一种聚2,3‑萘二甲酸乙二醇酯可生物降解聚酯及其制备方法和用途与流程

文档序号:11097125阅读:262来源:国知局

本发明涉及一种聚酯材料的制备方法,具体涉及一种聚2,3-萘二甲酸乙二醇酯可生物降解聚酯及其制备方法和用途。



背景技术:

理想的可生物降解材料是既能满足注塑工艺的要求,又能满足吹塑工艺的要求,且原料来源丰富,价格低廉。而目前,大多数生物降解材料价格高、质量稳定性差,有的需要二次加工才能制备注塑产品或吹塑产品,生产流程长,加工成本高,材料性能下降。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种既满足注塑工艺要求又满足吹塑工艺要求且原料来源丰富,价格低廉的新型可生物降解聚酯。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为:一种新型可生物降解聚酯,其化学名称为聚2,3-萘二甲酸乙二醇酯,结构如式(I)所示:

所述聚2,3-萘二甲酸乙二醇酯的数均分子量在10000~50000之间。

本发明采取的又一技术方案是:一种聚2,3-萘二甲酸乙二醇酯可生物降解聚酯的制备方法,其包括如下步骤:

(1)、将2,3-萘二甲酸和乙二醇按摩尔比1:1~2.3配成浆料,搅拌均匀后,加入到反应釜内进行酯化反应,酯化反应温度175~270℃,反应时间为1~3小时,制得初聚物;

(2)、将步骤(1)所得初聚物与添加剂一起注入预缩聚反应釜中,在温度120~180℃,真空度为3~20mmHg下进行预缩聚反应,反应时间为1~5小时,得到预缩聚产物,其中所述添加剂包括催化剂;

(3)、将预缩聚产物通入到终聚反应釜中,在温度120~190℃,真空度≤1mmHg下进行终缩聚反应,反应时间为0.5~5小时,反应完毕,冷却,切粒,干燥,制得聚2,3-萘二甲酸乙二醇酯。

根据本发明,步骤(2)中,所述的催化剂为聚酯领域常用的聚合催化剂,例如包括锑系、锗系、钛系、铝系或钴系化合物在内的各种金属化合物催化剂。

优选地,所述的催化剂为乙二醇锑。

优选地,步骤(1)中,所述的2,3-萘二甲酸和乙二醇的投料摩尔比优选为1:2~2.2。

优选地,所述的聚2,3-萘二甲酸乙二醇酯的数均分子量在10000~50000之间。

优选地,所述的聚2,3-萘二甲酸乙二醇酯的数均分子量在15000~30000之间。

本发明所得聚2,3-萘二甲酸乙二醇酯可满足注塑工艺要求,可直接注塑成型制成注塑产品,应用于一次性用品、餐具、餐盒、刀叉、医疗器械、杯子器皿等领域。为此,本发明还特别涉及聚2,3-萘二甲酸乙二醇酯用于制作注塑产品的用途。

本发明所得聚2,3-萘二甲酸乙二醇酯酯可满足吹塑工艺要求,通过普通吹膜工艺形成薄膜产品,应用于工业包装膜、食品包装膜和农膜、地膜等领域。为此,本发明还特别涉及聚2.3-萘二甲酸-1,4-丁二醇酯用于制作薄膜产品的用途。

由于上述技术方案的实施,本发明与现有技术相比具有如下优点:

本发明经大量实验研究发现,特定分子量范围内的聚2,3-萘二甲酸乙二醇酯不仅具有优异的生物降解性能,且可同时满足吹塑工艺要求和注塑工艺要求,可用于制造可生物降解薄膜和可生物降解注塑产品。此外,本发明的聚2,3-萘二甲酸乙二醇酯的原料来源丰富,可采用常规的聚酯生产设备来生产,生产成本较低。

具体实施方式

实施例1:

(1)将2.3-萘二甲酸和乙二醇按摩尔比1:2制备成浆料,搅拌均匀后,通过浆料泵加入到反应釜内进行酯化反应,反应温度220℃,反应时间为2.5小时,生成初聚物;

(2)经泵将酯化后的初聚物连同初聚物进缩聚釜管线上的催化剂乙二醇锑一起注入预缩聚反应釜,预缩聚反应釜的反应温度在275℃,真空度为10mmHg,反应时间为2小时,得到预缩聚产物;

催化剂使用前将其溶于乙二醇中,加热到100℃±10℃并搅拌5±2小时,再通过泵和注入器添加到所述初聚物中,进入预聚釜;

(3)、将预缩聚产物通入终缩聚反应釜,在温度280℃,真空度0.8mmHg下,反应时间为1.5小时,经铸带头去水槽快速冷却、切粒、干燥后制得,GPC法分子量为23000。

实施例2

(1)将2.3-萘二甲酸和乙二醇按摩尔比1:2.2制备成浆料,搅拌均匀后,通过浆料泵加入到反应釜内进行酯化反应,反应温度220℃,反应时间为2.5小时,生成初聚物;

(2)经泵将酯化后的初聚物连同初聚物进缩聚釜管线上的催化剂乙二醇锑一起注入预缩聚反应釜,预缩聚反应釜的反应温度在275℃,真空度为10mmHg,反应时间为2小时,得到预缩聚产物;

催化剂使用前将其溶于乙二醇中,加热到100℃±10℃并搅拌5小时,再通过泵和注入器添加到所述初聚物中,进入预聚釜;

(3)、将预缩聚产物通入终缩聚反应釜,在温度280℃,真空度0.8mmHg下,反应时间为1.5小时,经铸带头去水槽快速冷却、切粒、干燥后制得,GPC法分子量为22000。

实施例3

(1)将2.3-萘二甲酸和乙二醇按摩尔比1:1.6制备成浆料,搅拌均匀后,通过浆料泵加入到反应釜内进行酯化反应,反应温度220℃,反应时间为2.5小时,生成初聚物;

(2)经泵将酯化后的初聚物连同初聚物进缩聚釜管线上的催化剂乙二醇锑一起注入预缩聚反应釜,预缩聚反应釜的反应温度在275℃,真空度为10mmHg,反应时间为2小时,得到预缩聚产物;

催化剂使用前将其溶于乙二醇中,在常温下搅拌5小时,再通过泵和注入器添加到所述初聚物中,进入预聚釜;

(3)、将预缩聚产物通入终缩聚反应釜,在温度280℃,真空度0.8mmHg下,反应时间为1.5小时,经铸带头去水槽快速冷却、切粒、干燥后制得,GPC法分子量为26000。

对比例1:

请提供一种制成的聚2,3-萘二甲酸乙二醇酯GPC法分子量低于10000的方法;

对比例2:

请提供一种制成的聚2,3-萘二甲酸乙二醇酯GPC法分子量大于50000的方法;

实施例3

本实施例提供一种聚2.3-萘二甲酸乙二醇酯薄膜,其是由实施例1-3及对比例1-2所得聚酯分别经熔体管道进入到单螺杆,直接制膜制得。

吹膜:单螺杆吹膜机制膜,工序控制参数见表1,膜的热变形温度为90℃。

表1

除上述实施例外,本发明还包括有其他实施方式,凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案,均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

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