一种聚酯弹性体及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚酯弹性体及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 弹性体是指玻璃化温度低于室温，扯断伸长率>50%，外力撤出后复原性较好的高 分子化合物。根据弹性体是否可塑化分为热固性弹性体和热塑性弹性体两大类。
[0003] 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)通常用作热塑性材料，在结晶性、强度等机械特性、 耐化学性、耐热性、电性能、透明性等方面性能优异，在薄膜、纤维、瓶子、挤出成型品等各种 用途中大量使用，我国聚对苯二甲酸乙二醇酯产能已高达2500万吨。在某些不易回收的应 用场合，正是由于聚对苯二甲酸乙二醇酯的上述优异性能，导致一些白色污染存在。为了避 免这个问题，提高聚酯的生物可降解性，是聚酯材料的发展方向。
[0004] 因此，急需一种生物可降解性良好、且具有优良的拉伸性能及回弹性能的聚酯弹 性体。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在克服现有技术中存在的上述问题，提供一种生物可降解性良好、 且具有优良的拉伸性能及回弹性能的聚酯弹性体。
[0006] 为了解决上述问题，本发明的发明人进行了深入的研究发现，通过使本发明特定 的二元羧酸（酯）和特定的二元醇的混合物反应；在缩聚反应条件下，在缩聚催化剂存在 下，使酯化反应和/或酯交换反应后的产物进行缩聚反应得到的共聚物，其没有明确的熔 点，表现出弹性体性能，体现出优良的拉伸性能、回弹性，并且可以生物降解，由此完成了本 发明。
[0007] 也即，本发明提供一种聚酯弹性体的制备方法，其特征在于，该方法包括：在酯化 反应和/或酯交换反应的条件下，使含有二元羧酸（酯）和二元醇的混合物反应；在缩聚反 应条件下，在缩聚催化剂存在下，使酯化反应和/或酯交换反应后的产物进行缩聚反应；其 中，所述二元羧酸（酯）含有草酸（酯）和间苯二甲酸（酯），所述二元醇含有乙二醇。
[0008] 本发明还提供一种通过上述方法得到的聚酯弹性体。
[0009] 根据本发明的聚酯弹性体的制备方法，由于使用了具有生物降解性的草酸（酯）， 使得本发明得到的聚酯弹性体具有生物降解性；由于采用特定的二元羧酸（酯）和特定的 二元醇，使得得到的共聚物表现出弹性体性能，并体现出优良的拉伸性能、回弹性。
[0010] 根据本发明的聚酯弹性体，具有玻璃化温度低，力学性能好，且回弹性好的优点。
[0011] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0012] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0013] 本发明提供的聚酯弹性体的制备方法包括：在酯化反应和/或酯交换反应的条件 下，使含有二元羧酸（酯）和二元醇的混合物反应；在缩聚反应条件下，在缩聚催化剂存在 下，使酯化反应和/或酯交换反应后的产物进行缩聚反应；其中，所述二元羧酸（酯）含有 草酸（酯）和间苯二甲酸（酯），所述二元醇含有乙二醇。
[0014] 在本发明中，所述二元羧酸（酯）表示二元羧酸和/或二元羧酸酯，同样地，所述 草酸（酯）表示草酸和/或草酸酯，所述间苯二甲酸（酯）表示间苯二甲酸和/或间苯二 甲酸酯。另外，在本发明中，与上述类似的表示也表示相同的含义。
[0015] 根据本发明，所述二元羧酸（酯）含有草酸（酯）和间苯二甲酸（酯）。
[0016] 优选地，作为所述草酸（酯）为草酸、草酸二水合物、草酸单烷基酯和草酸二烷基 酯中的一种或多种，且所述草酸单烷基酯和所述草酸二烷基酯中的烷基为碳原子数为1-4 的直链烷基（更优选为碳原子数为1-3的直链烷基）；更优选地，所述草酸（酯）为草酸、 草酸二甲酯、草酸二乙酯和草酸二丙酯中的一种或多种；进一步优选地，所述草酸（酯）为 草酸、草酸二甲酯和草酸二乙酯中的一种或多种。
[0017] 优选地，作为所述间苯二甲酸（酯）为间苯二甲酸、间苯二甲酸单烷基酯和间苯二 甲酸二烷基酯中的一种或多种，且所述间苯二甲酸单烷基酯和所述间苯二甲酸二烷基酯中 烷基为碳原子数为1-4的直链烷基（更优选为碳原子数为1-3的直链烷基）；更优选地，所 述间苯二甲酸（酯）为间苯二甲酸、间苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二乙酯和间苯二甲酸二 丙酯中的一种或多种；进一步优选地，所述间苯二甲酸（酯）为间苯二甲酸和/或间苯二甲 酸二甲酯。
