[发明专利]一种改性PET共聚酯及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于聚酯制备技术领域，特别涉及一种高粘度、低端羧基的改性PET共聚酯及其制备方法和应用。

背景技术

每年全球有数以千万吨的聚酯塑料制品被丢弃在垃圾场中或者焚烧掉。将聚酯丢弃或者焚烧对于环境是有害的。因此，制备生物降解聚酯代替传统的聚酯是解决上述问题的有效途径。由对苯二甲酸、己二酸、乙二醇共聚形成的PET共聚酯由于具有良好的生物降解性，较低的生产成本、良好的力学性能和加工性能，受到了广泛的关注。

PET共聚酯主要通过酯化、高温高真空缩聚反应得到。在聚合反应的后期，物料粘度变大，小分子在熔体内扩散困难，要想得到高分子量的共聚酯，需要在缩聚釜中停留较长的时间，这样会导致降解反应的产生，导致树脂颜色变黄、端羧基升高，使制品性能下降。中国专利CN200710177236.2公开了一种利用二元噁唑啉和二酰基双己内酰胺联用扩链法制备高粘度聚己二酸丁二醇酯的方法，该方法可以制备粘度为1.1dL/g的树脂，但该方法中二酰基双己内酰胺在扩链中会产生小分子化合物，使树脂的性能劣化，并且二酰基双己内酰胺价格较高，不利于工业化生产。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种高粘度、低端羧基含量、耐热水性能良好的改性PET共聚酯。

本发明另一目的在于提供一种上述高粘度、低端羧基含量、耐热水性能良好的改性PET共聚酯的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述高粘度、低端羧基含量、耐热水性能良好的改性PET共聚酯在工程塑料、包装材料中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种高粘度、低端羧基含量、耐热水性能良好的改性PET共聚酯，包含以下按重量份计的组分：

低粘度PET共聚酯  100份；

噁唑啉类化合物   0.8～2.0份；

羟基扩链剂       0.6～2.0份。

所述低粘度PET共聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯-co-己二酸乙二醇酯。

优选地，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯-co-己二酸乙二醇酯中聚对苯二甲酸乙二醇酯单元与聚己二酸乙二醇酯单元的重量比为（0.8～1.0）:1。

所述的低粘度PET共聚酯的特性粘度为0.6～0.8dL/g。

所述的噁唑啉类化合物为2,2-双-2-噁唑啉、1,3-双(2-噁唑啉基)苯和2-噁唑啉基苯中的至少一种。

所述的羟基扩链剂为异氰酸酯类化合物及其衍生物、缩水甘油醚类化合物和缩水甘油酯类化合物中的至少一种。

所述的异氰酸酯类化合物包括二异氰酸酯的二聚体、二异氰酸酯的三聚体和碳化二亚胺改性的二异氰酸酯中的至少一种。

优选地，所述的二异氰酸酯指甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、间苯二亚甲基二异氰酸酯、异弗尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和含有碳化二亚胺的二苯甲烷二异氰酸酯中的至少一种。

所述的缩水甘油醚类化合物为含有甲基丙烯酸缩水甘油醚结构的共聚物。

所述的低粘度PET共聚酯由以下方法制备得到：

将对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯、乙二醇和催化剂投入反应釜中，加热反应，加入1,6-己二酸继续反应，得到酯化物；升温降压，缩聚反应1～3h，压出，经水冷、拉条、切粒，得到低粘度PET共聚酯。

所述的催化剂为锑类化合物和钛酸酯类化合物中的至少一种。

所述的锑类化合物包括三氧化二锑、乙二醇锑和醋酸锑中的至少一种。

所述的钛酸酯类化合物包括钛酸丁酯、钛酸异丁酯和钛酸异丙酯中的至少一种。

所述加热反应的条件为在180～210℃酯化反应。

优选地，为了更好地控制酯化反应进程，可通过观察酯化反应生成的水或甲醇溜出量，以达到理论值为终点。

所述的升温降压指加热温度至230～270℃，减低压力至60Pa。

在缩聚过程中，为了减少不必要的降解反应，可以加入少量的稳定剂，包括磷酸酯类稳定剂、亚磷酸酯类稳定剂、受阻酚类稳定剂、胺类稳定剂等。

本发明还提供了一种上述高粘度、低端羧基含量、耐热水性能良好的改性PET共聚酯的制备方法，包含以下具体步骤：将低粘度PET共聚酯、噁唑啉类化合物、羟基扩链剂在混合机中混匀后投入双螺杆挤出机中，于200～240℃熔融挤出、拉条、切粒，得到高粘度、低端羧基含量、耐热水性能良好的改性PET共聚酯。