[发明专利]一种石油树脂改性的生物基聚酯及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种石油树脂改性的生物基聚酯及其制备方法。本发明石油树脂改性的生物基聚酯，其包括以下重量份数的组分：呋喃二甲酸和/或其酯化物30‑80份、乙二醇20‑70份、石油树脂5‑20份。通过添加石油树脂使得聚酯材料的熔融指数由32.1g/10min提升至46.1g/10min及以上，说明PEF的加工流动性得到显著改善，可以避免PEF加工时由于受热时间过长而出现黄化、降解等现象；同时半结晶时间由30.9min延长至38.7min及以上，说明PEF的结晶速率明显降低，结晶时间延长，有助于提高PEF产品的透明度。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种石油树脂改性的生物基聚酯及其制备方法。

背景技术

聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)是以生物基的呋喃二甲酸或其酯化物和二元醇为原料制得的一种全生物基绿色聚酯，其与石油基对应物聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)相比，具有更高的玻璃化转变温度(87℃)、拉伸模量(2.8GPa)及更加优异的气体阻隔性能。基于上述性能，PEF一直被视为一种可以代替PET用于食品包装、塑料瓶、薄膜等领域的聚酯材料。

然而PEF受热时间过长会出现黄化、降解等不良现象，因此在其注塑、吹膜等高温加工过程中，需要较高的流动性，以尽可能缩短高温接触时间，避免黄化和降解等不良现象的出现；另外，现有PEF产品颜色较深，严重制约其在包装、塑料及薄膜制品中的应用。现有中国发明专利(CN107840948A)公开了一种在生物基组合物中添加呋喃二甲酰氯改善生物基呋喃聚酯颜色深的技术问题，其主要依赖呋喃二甲酰氯与组分中二元醇发生亲核取代反应生成白色酯化物，无疑增加了反应过程复杂性，增加了副产物产生可能性，同时呋喃二甲酰氯具有较强的腐蚀性能，若使用不当很容易被其腐蚀，且呋喃二甲酰氯价格昂贵(约990元/g)，大大增加了生物基呋喃聚酯生产成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种具有优异加工流动性、较高透明度及较低生产成本的经石油树脂改性的生物基聚酯。

本发明的上述目的可以通过下列技术方案来实现：一种石油树脂改性的生物基聚酯，其包括以下重量份数的组分：呋喃二甲酸和/或其酯化物30-80份、乙二醇20-70份、石油树脂5-20份。

石油树脂中含有羟基等基团，将其作为原料添加，其能够与其他材料组分相互作用，提高组分间的相容性，改善PEF的加工流动性，避免PEF加工时由于受热时间过长而出现黄化、降解等现象；同时其还可以降低PEF的结晶速率，延长结晶时间，有助于提高PEF产品的透明度。但对于本申请而言，石油树脂添加量低于5份时，获得的生物基聚酯流动性改善不明显，随着含量的增加，生物基聚酯材料的流动性改善越来越明显，但拉伸强度会逐渐减低，当石油树脂添加量高于20份时生物基聚酯材料的拉伸强度会大幅度降低，需将其含量严格控制在上述范围。

进一步优选，所述石油树脂的重量份数为5-15份。

作为优选，所述石油树脂为C5石油树脂、C9石油树脂、氢化C5石油树脂、氢化C9石油树脂中的至少一种。

进一步优选，所述石油树脂的相对数均分子量为300-3000。

作为优选，所述石油树脂改性的生物基聚酯还包括酯化或酯交换催化剂、缩聚催化剂，其用量均为呋喃二甲酸和/或其酯化物的0.2-0.5mol％。对于本发明反应而言，催化剂量太少，活性低，不能激发反应；而量太多，反应又会产生暴聚，影响产品性能，因此需要严格按照上述比例范围进行添加。

进一步优选，所述酯化或酯交换催化剂为无水乙酸锌、无水乙酸锰中的至少一种。

进一步优选，所述缩聚催化剂为醋酸锑、乙二醇锑、钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯中的至少一种。

本发明的另一个目的是提供一种上述石油树脂改性的生物基聚酯的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：