生物全降解共聚酯的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子材料合成技术领域，具体涉及一种生物全降解共聚酯的制备方法。
【背景技术】
[0002]随着我国的技术进步，全球对环保问题越来越重视，白色污染对传统塑料的使用有了越来越多的限制，尤其是在食品领域、包装行业要求更加严格，多个省份已实行禁塑令。但是，现有的生物降解共聚酯聚合成物存在难于降解且生产工艺复杂，严重影响公共环境。
【发明内容】
[0003]本发明目的在于提供一种生物全降解共聚酯的制备方法，该方法可以调节共聚酯产品的强度、柔韧性、降解时间。
[0004]为了达到上述目的，本发明利用以钛为主要成分的聚酯催化剂，采用对苯二甲酸、1-4 丁二醇、己二酸、丁二酸、富马酸共聚组分，合成高分子量的PBSATF聚合物，具体技术方案如下:
本发明的生物全降解共聚酯的制备方法，其步骤包括:在一装有精馏塔、冷凝器与收集槽的生产型反应器中加入对苯二甲酸、1，4一丁二醇、己二酸、丁二酸、富马酸，在常压下升温至80— 240°C，搅拌速度控制在100-200转/分，进行酯化反应；当酯化反应的馏分水出尽时开始抽真空，待馏出物量大于理论馏出水量时视为酯化反应完成，将生产型反应器中的物料以氮气压送至聚合反应器中，停搅拌加入催化剂后启动搅拌，10分钟后将聚合反应器加热使反应物温度逐渐上升，同时开启真空栗渐渐降低聚合反应器真空度进行聚合反应，聚合反应器内压降至10pa以下，温度升高至240— 290°C，4小时后终止反应；
所述的对苯二甲酸与丁二酸-己二酸-富马酸的质量比为1:1-2.5:0.5-2:0.01-0.2，所述的丁二酸、对苯二甲酸、己二酸、富马酸的质量之和与1，4一丁二醇的质量比为I: 1-1.5，所述的催化剂占总质量的0.1% — 1.5%ο
[0005]所述的催化剂选自钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、乙酸镁、氧化锡，磷酸三甲酯、磷酸三乙酯中的一种或几种，在溶剂中加热反应制备而成，所述溶剂占总质量的8.53%—57.20%，加热温度为 80— 200°C反应 0.5 — 3h。
[0006]所述的溶剂为环己烷、甲苯、乙醇中的一种或几种。
[0007]上述技术方案中，本发明利用以钛为主要成分的聚酯催化剂，该催化剂有良好的催化活性，含杂质基团少，合成的聚酯产品色相好，具有稳定性、经济性；同时，采用对苯二甲酸、己二酸、富马酸、丁二酸、1，4一丁二醇共聚组分，合成的全降解聚酯产品既有较好的强度，又有非常好的柔软性，色相纯白，此外不同的比例可满足各种不同吹膜级及片材注塑品，实现降解时间和制品强度的控制，成为当今最好的环境友好材料。
[0008]本发明与现有技术相比，具有如下优点: (1)该催化剂是以钛、硅元素为主的稳定液态多组分催化剂，可以直接加入或稀释加入用于合成待缩聚的酯或低聚酯的原料中用于合成聚酯；
(2)催化剂保持高活性的同时，合成的切片色相好、稳定性好；
(3)明显降低聚酯的结晶温度；
(4)明显提高聚酯产品的强度。
【具体实施方式】
[0009]下面结合具体实施例对本发明生物全降解共聚酯的制备方法作进一步说明； 实施例1
向装有搅拌机、精馏塔、冷凝器与收集槽的生产型反应器中加入对苯二甲酸166kg、I，4一丁二醇234kg、己二酸.116kg、丁二酸23kg、富马酸2kg.，在常压反应条件下进行酯化反应，待蒸溜出物量达到理论馏出水量的时视为酯化反应完成，将物料以氮气压送至聚合反应器中，加入稀释过的一定量催化剂搅拌10分钟，将反应器加热使反应物温度逐渐上升同时开启真空栗渐渐降低反应器真空度进行聚合反应。真空度降至10pa以下，温度升高至255°C，经4小时终止反应。将反应器内物料用氮气加压排出，聚合物经过冷却、切粒机造粒得到聚酯粒。
[0010]实施例2
向装有搅拌机、精馏塔、冷凝器与收集槽的生产型反应器中加入对苯二甲酸125kg、I，4一丁二醇180kg、己二酸87kg、丁二酸18kg、富马酸2kg.，在常压下升温至240°C进行酯化反应。当酯化反应的馏分水出尽时开始抽低真空，待馏出物量大于理论馏出水量的时视为酯化反应完成，将物料以氮气压送至聚合反应器中，加入稀释过一定量催化剂搅拌10分钟，将反应器加热使反应物温度逐渐上升同时开启真空栗渐渐降低反应器真空度进行聚合反应。真空度降至10pa以下，温度升高至250°C，经4小时终止反应。将反应器内物料用氮气加压排出，聚合物经过冷却、造粒得到PBSTAF产品实施例3
向装有搅拌机、精馏塔、冷凝器与收集槽的生产型反应器中加入对苯二甲酸166kg、I，4一丁二醇234kg、己二酸.116kg、丁二酸23kg、富马酸2kg.，在常压反应条件下进行酯化反应，待蒸溜出物量达到理论馏出水量的时视为酯化反应完成，将物料以氮气压送至聚合反应器中，加入稀释过的一定量催化剂搅拌10分钟，将反应器加热使反应物温度逐渐上升同时开启真空栗渐渐降低反应器真空度进行聚合反应。真空度降至10pa以下，温度升高至280°C，经4小时终止反应。将反应器内物料用氮气加压排出，聚合物经过冷却、切粒机造粒得到聚酯粒。
