[发明专利]具有特定比例的酯基团的聚酯碳酸酯

说明书

本发明涉及制备基于二酸和至少一种1,4:3,6‑二脱水己糖醇和至少一种其它脂环族二羟基化合物的聚酯碳酸酯的方法，聚酯碳酸酯，以及含有所述聚酯碳酸酯的模塑料和模制品。根据本发明的聚酯碳酸酯的特征在于高比例的生物基结构基序和良好的机械性质和分子量。

本发明涉及具有特定比例的酯基团的结构式(1)的共聚酯碳酸酯，模塑料，模制品，以及制备相应的聚酯碳酸酯的方法。

聚酯、聚碳酸酯和聚酯碳酸酯已知在机械性质、耐热变形性和耐候性方面具有良好的性质。根据所用的单体，各聚合物类别具有这些材料特有的某些关键特征。例如，聚碳酸酯特别具有良好的机械性质，而聚酯通常表现出更好的耐化学品性。根据所选择的单体，聚酯碳酸酯表现出来自所述两类的性质状况。

脂族聚碳酸酯或聚酯碳酸酯的缺点通常是它们的低玻璃化转变温度。因此有利的是使用脂环族醇作为(共聚)单体。这样的脂环族醇的实例包括TCD醇（三环癸烷二甲醇；8-(羟甲基)-3-三环[5.2.1.02,6]癸基]甲醇）、环己二醇、环己烷二甲醇和基于1,4:3,6-二脱水己糖醇，如异山梨醇和异构体异甘露糖醇和异艾杜糖醇（Iosidid）的生物基二醇。为了进一步提高玻璃化转变温度，也经常使用脂环族酸，如1,2-、1,3-或1,4-环己烷二甲酸或相应的萘衍生物作为(共聚)单体。根据反应物的选择，随后获得聚酯或聚酯碳酸酯。本申请涉及基于1,4:3,6-二脱水己糖醇如异山梨醇和异构体、呋喃二甲酸以及包含一定量的酯基团的脂环族二醇的共聚酯碳酸酯，以实现改进的性质。本发明进一步涉及制备这些共聚酯碳酸酯的方法，其特征在于原材料的直接反应并且不需要任何对处理具有挑战性的原材料，如光气。

在工业上例如通过相应的含酯单体与二醇的酯交换制备聚酯。例如，1,4-环己烷二甲醇和1,4-环己烷二甲酸的聚酯由该二酸的二甲酯开始制成（这种聚酯和聚碳酸酯的共混物：来自DuPont的Xyrex^®）。

但是，对于酯交换反应，苯基酯的反应性比它们的脂族类似物高得多。EP 3026074A1和EP 3248999 A1描述了以苯基酯作为中间步骤制备聚酯碳酸酯的方法。这些基于环己烷二甲酸和异山梨醇制备。

随着对保持所需性能的可持续材料的需求持续增长，生物基单体也越来越受到共聚酯碳酸酯的关注。特别地，上面提到的1,4:3,6-二脱水己糖醇已经可购得。呋喃二甲酸也可由5-羟甲基糠醛获得，而5-羟甲基糠醛又由果糖制成。

对本发明而言，词语“生物基”被理解为是指相关化学化合物在申请日当前可通过可再生和/或可持续原材料供应、获得，和/或优选是这样的可再生和/或可持续原材料。可再生和/或可持续原材料优选被理解为是指通过天然工艺以与其耗竭速率相当的速率再生的原材料（参见CEN/TS 16295:2012）。该词语特别用于区别于由化石原料产生的原材料，根据本发明也被称为石油基。原材料是生物基还是石油基可通过测量原材料中的碳同位素来测定，因为碳同位素C14的相对量在化石原材料中较低。这可例如根据ASTM D6866-18(2018)或ISO16620-1至-5 (2015)或DIN SPEC 91236 2011-07进行。