[发明专利]一种聚酯增塑剂的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明公开一种聚酯增塑剂的制备方法及其产品和应用。包括以下步骤：在氮气氛围下，将二元醇与二元酸混合物进行酯化反应，得到预聚物；将脂肪酶加入到预聚物中进行缩聚反应，得到聚酯粗品；以聚酯粗品和聚二甲硅氧烷为原料，在催化剂作用下进行接枝反应，得到改性聚酯粗品；对得到的改性聚酯粗品进行分离纯化，得到聚酯增塑剂。本发明具有绿色环保，存在副反应少，溶剂消耗少，分散系数小，操作简单，分子量可控等优点。获得的聚酯增塑剂具有耐抽出、耐迁移、无毒的特点，能够显著提高NBR的力学性能和耐低温性能。

技术领域

本发明属于聚酯增塑剂和橡胶助剂领域，具体涉及一种聚酯增塑剂的制备方法及其产品和应用。

背景技术

丁腈橡胶(NBR)是一种广泛应用于汽车、航空、建筑等领域的合成橡胶，是由丁二烯和丙烯腈两种单体共聚得到的不饱和聚合物。NBR具有较好的耐油性和耐磨性等，但是极性较大的丙烯腈的存在导致耐寒性较差，但是降低NBR中丙烯腈的比例会使耐油性能降低，因此，需要找到合适的高分子助剂提升其耐低温性能，拓宽橡胶制品的使用温度范围。

增塑剂是一种类溶剂的添加剂，不仅可以改善材料的可加工性，还可以改善材料的力学性能、耐寒性等。一直以来，最常用的增塑剂主要为邻苯类增塑剂，该类增塑剂增塑效果较好，但是随着应用越来越广泛，研究发现该类增塑剂具有潜在毒性，会干扰机体的内分泌系统，因此，许多国家已明令禁止了相应邻苯类增塑剂在食品、药品、儿童玩具等可能与人体接触的领域中。目前，国内外已开始研究邻苯类增塑剂的替代品——新型环保增塑剂。

聚酯增塑剂是一种耐抽出、耐迁移、耐挥发的新型无毒环保增塑剂，但目前国内的聚酯增塑剂市场还未形成规模，聚酯增塑剂的合成还需进一步研究。合成聚酯的常用方法是化学法，采用强酸或金属等作催化剂，催化效率较高，反应迅速，但是反应温度较高导致副产物较多，产物不易分离。随着非水相中酶催化反应的建立，脂肪酶成为了生物化工领域的研究热点，脂肪酶本身也属于可再生能源，目前在工业生产中已得到了应用。相较于传统的化学合成法，酶催化法具有高效的选择性，包括对应选择性和区域选择性，可以在多种不同的介质中进行反应，且酶本身属于绿色可再生资源，无毒无害，使反应能在温和的条件下进行，它是一种新型的环境友好的绿色生物催化剂。但目前只有一些商品化的脂肪酶和固定化酶应用于聚酯的合成的研究，而且目前酶催化合成聚酯离实际应用还有差距，一方面反应成本较高，效率低，通常反应时间在数小时至数天，催化剂用量较大，有的甚至与单体质量相当；另一方面，多数产物分子量较低，难以作为独立使用的高分子材料。

樊爱龙采用钛酸四丁酯等作催化剂，在高压反应釜中高温(160-230℃)催化乙二醇与2-甲基丁二酸缩聚合成了数均分子量2800-3800的乙二醇聚酯，其热稳定性优异，且酸值低(CN 110078902 A)。王世臻等采用生物催化法，以衣康酸和一种二元醇为底物，以脂肪酶为催化剂合成了衣康酸聚酯。首先，常压下，酶催化酯化12-24h制得预聚体；再在真空条件下，缩聚18-48h制得衣康酸聚酯(CN 109251942 A)。该专利公开的方法中酶催化合成衣康酸聚酯的反应条件温和，降低了能耗，但酶催化反应速度缓慢，所需时间较长。

因此，开发出一种更为高效的生物催化聚合方法成为目前的研究重点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种聚酯增塑剂的制备方法及其产品和应用，该类聚酯增塑剂的合成方法绿色环保，存在副反应少，溶剂消耗少，分散系数小，操作简单，分子量可控等优点。本发明获得的聚酯增塑剂具有耐抽出、耐迁移、无毒的特点，能够提高NBR的力学性能和耐低温性能。

为实现上述技术目的，本发明提供如下技术方案：

技术方案一：一种聚酯增塑剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)在氮气氛围下，将二元醇与二元酸混合物进行酯化反应，得到预聚物；

(2)将脂肪酶加入到预聚物中进行缩聚反应，得到聚酯粗品；