[发明专利]聚癸二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯及其制备方法

说明书

本发明涉及聚癸二酸丁二醇酯‑对苯二甲酸丁二醇酯及其制备方法技术领域，是一种聚癸二酸丁二醇酯‑对苯二甲酸丁二醇酯及其制备方法，前者以生物基癸二酸、对苯二甲酸和1,4‑丁二醇为聚合单体，采用高效复合催化剂体系，通过采用酯化反应、预缩聚反应、终缩聚反应和增粘反应制备得到聚癸二酸丁二醇酯‑对苯二甲酸丁二醇酯。本发明制备方法简单，得到的聚癸二酸丁二醇酯‑对苯二甲酸丁二醇酯熔指低、色相好、白度高，且具有较好的拉伸强度、断裂伸长率。

技术领域

本发明涉及聚癸二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯及其制备方法技术领域，是一种聚癸二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）作为典型的工程塑料，具有良好的力学性能、电性能、耐热性能、加工性能等极佳的综合性能。但芳香族聚酯没有降解能力，为了保留芳香族聚酯优异的性能，同时又获得生物可降解性，可以采用在聚合PBT时，引入可降解特性的脂肪族二元酸单体以制备脂肪族芳香族共聚酯。共聚酯中脂肪族二元酸一般包含：丁二酸、己二酸等。最为典型的PBT基脂肪族芳香族共聚酯为聚（己二酸丁二醇对苯二甲酸丁二醇）共聚酯（PBAT），该共聚酯引入碳链长度为６的二元酸单体己二酸形成弹性体，已经成为商业化产品。己二酸单体的引入使该共聚酯具有良好的韧性以及生物可降解性能，如引入碳链长度更长的二元酸单体，可以使该共聚酯具有更好的韧性，同时引入的二元酸单体为生物基二元酸，可以大大提高生物降解树脂的生物基含量。如引入碳链长度为10的癸二酸，癸二酸由蓖麻油裂解制得，为生物基二元酸，相比于己二酸可以使共聚酯有很好的韧性和生物基含量，现有报道制备生物基聚癸二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯（可简称PBST）的技术较少。

发明内容

本发明提供了一种聚癸二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，得到熔指低、色相好、白度高，且具有较好的拉伸强度、断裂伸长率的聚癸二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种聚癸二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯的制备方法，按照下述步骤就进行：第一步，酯化反应，将所需量生物基癸二酸、对苯二甲酸和1,4-丁二醇及酯化催化剂依次加入容器内进行酯化反应，先控制反应温度为220℃至240℃、反应压力为85KPa至90KPa，反应2.5小时至3小时后，再控制反应温度为220℃至240℃、反应压力为55KPa至65KPa，反应3小时至3.5小时，当酯化率达到96%以上时反应结束，得到酯化反应物料，其中，对苯二甲酸占总酸的摩尔比为0.4至0.6，1，4-丁二醇与总酸的摩尔比1.2:1至2:1；第二步，预缩聚反应，向酯化反应物料中加入缩聚催化剂、稳定剂和助剂进行预缩聚反应，控制反应温度为220℃至235℃、反应压力1.5KPa至4.5KPa，反应1.5小时至2小时后，去除反应体系中未参与反应的单体和副产物，预缩聚反应结束，得到预缩聚反应物料；第三步，将预缩聚反应物料在反应温度为225℃至235℃、反应压力20Pa至120Pa的条件下，进行终缩聚反应，反应2小时至2.5小时后，终缩聚反应结束，得到终缩聚反应物料；第四步，增粘反应，将终缩聚反应物料在反应温度为230℃至245℃、反应压力10Pa至100Pa的条件下，进行增粘反应，反应0.5小时至1.5小时后，物料在反应釜内不断更新物料界面，脱除小分子副产物，得到聚癸二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述第一步中，对苯二甲酸占总酸的摩尔比为0.45至0.55，1，4-丁二醇与总酸的摩尔比1.2:1至1.8:1。

上述第一步中，酯化反应温度为230℃至240℃；或/和，第二步中，预缩聚反应温度为225℃至230℃、反应压力1.5KPa至2.8KPa；或/和，第三步中，终缩聚反应温度为228℃至232℃、反应压力30Pa至65Pa或/和，第四步中，增粘反应温度为235℃至240℃、反应压力15Pa至45Pa。