[发明专利]一种生物基双环戊二醇共聚酯及其应用

说明书

本发明公开了一种生物基双环戊二醇共聚酯及其应用，其原料包括如下组分：(a)对苯二甲酸或其酯化物；(b)脂肪二元醇；(c)式(Ⅰ)所示的双环戊二醇，生物基双环戊二醇共聚酯由上述组分(a)、(b)和(c)混合后发生酯化或酯交换反应，然后经缩聚反应而制得；及其在电子、电器、汽车、婴儿奶瓶、水杯、食品包装、光学领域、装饰材料和厨电产品中的应用；本发明的共聚酯不仅环保，在使用过程中不会释放对人体有害的物质，同时还能够兼具高玻璃化转变温度、透明性好以及高抗冲击韧性等性能。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种生物基双环戊二醇共聚酯及其制备方法和应用。

背景技术

高玻璃化转变温度(Tg)、抗冲击透明的高分子材料在电子、电器、婴儿奶瓶、水杯、厨电产品、食品包装、光学领域、装饰材料、汽车制造领域有着非常广泛的用途，同时在轻质防弹玻璃领域也有着特殊用途。目前Tg大于100℃、抗冲击透明的高分子材料主要为双酚A型聚碳酸酯(BPA-PC)，但使用过程中会缓慢释放双酚A，引起婴儿发育不良，诱发癌症和新陈代谢紊乱，欧盟已命令禁止用于婴儿食品包装和接触领域；同时中国禁止用于婴儿食品接触容器，水杯、厨电产品的主流供应商为健康考虑，选择不再使用BPA-PC。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种新型的生物基双环戊二醇共聚酯，其环保，不会在使用过程中释放对人体有害的物质，同时还能够兼具高玻璃化转变温度以及高抗冲击韧性等性能。

本发明同时还提供了一种上述新型的生物基双环戊二醇共聚酯在电子、电器、汽车、婴儿奶瓶、水杯、食品包装、光学领域、装饰材料和厨电产品中的应用。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案如下：

一种生物基双环戊二醇共聚酯，所述生物基双环戊二醇共聚酯的原料包括如下组分：

(a)对苯二甲酸或其酯化物；

(b)脂肪二元醇；

(c)式(Ⅰ)所示的双环戊二醇，

所述生物基双环戊二醇共聚酯由上述组分(a)、(b)和(c)混合后发生酯化或酯交换反应，然后经缩聚反应而制得。

根据本发明的一些优选方面，所述式(Ⅰ)所示的双环戊二醇通过使顺-二环[3.3.0]辛烷-3,7-二酮与硼氢化钠在有机溶剂中反应制成。

根据本发明的一些优选方面，在顺-二环[3.3.0]辛烷-3,7-二酮与硼氢化钠反应的过程中，控制所述反应在-10～35℃下进行。根据本发明的一个具体方面，控制所述反应先在-10～0℃下进行1-5小时，然后升温至20-30℃下进行10-30h。

根据本发明的一些具体方面，在顺-二环[3.3.0]辛烷-3,7-二酮与硼氢化钠反应的过程中，所述有机溶剂为甲醇。

根据本发明的一些优选方面，在顺-二环[3.3.0]辛烷-3,7-二酮与硼氢化钠反应的过程中，所述硼氢化钠的投料摩尔量相对于2倍的所述顺-二环[3.3.0]辛烷-3,7-二酮的投料摩尔量是过量的。

根据本发明的一些具体方面，所述顺-二环[3.3.0]辛烷-3,7-二酮可以通过商购获得或者通过本领域的常规方法由生物基柠檬酸制得。

根据本发明的一些优选方面，所述双环戊二醇与所述对苯二甲酸或其酯化物的投料摩尔比为0.1-0.6∶1，优选为0.2-0.6∶1。

根据本发明的一些优选方面，所述双环戊二醇和所述脂肪二元醇的总投料摩尔量与所述对苯二甲酸或其酯化物的投料摩尔比为1.2-2.0∶1，优选为1.4-2.0∶1，更优选为1.5-1.9∶1。

根据本发明的一些优选且具体的方面，所述酯化或酯交换反应在温度160-240℃进行，优选在温度180-220℃下进行。