專利名稱：一種光穩(wěn)定劑用聚酯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由直鏈羥基哌啶醇和直鏈二元酸酯縮聚制備聚酯的制備方法。
背景技術(shù)：
由直鏈羥基哌啶醇和直鏈二元酸酯通過(guò)縮聚得到的聚酯是一種性能優(yōu)良的高分子量受阻胺類光穩(wěn)定劑，它被廣泛用于聚丙稀、聚乙稀、聚苯乙烯、ABS樹脂、聚胺酯、聚甲醛及聚酯彈性體等各種塑料中，添加該光穩(wěn)定劑的塑料制品表現(xiàn)出優(yōu)異的防老化性能和酸性環(huán)境適應(yīng)性。直鏈羥基哌啶醇和直鏈二元酸酯縮聚時(shí)由于聚合反應(yīng)溫度較高，反應(yīng)體系在氧的存在下縮聚過(guò)程中新生成的高聚物將同時(shí)伴隨著大量的熱降解和熱氧化，熱降解不僅降低生成物的分子量，而且會(huì)使降解物發(fā)生絞鏈與支化，生成絮狀凝膠。熱氧化則會(huì)破壞生成物的特征基團(tuán)，影響產(chǎn)物的光穩(wěn)定效果，熱氧化在生成物所顯示的物理特征為反應(yīng)物顏色變深。這種含有降解和氧化雜質(zhì)的光穩(wěn)定劑不僅光穩(wěn)定效果大幅度下降，而且還會(huì)響應(yīng)塑料制品的外觀色澤，故不能應(yīng)用于對(duì)透明度要求較高的塑料制品。為了提高光穩(wěn)定劑的品質(zhì)，傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝中常采用氮封法將反應(yīng)體系與氧氣隔離，如歐洲專利EP 225850和日本專利J60-36529所介紹的，這雖然在一定程度上緩解了縮聚時(shí)熱氧化的進(jìn)行，但同時(shí)增加了縮聚反應(yīng)工藝和設(shè)備的復(fù)雜性，提高了生產(chǎn)成本。另外，由于通常縮聚過(guò)程分為常壓和減壓兩個(gè)階段，在減壓階段采用氮封法很難完全避免熱降解和熱氧化的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種由直鏈羥基哌啶醇和直鏈二元酸酯通過(guò)縮聚反應(yīng)制備光穩(wěn)定劑用聚酯的方法，它要解決的技術(shù)問(wèn)題是避免縮聚反應(yīng)中熱降解和熱氧化的產(chǎn)生，并基本不增加生產(chǎn)成本。
以下是本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案一種具有結(jié)構(gòu)式I的光穩(wěn)定劑用聚酯的制備方法，該制備方法以具有結(jié)構(gòu)式II的直鏈羥基哌啶醇和具有結(jié)構(gòu)式III的直鏈二元酸酯為單體原料，在催化劑有機(jī)鈦酸酯的存在下進(jìn)行縮聚反應(yīng)。直鏈羥基哌啶醇和直鏈二元酸酯單體的投料摩爾比為1∶1～1∶1.3，催化劑用量以直鏈羥基哌啶醇計(jì)為0.1～0.5mol％。縮聚反應(yīng)分常壓縮聚和減壓縮聚兩段，常壓縮聚時(shí)間為1～5小時(shí)，減壓縮聚時(shí)間為3～7小時(shí)，真空度為0.094～0.1Mpa.聚合反應(yīng)溫度為140～200℃。在縮聚反應(yīng)體系中加入抗氧劑亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，加入量為反應(yīng)原料總量的0.1～2.0wt％。
結(jié)構(gòu)式I、II和III分別為結(jié)構(gòu)式I 結(jié)構(gòu)式II 結(jié)構(gòu)式III 其中R為乙撐或丙撐，R1為C3～C5的直鏈碳鏈，R2為甲基或乙基，n為20～50的正整數(shù)。
上述縮聚反應(yīng)體系中抗氧劑亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯的加入量最好為反應(yīng)原料總量的0.2～1.0wt％；上述結(jié)構(gòu)式I、II和III中，R最好為乙撐，R1最好為C4的直鏈碳鏈，R2最好為甲基；而催化劑最好為鈦酸丁酯或鈦酸異丙酯。
在現(xiàn)有技術(shù)中，使用抗氧劑來(lái)抑制聚合物產(chǎn)生熱降解和熱氧化是一種比較常用的方法，但由于光穩(wěn)定劑是一種應(yīng)用技術(shù)非常復(fù)雜的精細(xì)化工產(chǎn)品，非常少量的雜質(zhì)都會(huì)影響其使用效果。本發(fā)明的關(guān)鍵是尋找到了一種合適的抗氧劑，它能與高聚物分子間形成較為緊密的結(jié)合體，在縮聚過(guò)程中能有效地抑制新生成的高聚物產(chǎn)生熱降解和熱氧化。發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)后還發(fā)現(xiàn)，這種抗氧劑存于作為光穩(wěn)定劑的高聚物形成的結(jié)合體不僅不會(huì)影響光穩(wěn)定劑的使用效果，而且在后續(xù)加工過(guò)程中也具有防止光穩(wěn)定劑產(chǎn)生熱氧化的作用，使光穩(wěn)定劑變得更為穩(wěn)定和長(zhǎng)效。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是基本不增加光穩(wěn)定劑的制造成本，而縮聚時(shí)由于不存在熱降解和熱氧化等副反應(yīng)，得到的光穩(wěn)定劑產(chǎn)品具有無(wú)色長(zhǎng)效的特點(diǎn)，尤其適用于無(wú)色透明的塑料制品。
