗散聚酯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种生物基静电耗散聚酯及其制备方法，包括以下原料组分：2,5‑呋喃二甲酸、脂肪二元醇、聚醚、结构改性剂、催化剂、稳定剂；还包括对苯二甲酸、间苯二甲酸和无机盐。其制备方法包括以下步骤：(1)酯化反应：将2,5‑呋喃二甲酸与脂肪二元醇两者配制，同时加入催化剂，混合搅拌均匀后，进行酯化反应，出水量达到理论出水量的95％视为酯化反应结束，制得聚酯母液；(2)缩聚反应：将结构改性剂、稳定剂与聚醚相混合，搅拌均匀后加入到所述聚酯母液中，进行缩聚；(3)反应结束后，熔体经氮气保护出料，冷却，切粒，干燥，得到生物基静电耗散聚酯。所得产品具备绿色环保性能、良好的静电耗散能力和力学性能。

技术领域

本发明涉及一种聚酯及其制备方法，属于高分子型生物基聚酯功能材料技术领域，特别涉及一种生物基静电耗散聚酯及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有良好的物理机械性能和化学稳定性能，产量大，价格低，在纺织纤维、薄膜、瓶装容器、食品包装，以及汽车、电子等的工程塑料工业领域，均得到广泛且重要的应用。但存在一个问题，PET分子结构规整，易结晶，标准环境下吸湿率仅为0.4％，表面电阻率高达10¹⁴ohms/square，易产生静电。据统计，美国电子行业每年仅静电放电造成的电子产品损失就高达200亿美元。

为了减小和消除静电带来的危害，通常采用在塑料基体中添加导电填料或抗静电剂的方法。永久性静电耗散聚合物材料(IDP)，采用聚合技术，将有效抗静电成分嵌入到聚合物基体中，实现永久静电防护，相容性好且无析出物，因而成为研究的热点。高分子材料的抗静电效果不仅与导电性填料或抗静电成分的性质和用量有关，还与它们在树脂中的相容性、分散状态等有关。

此外，PET主要制备原料对苯二甲酸(PTA)是由对苯二甲苯(PX)经催化氧化得到，PX属低毒类化学物质，是芳烃类中和我们日常生活关联程度最高的化学品。而2,5-呋喃二甲酸(FDCA)和PTA结构相似，也具备芳香性，具有芳环平面、刚性结构，都含有两个羧基，可与EG进行酯化反应；2,5-呋喃二甲酸(FDCA)来源丰富，可由玉米秸秆等农业废弃物作原料通过系列催化裂解制备得到，具备生物质特性。最重要的是，2,5-呋喃二甲酸可由生物质原料通过生物发酵得到，可以作为可再生原料代替石油基的对苯二甲酸制备芳香族聚酯塑料。

目前，现有技术公开的生物基聚酯如2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)、呋喃二甲酸丁二醇酯(PBF)等强度高，力学性能优良，主要用于硬塑料产品，没有涉及具备生物基静电耗散聚酯功能材料制备技术的研究和报道。

发明内容

为了拓展生物基静电耗散聚酯功能材料的应用，赋予传统聚酯材料良好的静电耗散性能和绿色环保性能，本发明提供了一种生物基静电耗散聚酯及其制备方法，能够得到一种PEF基永久静电耗散聚合物材料，其在具备良好的静电耗散能力和绿色环保性能的同时，兼顾其良好的力学性能。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种生物基静电耗散聚酯，该生物基静电耗散聚酯的通式为：

其中，n＝50-250。

本发明提供一种生物基静电耗散聚酯，包括以下原料组分：

2,5-呋喃二甲酸、脂肪二元醇、聚醚、结构改性剂、催化剂、稳定剂；

其中，按各原料组分重量比计算：

2,5-呋喃二甲酸：脂肪二元醇＝100wt％：(120-200)wt％；

2,5-呋喃二甲酸：聚醚＝100wt％：(0-60)wt％；

2,5-呋喃二甲酸：结构改性剂＝100wt％：(0-12)wt％；