[发明专利]一种生物可降解半芳香族聚酯合成用的催化剂、制备方法及应用

说明书

本发明属于高分子材料合成技术领域，公开了一种生物可降解半芳香族聚酯合成用的催化剂、制备方法及应用，所述催化剂为包括铝元素、钛元素与磷元素的复合物，其中铝元素、钛元素与磷元素的摩尔比为1:0.5～2:0.05～0.5，优选为1:1.5～2:0.3～0.5，更优为1:1.8～2:0.3～0.5。本发明的生物可降解半芳香族聚酯合成用的催化剂为包括铝元素、磷元素和钛元素的三元复合体系，具有高催化活性，可用于催化合成具有低端羧基含量的生物可降解半芳香族聚酯，从而提高所得生物可降解半芳香族聚酯制品的抗水解老化性能，延长其货架储存时长。

技术领域

本发明属于高分子材料合成技术领域，具体地说，涉及一种生物可降解半芳香族聚酯合成用的催化剂、制备方法及应用。

背景技术

生物可降解半芳香族聚酯是脂肪族二元酸和芳香族二元酸与脂肪族二元醇的共聚酯，它兼具脂肪族聚酯良好的生物可降解性及柔韧性与芳香族聚酯良好的耐热性及力学性能，已广泛应用于制作购物袋、农用地膜、快递包装袋、垃圾袋、一次性餐盒和纸杯等。但是生物可降解半芳香族聚酯中的脂肪族二元酸酯键极易水解，而且生物可降解半芳香族聚酯分子链端的羧基在水解过程中可以起到催化促进作用，使得水解速度加快，导致生物可降解半芳香族聚酯制品易因货架储存偏长导致力学性能严重劣化，因而严重制约了生物可降解半芳香族聚酯的应用。

为了降低生物可降解半芳香族聚酯中端羧基含量，进而延长生物可降解半芳香族聚酯制品的货架可储存周期，发明专利CN201710009630.9和CN201710550874.8公开了在生物可降解聚酯中添加碳化亚胺类抗水解剂的方案，通过碳化亚胺与聚酯分子链端的羧基反应而将其封闭，以提高制品的耐水解老化性。但是碳化亚胺类抗水解剂的引入容易导致生物可降解半芳香族聚酯色相劣化、产生气味等。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种生物可降解半芳香族聚酯合成用的催化剂、制备方法及应用，所述催化剂的催化活性高，采用所述催化剂可以催化合成具有低端羧基含量的生物可降解半芳香族聚酯。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种生物可降解半芳香族聚酯合成用的催化剂，所述催化剂为包括铝元素、钛元素与磷元素的复合物，其中铝元素、钛元素与磷元素的摩尔比为1:0.5～2:0.05～0.5，优选为1:1.5～2:0.3～0.5，更优为1:1.8～2:0.3～0.5。

本发明的第二目的是提供一种上述所述的生物可降解半芳香族聚酯合成用的催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将铝醇盐溶解在醇中，得到铝醇盐的醇溶液；

2)将所述铝醇盐的醇溶液加入磷酸氢盐的水溶液中，反应得到水基γ-AlOOH悬浮液；

3)向所述水基γ-AlOOH悬浮液中加入1,4-丁二醇，然后将水和低沸点醇脱除，得到1,4-丁二醇基γ-AlOOH悬浮液；

4)将钛醇盐加入所述的1,4-丁二醇基γ-AlOOH悬浮液中，反应得到生物可降解半芳香族聚酯合成用的催化剂。

在上述方案中，铝醇盐具有高化学反应活性，可水解生成具有γ晶相、多孔结构的γ-AlOOH超细粉体。γ-AlOOH超细粉体对生物可降解半芳香族聚酯的缩聚反应具有较高的催化活性，可以对生物可降解半芳香族聚酯的合成起到催化作用。同时，所述γ-AlOOH超细粉体中的铝元素可以和生物可降解半芳香族聚酯大分子链的端羧基形成配合物而将其封闭，起到了降低最终产物中端羧基含量的效果。