[发明专利]一种高分子量高气体阻隔共聚酯的制备方法

说明书

本申请公开了一种高分子量高气体阻隔共聚酯的制备方法，包括以下步骤：将含有以下组分(a)、(b)、(c)的原料，在催化剂I存在下发生反应I，然后在催化剂II存在下发生反应II，制备得到所述高分子量高气体阻隔共聚酯；(a)式I所示的化合物；(b)式II所示的化合物；(c)化学式为的脂肪醇；其中，n为2～10的整数；其中，所述反应I包括酯化反应和/或酯交换反应；所述催化剂I包括酯化反应催化剂和/或酯交换反应催化剂；所述反应II包括缩聚反应；所述催化剂II包括缩聚反应催化剂；式I和式II中，R₁，R₂独立地选自H，C1‑C8的烷基。

技术领域

本申请涉及材料技术领域，具体地，涉及高分子量高气体阻隔生物基共聚酯的制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种重要的热塑性工程塑料，具有耐高温、耐湿、电绝缘性能好、耐油、耐化学腐蚀、成型快等特点，而且价格适中，可以广泛应用于电子电器、汽车、工业零件等领域。但是PBT的熔点在225℃～235℃，合成和加工温度均较高；PBT的结晶速率很快，较难得到透明的制品；而且PBT的制备原料对苯二甲酸(TPA)来源于二甲苯(PX)，PX严重依赖于石化资源，受诸多因素影响我国PX建设步伐缓慢，一半用量依靠进口。所以，如果能找到合适的方法降低PBT的熔点、结晶速率，将有利于拓宽其实际应用范围。

2,5-呋喃二甲酸(2,5-FDCA)是一种很有发展前景的生物基原料，其分子结构中含有芳香环，结构与TPA极其相似，所以可以用来代替TPA。在PBT的聚合过程中，逐渐引入2,5-FDCA来代替TPA可以明显降低共聚酯的熔点，改变共聚酯的结晶性能，充分利用锑系催化剂对呋喃基原料合成反应高效的催化作用，得到高分子量、高气体阻隔性能的生物基共聚酯。而且利用生物基原料代替石油基原料，有利于降低聚酯行业对石油基原材料的依赖程度。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种高分子量高气体阻隔共聚酯的制备方法。基于PBT存在的问题以及2,5-呋喃二甲酸存在的优点，本发明提供一种高分子量高气体阻隔生物基共聚酯的制备方法；所述制备方法中，采用呋喃二甲酸或其酯化物逐渐代替对苯二甲酸或其酯化物，使得PBT分子链段中含有呋喃环结构，从而在一定程度上降低共聚酯的熔点，改变共聚酯的结晶性能，更低的熔点有利于降低合成和加工温度，减少能量消耗，而且在锑系催化剂对呋喃基原料合成反应高效的催化作用下，得到高分子量的生物基共聚酯，进一步得到具有高气体阻隔性能的生物基共聚酯。如此，可以更好地满足共聚酯材料在包装、薄膜、电器元件、汽车内外饰件等领域的应用需求。

所述高分子量高气体阻隔共聚酯的制备方法，包括以下步骤：

将含有以下组分(a)、(b)、(c)的原料，在催化剂I存在下发生反应I，然后在催化剂II存在下发生反应II，制备得到所述高分子量高气体阻隔共聚酯；

(a)式I所示的化合物；

(b)式II所示的化合物；

(c)化学式为的脂肪醇；其中，n为2～10的整数；

其中，所述反应I包括酯化反应和/或酯交换反应；所述催化剂I包括酯化反应催化剂和/或酯交换反应催化剂；

所述反应II包括缩聚反应；所述催化剂II包括缩聚反应催化剂；

式I和式II中，R₁，R₂独立地选自H，C1-C8的烷基。

具体地，所述高分子量高气体阻隔生物基共聚酯的制备方法，其特征在于所述生物基共聚酯由组分(a)：呋喃二甲酸和/或呋喃二甲酸酯化物；组分(b)：对苯二甲酸和/或对苯二甲酸酯化物；组分(c)：化学式为的脂肪醇经过酯化反应或酯交换反应和缩聚反应制备得到；其中，n为2～10的整数；。