下面將通過(guò)具體的實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，由于本發(fā)明的關(guān)鍵在于抗氧劑的使用，縮聚過(guò)程的其它工藝條件與現(xiàn)有技術(shù)基本相同，故實(shí)施例注重對(duì)抗氧劑使用的描述。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1～5將單體原料羥乙基哌啶醇(PT)和丁二酸二甲酯(DME)按投料摩爾比PT∶DME＝1∶1.1投入縮聚釜中，并加入抗氧劑亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，抗氧劑加入量以反應(yīng)原料總量計(jì)?；旌衔锛訜嶂?30℃左右，在混溶狀態(tài)下維持半小時(shí)，加入催化劑鈦酸丁酯，催化劑的加入量以羥乙基哌啶醇計(jì)為0.3mol％。常壓以及150～170℃的條件下反應(yīng)2～5小時(shí)，反應(yīng)過(guò)程中副產(chǎn)物低級(jí)醇蒸餾冷凝排出系統(tǒng)。待反應(yīng)中不再有低級(jí)醇流出時(shí)，對(duì)系統(tǒng)抽真空，控制真空度為0.094～0.1MPa，在140～170℃溫度溫度下反應(yīng)3～6小時(shí)即得光穩(wěn)定劑用聚酯產(chǎn)品，該聚酯具有如下的結(jié)構(gòu)式

n為20～50的正整數(shù)。
比較例反應(yīng)體系中不加入抗氧劑亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，其余同各實(shí)施例以及比較例抗氧劑的加入量，得到的光穩(wěn)定劑產(chǎn)品的色度見(jiàn)表1所列。
表1.

權(quán)利要求
1.一種具有結(jié)構(gòu)式I的光穩(wěn)定劑用聚酯的制備方法，該制備方法以具有結(jié)構(gòu)式II的直鏈羥基哌啶醇和具有結(jié)構(gòu)式III的直鏈二元酸酯為單體原料，在催化劑有機(jī)鈦酸酯的存在下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，直鏈羥基哌啶醇和直鏈二元酸酯單體的投料摩爾比為1∶1～1∶1.3，催化劑用量以直鏈羥基哌啶醇計(jì)為0.1～0.5mol％，縮聚反應(yīng)分常壓縮聚和減壓縮聚兩段，常壓縮聚時(shí)間為1～5小時(shí)，減壓縮聚時(shí)間為3～7小時(shí)，真空度為0.094～0.1MPa，反應(yīng)溫度均為140～200℃，其特征在于縮聚反應(yīng)體系中加入抗氧劑亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，其加入量為反應(yīng)原料總量的0.1～2.0wt％，結(jié)構(gòu)式I、II和III分別為結(jié)構(gòu)式I 結(jié)構(gòu)式II 結(jié)構(gòu)式III 其中R為乙撐或丙撐，R1為C3～C5的直鏈碳鏈，R2為甲基或乙基，n為20～50的正整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光穩(wěn)定劑用聚酯的制備方法，其特征在于縮聚反應(yīng)體系中抗氧劑亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯的加入量為反應(yīng)原料總量的0.2～1.0wt％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光穩(wěn)定劑用聚酯的制備方法，其特征在于所述的R為乙撐，R1為C4的直鏈碳鏈，R2為甲基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光穩(wěn)定劑用聚酯的制備方法，其特征在于所述的催化劑為鈦酸丁酯或鈦酸異丙酯。
全文摘要
一種具有結(jié)構(gòu)式I的光穩(wěn)定劑用聚酯的制備方法，相應(yīng)的直鏈羥基哌啶醇和直鏈二元酸酯為單體原料，在催化劑有機(jī)鈦酸酯的存在下進(jìn)行縮聚反應(yīng)。直鏈羥基哌啶醇和直鏈二元酸酯單體的投料摩爾比為1∶1～1∶1.3，催化劑用量以直鏈羥基哌啶醇計(jì)為0.1～0.5mol％，縮聚反應(yīng)分常壓縮聚和減壓縮聚兩段，常壓縮聚時(shí)間為1～5小時(shí)，減壓縮聚時(shí)間為3～7小時(shí)，真空度為0.094～0.1MPa，反應(yīng)溫度均為140～200℃?？s聚反應(yīng)體系中加入抗氧劑亞磷酸三(2，4－二叔丁基苯基)酯，其加入量為反應(yīng)原料總量的0.1～2.0wt％，結(jié)構(gòu)式I為式中R為乙撐或丙撐，R
文檔編號(hào)C08G63/12GK1566174SQ03129190
公開日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月12日
發(fā)明者馬洪璽, 陳麗華, 顧超然 申請(qǐng)人:中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司