[0011]实施例4
向装有搅拌机、精馏塔、冷凝器与收集槽的生产型反应器中加入对苯二甲酸140kg、I，4一丁二醇230kg、己二酸150kg、丁二酸23.kg、富马酸2kg.，在常压反应条件下进行酯化反应，4小时后待溜出物量达到理论馏出水量的时视为酯化反应完成，将物料以氮气压送至聚合反应器中，加入稀释过的一定量催化剂搅拌10分钟，将反应器加热使反应物温度逐渐上升同时开启真空栗渐渐降低反应器真空度进行聚合反应。真空度降至10pa以下，温度升高至285°C，经5小时终止反应。将反应器内物料用氮气加压排出，聚合物经过冷却、切粒机造粒得到聚酯粒。
[0012]实施例5
向装有搅拌机、精馏塔、冷凝器与收集槽的生产型反应器中加入对苯二甲酸140kg、I，4一丁二醇.230kg、己二酸150kg、丁二酸23kg、富马酸4kg.，在常压反应条件下进行酯化反应，4小时后待溜出物量达到理论馏出水量的时视为酯化反应完成，将物料以氮气压送至聚合反应器中，加入稀释过的催化剂搅拌10分钟，将反应器加热使反应物温度逐渐上升同时开启真空栗渐渐降低反应器真空度进行聚合反应。真空度降至I毫米汞柱以下，温度升高至285°C，经6小时终止反应。将反应器内物料用氮气加压排出，聚合物经过冷却、切粒机造粒得到聚酯粒。
[0013]实施例6
向装有搅拌机、精馏塔、冷凝器与收集槽的生产型反应器中加入对苯二甲酸140kg、I，4一丁二醇230kg、己二酸150.kg、丁二酸.23kg、富马酸.6kg.，在常压反应条件下进行酯化反应，4小时后待溜出物量达到理论馏出水量的时视为酯化反应完成，将物料以氮气压送至聚合反应器中，加入稀释过的一定量催化剂搅拌10分钟，将反应器加热使反应物温度逐渐上升同时开启真空栗渐渐降低反应器真空度进行聚合反应。真空度降至10pa以下，温度升高至2290°C，经7小时终止反应。将反应器内物料用氮气加压排出，聚合物经过冷却、切粒机造粒得到聚酯粒。
[0014]经检测，由本发明合成的全降解聚酯产品色相好、分子量高，是生产薄膜及农业地膜的最好环保材料；同时，该方法可以简化生产工艺，可控操作，降低生产成本，适合工业应用的生物全降解共聚酯合成。
【主权项】
1.一种生物全降解共聚酯的制备方法，其步骤包括:在装有精馏塔、冷凝器与收集槽的生产型反应器中加入对苯二甲酸、1，4一丁二醇、己二酸、丁二酸、富马酸并搅拌，在常压下升温至80— 240°C，搅拌速度控制在100-200转/分，进行酯化反应；当酯化反应的馏分水出尽时开始抽真空，待馏出物量大于理论馏出水量时视为酯化反应完成，将生产型反应器中的物料以氮气压送至聚合反应器中，停搅拌加入催化剂后启动搅拌，10分钟后将聚合反应器加热使反应物温度逐渐上升，同时开启真空栗渐渐降低聚合反应器真空度进行聚合反应，聚合反应器内压降至10pa以下，温度升高至240— 290°C，4一7小时后终止反应； 所述的对苯二甲酸与丁二酸-己二酸-富马酸的质量比为1:1-2.5:0.5-2:0.01-0.2，所述的丁二酸、对苯二甲酸、己二酸、富马酸的质量之和与1，4一丁二醇的质量比为I: 1-1.5，所述的催化剂占总质量的0.1% — 1.5%ο2.根据权利要求1任意一项所述的生物全降解共聚酯的制备方法，其特征在于:所述的催化剂选自钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、乙酸镁、氧化锡，磷酸三甲酯、磷酸三乙酯中的一种或几种，在溶剂中加热反应制备而成，所述溶剂占总质量的8.53% — 57.20%，加热温度为80— 200 °C 反应 0.5 — 3h。3.根据权利要求2所述的生物全降解共聚酯的制备方法，其特征在于:所述的溶剂为环己烷、甲苯、乙醇中的一种或几种。
【专利摘要】本发明公开了一种生物全降解共聚酯的制备方法，向生产型反应器中加入对苯二甲酸、1，4—丁二醇、己二酸、丁二酸、富马酸，在常压下升温至80—240℃，搅拌速度控制在100-200转/分，进行酯化反应；当酯化反应的馏分水出尽时开始抽真空，待馏出物量大于理论馏出水量时视为酯化反应完成，将生产型反应器中的物料以氮气压送至聚合反应器中，停搅拌加入催化剂后启动搅拌，10分钟后将聚合反应器加热使反应物温度逐渐上升，同时开启真空泵渐渐降低聚合反应器真空度进行聚合反应，聚合反应器内压降至100pa以下，温度升高至240—290℃，4—7小时后终止反应。本发明可以调节共聚酯产品的强度、柔韧性和降解时间，适合各种用途的降解聚酯合成产品。
【IPC分类】C08G63/87, C08G63/52, C08G63/78, C08G63/85, C08G63/83
【公开号】CN105111422
【申请号】CN201510596557
【发明人】马云, 鲍月刚, 马世金, 王钧伟
【申请人】安庆和兴化工有限责任公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月18日