生物全降解共聚酯的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于高分子材料合成技術領域，具體涉及一種生物全降解共聚酯的制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國的技術進步，全球對環保問題越來越重視，白色污染對傳統塑料的使用有了越來越多的限制，尤其是在食品領域、包裝行業要求更加嚴格，多個省份已實行禁塑令。但是，現有的生物降解共聚酯聚合成物存在難于降解且生產工藝復雜，嚴重影響公共環境。
【發明內容】
[0003]本發明目的在于提供一種生物全降解共聚酯的制備方法，該方法可以調節共聚酯產品的強度、柔韌性、降解時間。
[0004]為了達到上述目的，本發明利用以鈦為主要成分的聚酯催化劑，采用對苯二甲酸、1-4 丁二醇、己二酸、丁二酸、富馬酸共聚組分，合成高分子量的PBSATF聚合物，具體技術方案如下:
本發明的生物全降解共聚酯的制備方法，其步驟包括:在一裝有精餾塔、冷凝器與收集槽的生產型反應器中加入對苯二甲酸、1，4一丁二醇、己二酸、丁二酸、富馬酸，在常壓下升溫至80— 240°C，攪拌速度控制在100-200轉/分，進行酯化反應；當酯化反應的餾分水出盡時開始抽真空，待餾出物量大于理論餾出水量時視為酯化反應完成，將生產型反應器中的物料以氮氣壓送至聚合反應器中，停攪拌加入催化劑后啟動攪拌，10分鐘后將聚合反應器加熱使反應物溫度逐漸上升，同時開啟真空栗漸漸降低聚合反應器真空度進行聚合反應，聚合反應器內壓降至10pa以下，溫度升高至240— 290°C，4小時后終止反應；
所述的對苯二甲酸與丁二酸-己二酸-富馬酸的質量比為1:1-2.5:0.5-2:0.01-0.2，所述的丁二酸、對苯二甲酸、己二酸、富馬酸的質量之和與1，4一丁二醇的質量比為I: 1-1.5，所述的催化劑占總質量的0.1% — 1.5%ο
[0005]所述的催化劑選自鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙酯、乙酸鎂、氧化錫，磷酸三甲酯、磷酸三乙酯中的一種或幾種，在溶劑中加熱反應制備而成，所述溶劑占總質量的8.53%—57.20%，加熱溫度為 80— 200°C反應 0.5 — 3h。
[0006]所述的溶劑為環己烷、甲苯、乙醇中的一種或幾種。
[0007]上述技術方案中，本發明利用以鈦為主要成分的聚酯催化劑，該催化劑有良好的催化活性，含雜質基團少，合成的聚酯產品色相好，具有穩定性、經濟性；同時，采用對苯二甲酸、己二酸、富馬酸、丁二酸、1，4一丁二醇共聚組分，合成的全降解聚酯產品既有較好的強度，又有非常好的柔軟性，色相純白，此外不同的比例可滿足各種不同吹膜級及片材注塑品，實現降解時間和制品強度的控制，成為當今最好的環境友好材料。
[0008]本發明與現有技術相比，具有如下優點: (1)該催化劑是以鈦、硅元素為主的穩定液態多組分催化劑，可以直接加入或稀釋加入用于合成待縮聚的酯或低聚酯的原料中用于合成聚酯；
(2)催化劑保持高活性的同時，合成的切片色相好、穩定性好；
(3)明顯降低聚酯的結晶溫度；
(4)明顯提高聚酯產品的強度。
【具體實施方式】
[0009]下面結合具體實施例對本發明生物全降解共聚酯的制備方法作進一步說明； 實施例1
