高玻璃化转变温度高透明聚酯、聚酯制品、其制法与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种高玻璃化转变温度高透明聚酯、聚酯制品、其制法与应用。所述高玻璃化转变温度高透明聚酯具有下式所示结构：

【技术实现步骤摘要】
高玻璃化转变温度高透明聚酯、聚酯制品、其制法与应用
本专利技术涉及一种聚酯，具体涉及一种高玻璃化转变温度高透明聚酯及其制备方法与应用，属于高分子材料

技术介绍
目前中国聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的产量超过4000万吨，全球超过7000万吨，其中超过500万吨用于饮料瓶等容器包装，需具有高透明、耐冲击的特性，但PET的玻璃化转变温度只有70℃，高于此温度即发生热变形，从而无法用于使用温度大于70℃的场合，例如无法应用于水杯、厨电产品、高温消毒产品、汽车制造、电子显示薄膜等领域。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种高玻璃化转变温度高透明聚酯及其制备方法，以克服现有技术抗冲击和耐热不足的缺点。本专利技术的另一个目的在于提供所述高玻璃化转变温度高透明聚酯的应用。本专利技术的另一目的还在于提供一种聚酯膜的加工方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：本专利技术实施例提供了一种高玻璃化转变温度高透明聚酯，其具有如式（Ⅰ）所示的结构：式（Ⅰ）其中，x、y均为1～10的整数，z为10～100的整数，R为碳原子数为2～20的二元醇的残基。在一些实施例中，所述二元醇包括如下的任一种结构：、。进一步的，所述高玻璃化转变温度高透明聚酯的玻璃化转变温度为90～160℃，截止700nm波长可见光透过率大于85%。本专利技术实施例还提供了一种高玻璃化转变温度高透明聚酯的制备方法，其包括：使包含双羟乙氧基多环芳烃、对苯二甲酸或其酯化物、二元醇、酯化或酯交换催化剂的第一混合反应体系反应，获得中间产物；使包含所述中间产物、缩聚催化剂和稳定剂的第二混合反应体系在真空条件下继续反应，制得如权利要求1所述的高玻璃化转变温度高透明聚酯；其中，所述双羟乙氧基多环芳烃具有如式（Ⅱ）所示的结构：。本专利技术实施例还提供了前述高玻璃化转变温度高透明聚酯于制备消防装备、婴儿奶瓶、水杯、厨电产品、食品包装材料、热灌装饮料瓶、光学基膜、装饰材料或汽车配件等产品中的应用。相应的，本专利技术实施例还提供了一种聚酯颗粒的制备方法，其包括：将所述高玻璃化转变温度高透明聚酯输入同向双螺杆挤出机内进行熔融挤出、造粒；其中，所述同向双螺杆挤出机的工作参数包括：料筒温度为275℃～295℃，模头温度为280℃～295℃。相应的，本专利技术实施例还提供了一种聚酯膜的加工方法，其包括：将所述高玻璃化转变温度高透明聚酯输入双螺杆挤出机，在270℃～295℃熔融挤出，熔融流体流出速度由熔体输送泵控制，熔体输送泵温度为275～295℃，并使熔融流体流延到一转动的冷却滚筒上，得到厚度为1500μm～5500μm的铸塑厚片；将所述铸塑厚片预热到85~170℃后纵向拉伸3～4倍，之后再次预热到85~170℃并横向拉伸3～4.5倍，获得聚酯膜。较之现有技术，本专利技术的有益效果包括：1）本专利技术实施例通过采用双羟乙氧基多环芳烃和脂环刚性二元醇合成聚酯，可以利用双羟乙氧基多环芳烃的结构具有多个苯环，结构具有很大的刚性，以及具有高活性的羟乙基的特点，使其高效地与对苯二甲酸或酯化物发生酯化或酯交换反应，在此基础上，通过与脂环二元醇共聚，利用脂环二元醇比脂肪二元醇更大的刚性和空间非平面结构的特点，提高共聚酯的玻璃化转变温度、透明度和抗冲击性能，最终制备得到高分子量的共聚酯，不仅大幅提高PET共聚酯的玻璃化转变温度（可达160℃），还使PET共聚酯具有高的透明性和可见光透过率，并阻止了共聚酯的结晶（截止700nm可见光透过率大于85%）；2）本专利技术制备的高玻璃化转变温度高透明聚酯具有玻璃化转变温度高、耐热好、可见光透过率优异的优点同时具备优异的抗冲击性能，可以广泛应用在婴儿奶瓶杯身、水杯、厨电产品（破壁料理机的搅拌杯冷杯、随身果汁机搅拌杯、原汁机榨汁桶、面条机搅拌杯等）、食品包装、热灌装饮料瓶、光学基膜等光学材料、装饰材料、汽车制造等产品领域。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例1制备的聚对苯二甲酸双羟乙氧基多环芳烃乙二醇共聚酯的核磁1H-NMR图谱；图2是本专利技术实施例1制备的聚对苯二甲酸双羟乙氧基多环芳烃乙二醇共聚酯的DSC曲线图；图3是本专利技术实施例1制备的聚对苯二甲酸双羟乙氧基多环芳烃乙二醇共聚酯的TGA图谱。具体实施方式如前所述，鉴于现有技术的缺陷，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，其主要是通过将具有优异刚性的芳香环和高活性的双羟乙氧基多环芳烃与对苯二甲酸、乙二醇以及刚性的脂环二元醇共聚制备得到玻璃化转变温度为90～160℃、可见光透过率优异的新型共聚酯。通过应连同所附图式一起阅读的以下具体实施方式将更完整地理解本专利技术。本文中揭示本专利技术的详细实施例；然而，应理解，所揭示的实施例仅具本专利技术的示范性，本专利技术可以各种形式来体现。因此，本文中所揭示的特定功能细节不应解释为具有限制性，而是仅解释为权利要求书的基础且解释为用于教示所属领域的技术人员在事实上任何适当详细实施例中以不同方式采用本专利技术的代表性基础。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本专利技术实施例的一个方面提供的一类高玻璃化转变温度高透明聚酯具有如式（Ⅰ）所示的结构：式（Ⅰ）其中，x、y均为1～10的整数，z为10～100的整数，R为碳原子数为2～20的二元醇的残基。在一些实施例中，所述二元醇包括环状二元醇和/或脂肪族二元醇等，其可以包含以下任意一种或多种二元醇：乙二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、1,2-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二醇、双环戊二醇、二甲基双环戊二醇、一甲基双环戊二醇、三环癸烷二甲醇、三环癸烷二醇、二环庚烷二醇、三环戊二醇、四氟对苯二甲醇、四环二醇等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。具体的，所述二元醇可以包括如下的任一种结构：、。进一步地，所述高玻璃化转变温度高透明聚酯的玻璃化转变温度为90～160℃，截止700nm波长可见光透过率大于85%。本专利技术实施例的另一个方面提供了一种制备所述高玻璃化转变温度高透明聚酯的方法，其包括：使包含双羟乙氧基多环芳烃、对苯二甲酸或其酯化物、二元醇、酯化或酯交换催化剂的第一混合反应体系反应，获得中间产物；使包含所述中间产物、缩聚催化剂和稳定剂的第二混合反应体系在真空条件下继续反应，制得如权利要求1所述的高玻璃化转变温度高透明聚酯；其中，所述双羟乙氧基多环芳烃具有如式（Ⅱ）所示的结构：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高玻璃化转变温度高透明聚酯，其特征在于，所述高玻璃化转变温度高透明聚酯具有如式（Ⅰ）所示的结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种高玻璃化转变温度高透明聚酯，其特征在于，所述高玻璃化转变温度高透明聚酯具有如式（Ⅰ）所示的结构：



