[发明专利]一种高结晶度支化聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高结晶度支化聚对苯二甲酸‑己二酸丁二醇酯的制备方法，其中原位聚合催化剂采用如下步骤的方法制备得到：(1)将一定质量的金属羧酸盐加入到分子结构中只带有一个羟基的醇类化合物和蒸馏水的混合溶液中进行反应；(2)加入α‑羟基酸后使体系回流反应一段时间后即可制备得到所述的原位聚合催化剂。本发明的所制备的聚对苯二甲酸‑己二酸丁二醇酯纳米微颗粒原位聚合催化剂粒径小、分散性好，活性高并且抗潮解、耐热耐光照，能在自然环境下长时间储存。在催化剂和支化剂的作用下，可以得到高特性粘度和高结晶温度的聚对苯二甲酸‑己二酸丁二醇酯。

技术领域

本发明属于生物可降解脂肪族聚酯高分子材料合成技术领域，涉及一种高结晶度支化聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯及其制备方法。

背景技术

聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)的主链是由脂肪族结构单元和芳香族结构单元通过易水解的酯键连接而成，易被自然界中的多种微生物或动植物体内酶分解代谢，最终转化为CO2和H2O。与传统的生物降解聚酯相比，PBAT在具有较高熔点的同时又具有良好的力学延展性、可加工性和物理机械性能，可以用注塑、吹塑、吹膜等成型方法进行加工，故而用途极为广泛，不仅可以应用于包装领域，还可以应用于医药卫生方面和农业领域等，符合环境保护与可持续发展战略要求。

专利CN 103130992A涉及到一种高分子量聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的制备方法，其中催化剂为金属氧化物和钛有机酯类的混合物，采用在酯化阶段加入催化剂、在缩聚阶段加入热稳定剂的方法提高了聚合物分子量和降低了聚合物端羧基值。但是这类催化剂不仅制备过程繁琐，而且并未解决钛有机酯类催化剂易水解的问题，给生产过程增加了不稳定因素。

专利CN 110105555B提到了一种支化型生物降解聚酯的制备方法，利用三乙醇胺和三官能团氮丙啶基团化合物在聚酯分子上引入了支化结构，也抑制了端羧基的产生，得到了熔体强度高、拉伸强度和直角撕裂强度纵横向差异小的聚酯材料；

专利CN 107189043A涉及一种高分子量弱结晶性的聚酯及其制备方法和应用，由1，5-戊二醇、二元酸和甘油或三羟甲基丙烷等支化剂缩聚制得，由于弱结晶性的聚酯材料力学性能太差，导致其应用领域太窄；

专利CN 112321999A提到了一种超支化聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯材料的制备方法，采用三嗪环支化剂与PBAT和抗氧化剂按照重量份配比放入双螺杆挤出机中混合均匀，挤出造粒后使用注塑机制得。此支化聚酯需要在后加工的过程中加入支化剂才能制得。

专利CN 104974337A涉及到一种可降解支化聚酯及其制备方法，采用单甘油酯作为支化剂引入到聚酯的线型分子中，得到低结晶度的聚酯产品。

可以看到，现有的研究只能单方面的增加PBAT的支化程度或提高商品化PBAT结晶速率，不能使得PBAT在拥有高分子量和一定支化程度的同时又拥有高的结晶速率。所以，开发出一种在制备具有一定支化程度的PBAT时能快速提高其分子量和结晶温度的方法意义重大。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的上述问题，提供一种高结晶度支化聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯及其制备方法。

本发明中提供的纳米微颗粒原位聚合催化剂的制备方法，采用生物来源的α-羟基酸为原料制备而成，在催化合成高分子量支化PBAT的同时又能加快其结晶速率、提高其结晶温度。

本发明提供一种聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯的制备方法，以己二酸、对苯二甲酸和1,4-丁二醇为原料，在原位聚合催化剂的作用下进行酯化反应，后加入支化剂进行预缩聚反应和终缩聚反应制得高结晶度支化聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯。

所述的支化剂为天然多元糖醇,具体为麦芽糖醇、乳糖醇、异麦芽酮糖醇、肌醇、甘露糖醇、木糖醇、赤藓糖醇和山梨醇中的一种以上