向裝有攪拌機、精餾塔、冷凝器與收集槽的生產型反應器中加入對苯二甲酸166kg、I，4一丁二醇234kg、己二酸.116kg、丁二酸23kg、富馬酸2kg.，在常壓反應條件下進行酯化反應，待蒸溜出物量達到理論餾出水量的時視為酯化反應完成，將物料以氮氣壓送至聚合反應器中，加入稀釋過的一定量催化劑攪拌10分鐘，將反應器加熱使反應物溫度逐漸上升同時開啟真空栗漸漸降低反應器真空度進行聚合反應。真空度降至10pa以下，溫度升高至255°C，經4小時終止反應。將反應器內物料用氮氣加壓排出，聚合物經過冷卻、切粒機造粒得到聚酯粒。
[0010]實施例2
向裝有攪拌機、精餾塔、冷凝器與收集槽的生產型反應器中加入對苯二甲酸125kg、I，4一丁二醇180kg、己二酸87kg、丁二酸18kg、富馬酸2kg.，在常壓下升溫至240°C進行酯化反應。當酯化反應的餾分水出盡時開始抽低真空，待餾出物量大于理論餾出水量的時視為酯化反應完成，將物料以氮氣壓送至聚合反應器中，加入稀釋過一定量催化劑攪拌10分鐘，將反應器加熱使反應物溫度逐漸上升同時開啟真空栗漸漸降低反應器真空度進行聚合反應。真空度降至10pa以下，溫度升高至250°C，經4小時終止反應。將反應器內物料用氮氣加壓排出，聚合物經過冷卻、造粒得到PBSTAF產品實施例3
向裝有攪拌機、精餾塔、冷凝器與收集槽的生產型反應器中加入對苯二甲酸166kg、I，4一丁二醇234kg、己二酸.116kg、丁二酸23kg、富馬酸2kg.，在常壓反應條件下進行酯化反應，待蒸溜出物量達到理論餾出水量的時視為酯化反應完成，將物料以氮氣壓送至聚合反應器中，加入稀釋過的一定量催化劑攪拌10分鐘，將反應器加熱使反應物溫度逐漸上升同時開啟真空栗漸漸降低反應器真空度進行聚合反應。真空度降至10pa以下，溫度升高至280°C，經4小時終止反應。將反應器內物料用氮氣加壓排出，聚合物經過冷卻、切粒機造粒得到聚酯粒。
[0011]實施例4
向裝有攪拌機、精餾塔、冷凝器與收集槽的生產型反應器中加入對苯二甲酸140kg、I，4一丁二醇230kg、己二酸150kg、丁二酸23.kg、富馬酸2kg.，在常壓反應條件下進行酯化反應，4小時后待溜出物量達到理論餾出水量的時視為酯化反應完成，將物料以氮氣壓送至聚合反應器中，加入稀釋過的一定量催化劑攪拌10分鐘，將反應器加熱使反應物溫度逐漸上升同時開啟真空栗漸漸降低反應器真空度進行聚合反應。真空度降至10pa以下，溫度升高至285°C，經5小時終止反應。將反應器內物料用氮氣加壓排出，聚合物經過冷卻、切粒機造粒得到聚酯粒。
[0012]實施例5
向裝有攪拌機、精餾塔、冷凝器與收集槽的生產型反應器中加入對苯二甲酸140kg、I，4一丁二醇.230kg、己二酸150kg、丁二酸23kg、富馬酸4kg.，在常壓反應條件下進行酯化反應，4小時后待溜出物量達到理論餾出水量的時視為酯化反應完成，將物料以氮氣壓送至聚合反應器中，加入稀釋過的催化劑攪拌10分鐘，將反應器加熱使反應物溫度逐漸上升同時開啟真空栗漸漸降低反應器真空度進行聚合反應。真空度降至I毫米汞柱以下，溫度升高至285°C，經6小時終止反應。將反應器內物料用氮氣加壓排出，聚合物經過冷卻、切粒機造粒得到聚酯粒。
[0013]實施例6