式（Ⅰ）
其中，x、y均为1～10的整数，z为10～100的整数，R为碳原子数为2～20的二元醇的残基。


2.根据权利要求1所述的高玻璃化转变温度高透明聚酯，其特征在于，所述二元醇包括环状二元醇和/或脂肪族二元醇，包含如下的任一种结构：



和/或，所述高玻璃化转变温度高透明聚酯的玻璃化转变温度为90～160℃，截止700nm波长可见光透过率大于85%。


3.一种高玻璃化转变温度高透明聚酯的制备方法，其特征在于包括：
使包含双羟乙氧基多环芳烃、对苯二甲酸或其酯化物、二元醇、酯化或酯交换催化剂的第一混合反应体系反应，获得中间产物；
使包含所述中间产物、缩聚催化剂和稳定剂的第二混合反应体系在真空条件下继续反应，制得如权利要求1所述的高玻璃化转变温度高透明聚酯；
其中，所述双羟乙氧基多环芳烃具有如式（Ⅱ）所示的结构：

。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述二元醇包括如下的任一种结构：




。


5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于具体包括：
在保护性气氛下，使所述第一混合反应体系于160~260℃反应1.5~5.0h，获得中间产物；以及
使所述第二混合反应体系在温度为260~300℃、真空度在200Pa以下的条件下反应1.5~6.0h，获得所述高玻璃化转变温度高透明聚酯；
和/或，所述双羟乙氧基多环芳烃与对苯二甲酸或其酯化物的摩尔比为5～90:100；和/或，所述二元醇和双羟乙氧基多环芳烃的组合与对苯二甲酸或其酯化物的摩尔比为1.2～3.0:1；和/或，所述酯化或酯交换催化剂与对苯二甲酸或其酯化物的摩尔比为0.3～3:1000；和/或，所述缩聚催化剂与对苯二甲酸或其酯化物的摩尔比为0.3～3:1000；和/或，所述稳定剂与对苯二甲酸或其酯化物的摩尔比为0.4～5:1000；
和/或，所述酯化或酯交换催化剂包括锌系催化剂、锰系催化剂、钛系催化剂、锑系催化剂中的任...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静刚，刘小青，张小琴，樊林，慎昂，朱锦，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33