[0018] 根据本发明，为了进一步提高得到的弹性体的弹性性能，优选地，以所述二元羧酸 (酯）的总摩尔量为1〇〇摩尔％，所述草酸（酯）的摩尔量为9-90摩尔％，所述间苯二甲酸 (酯）的摩尔量为10-91摩尔％;另外，为了在保持得到的弹性性能的基础上，进一步提高得 到的弹性体的生物降解性能，更优选地，以所述二元羧酸（酯）的总摩尔量为100摩尔％， 所述草酸（酯）的摩尔量为9-45摩尔％，所述间苯二甲酸（酯）的摩尔量为55-91摩尔％。
[0019] 根据本发明，为了提高得到的弹性体的力学的性能，优选地，所述二元羧酸（酯） 还含有除去所述草酸（酯）和间苯二甲酸（酯）以外的二元羧酸（酯）（以下也称为第二羧 酸（酯））。作为所述第二羧酸（酯）可以为对苯二甲酸、对苯二甲酸酯、邻苯二甲酸、邻苯 二甲酸酯、5-磺酸钠-对苯二甲酸（酯）、1，4_丁二酸（酯）、己二酸（酯）、癸二酸（酯） 中的一种或多种；优选为癸二酸（酯）和/或己二酸（酯）。
[0020] 根据本发明，在所述二元羧酸（酯）还含有第二羧酸（酯）时，以所述二元羧酸 (酯）的总摩尔量为100摩尔％，所述草酸（酯）的摩尔量为9-90摩尔％，所述间苯二甲 酸（酯）的摩尔量为9-81摩尔％，第二元羧酸（酯）的摩尔量为1-10摩尔％ ;优选地，以 所述二元羧酸（酯）的总摩尔量为100摩尔％，所述草酸（酯）的摩尔量为9-45摩尔％, 所述间苯二甲酸（酯）的摩尔量为50-81摩尔％，所述第二元羧酸（酯）的摩尔量为5-10 摩尔％。
[0021] 根据本发明，所述二元醇可以为乙二醇。但是为了在保持生物降解性能的基础上， 进一步降低共聚物的熔点，优选所述二元醇也可以为乙二醇和除了乙二醇以外的其它的二 元醇。
[0022] 在本发明中，当所述二元醇还含有其它的二元醇时，作为所述其它的二元醇优 选为1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、2, 2-二甲基-1，3-丙二醇、2-乙 基-2- 丁基-1，3-丙二醇、1，3- 丁二醇、1，4- 丁二醇、1，4-环己烷二甲醇、二甘醇和三甘醇 中的一种或多种；更优选为1，4-丁二醇和二甘醇中的一种或者多种。
[0023] 在本发明中，当所述二元醇还含有其它的二元醇时，优选以所述二元醇的总摩尔 量为100摩尔％，所述乙二醇的摩尔量为90-99. 9摩尔％，除去乙二醇以外的其它的二元醇 的摩尔量为0. 1-10摩尔％ ;更优选以所述二元醇的总摩尔量为100摩尔％，所述乙二醇的 摩尔量为90-95摩尔％，除去乙二醇以外的其它的二元醇的摩尔量为5-10摩尔％。
[0024] 根据本发明，所述二元羧酸（酯）与二元醇的用量比可以在较宽的范围内变动，优 选地，所述二元羧酸（酯）与二元醇的摩尔比为1 :〇. 8-4,更优选为1 :0. 8-1. 5,更优选为 1 :1· 0-1. 5〇
[0025] 根据本发明，为了进一步提高得到的弹性体的稳定性、回弹性以及力学性能，优选 地，所述混合物中还含有多元醇、多元酸、不饱和酸和不饱和醇中的一种或多种。
[0026] 根据本发明，所述的多元酸和多元醇是指羧基和羟基的官能团数大于2的化合 物，包括但不限于柠檬酸、甘油、葡萄糖酸、三羟甲基丙烷、1，3, 5-均苯三甲酸、1，2, 4-偏 苯三甲酸、1，2, 4-偏苯三家酸酐、季戊四醇，双季戊四醇等，优选三羟甲基丙烷、柠檬酸、 1，3, 5-均苯三甲酸中的一种或多种。
[0027] 根据本发明，所述不饱和酸（酯）或不饱和醇是指具有烯烃双键的醇或酸（酯） 化合物，包括但不限于环氧大豆油、富马酸、富马酸酯、衣康酸或衣康酸酯。优选为富马酸和 /或富马酸二甲酯。
[0028] 作为所述多元醇、多元酸、不饱和酸（酯）或不饱和醇的用量，优选以所述二元羧 酸（酯）的摩尔量为基准，所述多元醇、多元酸、不饱和酸（酯）或不饱和醇的用量为〇. 1-10 摩尔％，更优选为〇. 5-5摩尔％，进一步优选为2-5摩尔％。
[0029] 根据本发明，对于所述酯化反应和/或酯交换反应的条件没有特别的限定，可 以为本领域常用的条件。例如所述酯化反应和/或酯交换反应可以在催化剂下进行，也 可以不在催化剂下进行。是否在催化剂下进行，本领域技术人员根据反应的原料可以适 当地进行选择。另外，所述酯化反应和/或酯交换反应的