[发明专利]来源于乳酸和异山梨醇共聚作用的聚酯树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酯树脂及其制备方法，尤其涉及一种具有良好耐热性和颜色的聚酯树脂及其制备方法，由于乳酸或乳酸衍生物与异山梨醇的共聚作用，该聚酯树脂具有高含量的生物质（biomass）来源的化合物。

背景技术

常用树脂如聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯丙烯酸共聚物均来源于化石能源，如石油。最近，为了应对化石能源的消耗，应对由于石油能源的大量使用而引起的大气中二氧化碳浓度的上升以及全球变暖，人们正在努力减少化石能源的使用。例如，当使用来源于植物的树脂时，植物生长过程中将二氧化碳排放到大气中，二氧化碳随环境循环，有利于缓解全球变暖以及石油资源的消耗等等。

针对这种环境循环树脂(聚合物)，人们希望其生物质资源含量(总有机体含量)增加。生物质是指生物有机体，如能够获取太阳能的植物、微生物、真菌和动物体。生物质资源不仅包括来源于植物的环境循环资源，如谷物或马铃薯之类的淀粉资源；如草药、林木、稻草或稻壳之类的纤维素资源；如甘蔗或甜菜之类的糖类资源，也包括来源于动物的环境循环资源，如淤泥和牲畜尸体、微生物菌体，还包括各种有机垃圾如来自上述资源的纸和食物垃圾。生物质资源是环境友好型的，因为不像化石资源，它们是可再生和取之不尽用之不竭的，通过燃烧释放到大气中的二氧化碳也能够在自然中循环。这样的生物质资源可以作为各种合成材料的能源和原料，通过与生物或化学技术的结合来替代传统的石化产品。

聚酯树脂已被广泛应用于包装材料领域，形成产品和薄膜，是环保塑料之一，不含有环境激素。最近，针对主要用于食物耐热性容器的聚碳酸酯，发现了双酚-A（bisphenol-A）对人体有危害。而且，人们对环境友好型透明的和耐热的聚酯树脂的需求增加了。对于仅仅由对苯二甲酸和乙二醇聚合形成的均聚酯（homopolyester），通过拉伸诱导结晶和热定形，其物理性能和耐热性得到一定程度的增强。但是，其应用和耐热性增加有限制。因此，由两种或两种以上的二羟基醇或二羧酸组分共聚（copolymerized）形成的聚酯树脂已在商业上被广泛用于改善其成型性能和消除其结晶性。然而，对于这种共聚的聚酯，很难通过拉伸或结晶过程增强其耐热性。

因此，人们最近发现了一种使用异山梨醇作为聚酯树脂共聚单体增强聚酯树脂耐热性的方法，异山梨醇是一种来源于淀粉的生物质化合物，用化学式1表示。

化学式1

众所周知，异山梨醇作为一种二级醇（secondary alcohol），其反应性低，以至于它难以制备高粘度聚酯，高粘度聚酯可用于制造薄膜或瓶子。但是，美国专利No.5,959,066公开了一种利用对苯二甲酸和包括异山梨醇在内的各种二元醇（diol）熔融聚合制备聚酯的方法，该聚酯的固有粘度大于或等于0.35dl/g。固有粘度大于或等于0.35dl/g的该聚酯树脂被用于光学产品和涂料，固有粘度大于或等于0.4dl/g的该聚酯树脂被用于CD，固有粘度大于或等于0.5dl/g的该聚酯树脂被用于瓶子、薄膜、薄片以及注射成型。而且，美国专利No.6,063,464公开了一种利用包括异山梨醇在内的二羟基醇组分熔融聚合制备固有粘度大于或等于0.15dl/g的聚酯的方法。在上述专利中，尽管可以利用异山梨醇通过常规的原材料、方法以及聚酯聚合催化剂制备聚酯，但是来源于生物质的化合物的总含量低。

发明内容

因此，本发明的目的在于利用异山梨醇和乳酸或乳酸衍生物提供一种生物质含量高的环境友好型聚酯树脂及其制备方法，异山梨醇和乳酸是来源于植物的环境循环聚合物资源。

本发明的另一目的在于提供一种具有良好耐热性和颜色的聚酯树脂及其制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明提供了一种聚酯树脂，该聚酯树脂由包括对苯二甲酸在内的二元酸组分；包括占总二元醇组分含量1～60mol%的异山梨醇和1～90mol%的乙二醇在内的二元醇组分；重量含量占树脂聚合总反应物1～50%的乳酸或乳糖衍生化合物共聚形成，其中，所述聚酯树脂具有来源于二元酸组分的二元酸部分（diacid moiety）、来源于二元醇组分的二元醇部分（diol moiety）、来源于乳酸或其组分的羟基一元酸（hydroxy monoacid）部分的重复结构。