向裝有攪拌機、精餾塔、冷凝器與收集槽的生產型反應器中加入對苯二甲酸140kg、I，4一丁二醇230kg、己二酸150.kg、丁二酸.23kg、富馬酸.6kg.，在常壓反應條件下進行酯化反應，4小時后待溜出物量達到理論餾出水量的時視為酯化反應完成，將物料以氮氣壓送至聚合反應器中，加入稀釋過的一定量催化劑攪拌10分鐘，將反應器加熱使反應物溫度逐漸上升同時開啟真空栗漸漸降低反應器真空度進行聚合反應。真空度降至10pa以下，溫度升高至2290°C，經7小時終止反應。將反應器內物料用氮氣加壓排出，聚合物經過冷卻、切粒機造粒得到聚酯粒。
[0014]經檢測，由本發明合成的全降解聚酯產品色相好、分子量高，是生產薄膜及農業地膜的最好環保材料；同時，該方法可以簡化生產工藝，可控操作，降低生產成本，適合工業應用的生物全降解共聚酯合成。
【主權項】
1.一種生物全降解共聚酯的制備方法，其步驟包括:在裝有精餾塔、冷凝器與收集槽的生產型反應器中加入對苯二甲酸、1，4一丁二醇、己二酸、丁二酸、富馬酸并攪拌，在常壓下升溫至80— 240°C，攪拌速度控制在100-200轉/分，進行酯化反應；當酯化反應的餾分水出盡時開始抽真空，待餾出物量大于理論餾出水量時視為酯化反應完成，將生產型反應器中的物料以氮氣壓送至聚合反應器中，停攪拌加入催化劑后啟動攪拌，10分鐘后將聚合反應器加熱使反應物溫度逐漸上升，同時開啟真空栗漸漸降低聚合反應器真空度進行聚合反應，聚合反應器內壓降至10pa以下，溫度升高至240— 290°C，4一7小時后終止反應； 所述的對苯二甲酸與丁二酸-己二酸-富馬酸的質量比為1:1-2.5:0.5-2:0.01-0.2，所述的丁二酸、對苯二甲酸、己二酸、富馬酸的質量之和與1，4一丁二醇的質量比為I: 1-1.5，所述的催化劑占總質量的0.1% — 1.5%ο2.根據權利要求1任意一項所述的生物全降解共聚酯的制備方法，其特征在于:所述的催化劑選自鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙酯、乙酸鎂、氧化錫，磷酸三甲酯、磷酸三乙酯中的一種或幾種，在溶劑中加熱反應制備而成，所述溶劑占總質量的8.53% — 57.20%，加熱溫度為80— 200 °C 反應 0.5 — 3h。3.根據權利要求2所述的生物全降解共聚酯的制備方法，其特征在于:所述的溶劑為環己烷、甲苯、乙醇中的一種或幾種。
【專利摘要】本發明公開了一種生物全降解共聚酯的制備方法，向生產型反應器中加入對苯二甲酸、1，4—丁二醇、己二酸、丁二酸、富馬酸，在常壓下升溫至80—240℃，攪拌速度控制在100-200轉/分，進行酯化反應；當酯化反應的餾分水出盡時開始抽真空，待餾出物量大于理論餾出水量時視為酯化反應完成，將生產型反應器中的物料以氮氣壓送至聚合反應器中，停攪拌加入催化劑后啟動攪拌，10分鐘后將聚合反應器加熱使反應物溫度逐漸上升，同時開啟真空泵漸漸降低聚合反應器真空度進行聚合反應，聚合反應器內壓降至100pa以下，溫度升高至240—290℃，4—7小時后終止反應。本發明可以調節共聚酯產品的強度、柔韌性和降解時間，適合各種用途的降解聚酯合成產品。
【IPC分類】C08G63/87, C08G63/52, C08G63/78, C08G63/85, C08G63/83
【公開號】CN105111422
【申請號】CN201510596557
【發明人】馬云, 鮑月剛, 馬世金, 王鈞偉
【申請人】安慶和興化工有限責任公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月18日