一種主鏈含受阻胺基團的聚酯共聚物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有高紫外光穩(wěn)定性的主鏈含受阻胺基團的聚酯共聚物。
【背景技術(shù)】
[0002] 受阻胺光穩(wěn)定劑（HALS)是一種分子結(jié)構(gòu)中帶有2, 2, 6, 6-四甲基哌啶基團的化合 物，作為性能優(yōu)異的紫外光穩(wěn)定劑在高分子材料行業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。同時，受阻胺光 穩(wěn)定劑與紫外光吸收劑一起添加到高分子材料中，可以產(chǎn)生顯著的協(xié)同效應(yīng)，從而大幅度 提高高分子材料的抗紫外光性能。常見的受阻胺光穩(wěn)定劑有小分子化合物和高分子型兩 類。下式給出了一些常用的受阻胺光穩(wěn)定劑的分子結(jié)構(gòu)式。其中，小分子型的受阻胺光穩(wěn)定 劑如GW-770和GW-540等，具有耐熱性較差，在加工溫度比較高時容易揮發(fā)，產(chǎn)生刺激性氣 味，易被萃取，并且在使用過程中容易發(fā)生迀移等缺點。高分子型受阻胺穩(wěn)定劑包括GW-622 和GW-944等品種。其中，GW-622是由丁二酸與1-(2'_羥乙基）-2,2,6,6_四甲基-4-哌 啶醇縮聚而成的，其特點是分子量大、揮發(fā)性低、加工過程中不產(chǎn)生刺激性氣味、使用時耐 迀移、耐萃取等，可以賦予聚合物長久的紫外光穩(wěn)定性。
[0003]
[0005] 然而，上述受阻胺光穩(wěn)定劑用于聚酯，如聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚對苯二 甲酸丁二醇酯（PBT)、時，存在明顯缺點。例如，含有活性氫的受阻胺光穩(wěn)定劑（如光穩(wěn)定 劑770、944等）在加工過程中容易引起聚酯的顯著降解；GW-540和GW-622不含活性氫， 但與聚酯相容性不佳，當(dāng)添加量較高時（如重量百分比大于1 % )，聚酯制品的力學(xué)性能 會明顯降低。GW-622盡管屬于聚酯類高分子，但由于它是以脂肪族二元酸與1-(2'_羥乙 基）-2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶醇縮聚而成的齊聚物，分子量比較低（3000-4000)，與PET的 相容性不理想，導(dǎo)致聚酯力學(xué)性能下降，而且易于水解。同時，GW-622耐熱性較差，例如，加 熱到280度時會產(chǎn)生約3%的熱失重。因此，GW-622難以滿足PET的使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供主鏈含受阻胺基團的聚酯共聚物， 不僅表現(xiàn)出受阻胺化合物的優(yōu)秀的紫外光穩(wěn)定性，既可單獨成膜也可以作為添加劑加入普 通聚酯材料中，不僅表現(xiàn)出受阻胺化合物的優(yōu)秀的紫外光穩(wěn)定性，而且與通用聚酯材料具 有很好的相容性，從而使聚酯兼有良好力學(xué)性能和紫外光穩(wěn)定性，此外，還具有抗水解性能 好、揮發(fā)性低、耐迀移等優(yōu)點。
[0007] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0008] -種主鏈含受阻胺基團的聚酯共聚物，其分子結(jié)構(gòu)式如下：
[0009]
[0010] 其中，Ri是苯環(huán)或者萘環(huán)，R2是乙基、丙基、丁基或者環(huán)己基；
[0011] 其中，m:n= 0? 1-80:99. 9-20。
[0012] 具體地，所述聚酯共聚物的特性粘數(shù)范圍是0. 2-1. 2dL/g。
[0013] 一種主鏈含受阻胺基團的聚酯共聚物的制備方法，包括如下步驟：
[0014] 1)酯化反應(yīng)：將對苯二甲酸或者對萘二甲酸、脂肪族二元醇和受阻胺單體 1-(2' -羥乙基）-2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶醇和催化劑加入反應(yīng)釜中，加熱至245-265°C反 應(yīng)2-12小時；
[0015] 2)縮聚反應(yīng)：在反應(yīng)釜內(nèi)加入穩(wěn)定劑，在溫度為265-295°C，真空度為50-150Pa條 件下進行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)2-12小時，得到聚酯共聚物；
[0016] 3)冷卻，出料切粒，即得聚酯共聚物。
[0017] 具體地，所述催化劑為鈦酸正丁酯、三氧化二銻、醋酸銻或者乙二醇銻。
[0018] 具體地，所述穩(wěn)定劑為磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯或者磷酸三苯酯。
[0019] 具體地，所述對苯二甲酸或者對萘二甲酸、脂肪族二元醇和受阻胺單體1_(2'_羥 乙基）-2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶醇的摩爾比為100: (0? 1-20) : (99. 9-80)。
[0020] 具體地，所述脂肪族二元醇和受阻胺單體1_(2'_羥乙基）_2, 2, 6, 6-四甲 基-4-哌啶醇的總摩爾數(shù)與芳香族二元酸的摩爾數(shù)之比為（100-130) : 100。
[0021] 具體地，所述催化劑為對苯二甲酸或者對萘二甲酸質(zhì)量的0. 01%~0. 5%。
[0022] 具體地，所述穩(wěn)定劑的添加量為反應(yīng)物總質(zhì)量的0. 001 %~0. 05%。
[0023] -種含主鏈含受阻胺基團的聚酯共聚物的聚酯材料，按質(zhì)量比包括：0_95份的聚 酯切片、5-100份主鏈含受阻胺基團的聚酯共聚物和0. 05-3份紫外光吸收劑。
[0024] 具體地，所述紫外光吸收劑為Tinuvin329、Tinuvin234、Tinuvin326、Tinuvin 350、Tinuvin320、Tinuvin328、Tinuvin360、Tinuvin327、TinuvinUV-P、UV-3638F、 UV-1577、UV-1164和三嗪-425中的一種或幾種。
[0025] 本發(fā)明的有益效果是：
[0026] 1)本發(fā)明的聚酯共聚物中受組胺基團通過共聚方式連接在聚酯主鏈上，使其與普 通聚酯具有良好的相容性，所以受組胺基團能夠更加均勻地分散在聚酯中。即使受組胺基 團在聚酯材料中的含量只有0. 1%也能使聚酯具有良好的紫外光穩(wěn)定性；同時，當(dāng)受組胺 基團含量高時，聚酯不僅具有優(yōu)異的抗紫外性能而且不犧牲聚酯的力學(xué)性能。
[0027] 2)本發(fā)明的含受阻胺基團的聚酯共聚物具有良好的加工穩(wěn)定性性，其5%熱失重 溫度高達380°C，在聚酯擠出過程中（280-290°C)揮發(fā)性極低、不產(chǎn)生刺激性氣味。
[0028] 3)本發(fā)明的含受阻胺基團的聚酯共聚物具有優(yōu)異的耐迀移和耐萃取性，水洗對其 抗紫外性能基本無影響。
【具體實施方式】
[0029] 現(xiàn)在結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0030] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0031] -種主鏈含受阻胺基團的聚酯共聚物，其分子結(jié)構(gòu)式如下：
[0032]
[0033] 其中，&是苯環(huán)或者萘環(huán)，R2是乙基、丙基、丁基或者環(huán)己基；
[0034] 其中，m:n= 0? 1-80:99. 9-20。
[0035] 具體地，聚酯共聚物的特性粘數(shù)范圍是0? 2-1. 2dL/g。
[0036] 一種主鏈含受阻胺基團的聚酯共聚物的制備方法，包括如下步驟：
[0037] 1)酯化反應(yīng)：將對苯二甲酸或者對萘二甲酸、脂肪族二元醇和受阻胺單體 1-(2' -羥乙基）-2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶醇和催化劑加入反應(yīng)釜中，加熱至245-265°C反應(yīng)2-12小時；對苯二甲酸或者對萘二甲酸、脂肪族二元醇和受阻胺單體1-(2'_羥乙 基）-2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶醇的摩爾比為100: (0. 1-20) : (99. 9-80);脂肪族二元醇和 受阻胺單體1-(2' -羥乙基）-2, 2, 6,