專利名稱：聚乳酸樹脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有提高性能的聚乳酸樹脂(polylactide resin)及其制備方法。更具體而言，本發(fā)明涉及一種能夠以較高的轉(zhuǎn)化率制備具有改善性能的聚乳酸樹脂的有機(jī)金屬絡(luò)合物和一種催化劑組合物，一種制備該有機(jī)金屬絡(luò)合物的方法，具有增強(qiáng)的耐水解性和耐熱性以及優(yōu)異的機(jī)械性能的聚乳酸樹脂、其制備方法和包含該聚乳酸樹脂的聚乳酸樹脂組合物。
背景技術(shù)：
聚乳酸(polylactide或polylactic acid)是一類包含下面通式的重復(fù)單元的樹脂。與常規(guī)基于石油的樹脂不同，聚乳酸樹脂基于生物質(zhì)，可以利用可再生資源，并且它們的制備比其它常規(guī)樹脂的制備產(chǎn)生更少的溫室氣體CO2。此外，它們不僅具有生態(tài)友好的屬性，例如在被掩埋時利用水和微生物的生物可降解性，而且與常規(guī)基于石油的樹脂相比它們還具有適合的機(jī)械強(qiáng)度。[通式]聚乳酸樹脂已主要用于一次性包裝/容器、涂料、泡沫材料、薄膜/薄片和纖維。最近，已進(jìn)行更多的努力，以通過將聚乳酸樹脂與常規(guī)樹脂(例如ABS、聚碳酸酯或聚丙烯)混合，然后在半永久性用途(例如用于移動電話的外部材料或汽車的內(nèi)部材料)中利用它們， 來增強(qiáng)該聚乳酸樹脂的性能。但是，由于一些因素，例如聚乳酸樹脂制備中使用的催化劑和空氣中的水分等，聚乳酸樹脂在它們自身中和其自身趨于生物降解，并且到目前為止它們自身性能的這種缺點(diǎn)已限制了其應(yīng)用。先前已知的制備聚乳酸樹脂的方法包括直接使乳酸進(jìn)行縮合聚合或在有機(jī)金屬催化劑存在下用丙交酯單體進(jìn)行開環(huán)聚合。就這一點(diǎn)而言，直接縮合聚合可以以低成本制備聚合物，但是所得到的聚合物難以具有100，000或高于100，000的重均分子量的高分子量，使得難以充分保證聚乳酸樹脂的物理和機(jī)械性能。另一方面，因為丙交酯單體應(yīng)由乳酸制備，所以丙交酯單體的開環(huán)聚合比縮合聚合需要更高的成本，但是開環(huán)聚合可以制備具有比較高分子量的聚合物并且在控制聚合方面是有利的，因此商業(yè)上使用開環(huán)聚合。在這種開環(huán)聚合中使用的催化劑的代表性實例包括含Sn催化劑，例如 Sn(Oct)2(Oct = 2-乙基己酸鹽)。然而，該催化劑不僅促進(jìn)開環(huán)聚合，而且以超過一定水平的轉(zhuǎn)化率加速解聚(參見第5，142,023號美國專利；Leenslag et a 1. Makromol. Chem. 1987,188,1809-1814 ；Witzke et al. Macromolecules 1997，30，7075-7085)。因此， 由開環(huán)聚合制備的聚乳酸樹脂趨于具有減小的分子量，寬的分子量分布和增加的殘余單體量，所有這些對聚合物性能具有不良的影響。而且，使用這種催化劑的開環(huán)聚合僅可以達(dá)到
權(quán)利要求
1. 一種化學(xué)式1的有機(jī)金屬絡(luò)合物 [化學(xué)式1]
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)金屬絡(luò)合物，其中，R1和R3各自是被Cl ClO烷基取代的一價苯基，或者各自是C3 ClO烷基或C3 ClO環(huán)烷基；R2是被Cl ClO烷基取代的二價亞苯基，或者是C3 ClO亞烷基或C3 ClO亞環(huán)烷基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)金屬絡(luò)合物，其中，1 1^2_1)是2-乙基己酸錫(II) (Sn (Oct)2)。
4.一種制備權(quán)利要求1所述的有機(jī)金屬絡(luò)合物的方法，該方法包括使化學(xué)式2的化合物與化學(xué)式3的化合物進(jìn)行反應(yīng)的步驟[化學(xué)式2][化學(xué)式3]
5. 一種催化劑組合物，其包含化學(xué)式2的化合物和化學(xué)式3的化合物 [化學(xué)式2][化學(xué)式3]
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的催化劑組合物，其中，R1和R3各自是被Cl ClO烷基取代的一價苯基，或者各自是C3 ClO烷基或C3 ClO環(huán)烷基；R2是被Cl ClO烷基取代的二價亞苯基，或者是C3 ClO亞烷基或C3 ClO亞環(huán)烷基。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的催化劑組合物，其中，所述化學(xué)式3的化合物是2-乙基己酸錫(II) (Sn (Oct) 2)。
8.一種聚乳酸樹脂，其具有10meq/kg或低于10meq/kg的酸度和100，000 1，000, 000的重均分子量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚乳酸樹脂，其具有3 lOmeq/kg的酸度和200，000 1, 000, 000的重均分子量。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚乳酸樹脂，其包含催化劑殘余物，該催化劑殘余物包括化學(xué)式1的有機(jī)金屬絡(luò)合物，或者包括化學(xué)式2的化合物和化學(xué)式3的化合物
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的聚乳酸樹脂，其中，所述催化劑殘余物的量不大于15ppm。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚乳酸樹脂，其在熱重分析(TGA)中當(dāng)從室溫加熱至300°C 時顯示出低于20wt%的重量減輕。
13.一種制備聚乳酸樹脂的方法，其包括在權(quán)利要求1的有機(jī)金屬絡(luò)合物存在下使丙交酯單體進(jìn)行開環(huán)聚合反應(yīng)的步驟。
14.一種制備聚乳酸樹脂的方法，其包括在權(quán)利要求5的催化劑組合物存在下使丙交酯單體進(jìn)行開環(huán)聚合反應(yīng)的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的制備聚乳酸樹脂的方法，其中，所述MXJ2_p 是2-乙基己酸錫(II) (Sn(Oct)2)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的制備聚乳酸樹脂的方法，其中，R1是被Cl ClO烷基取代的一價苯基，或者是C3 ClO烷基或C3 ClO環(huán)烷基；R2是被Cl ClO烷基取代的二價亞苯基，或者是C3 ClO亞烷基或C3 ClO亞環(huán)烷基。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制備聚乳酸樹脂的方法，其中，所述有機(jī)金屬絡(luò)合物通過包括使化學(xué)式2的化合物與化學(xué)式3的化合物進(jìn)行反應(yīng)的步驟的方法來制備[化學(xué)式2][化學(xué)式3]
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制備聚乳酸樹脂的方法，其中，相對于100摩爾丙交酯單體，所述有機(jī)金屬絡(luò)合物以0. 001 0. 1摩爾的比例加入。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制備聚乳酸樹脂的方法，其中，相對于100摩爾丙交酯單體，所述化學(xué)式2的化合物和化學(xué)式3的化合物分別以0. 001 0. 1摩爾的比例加入。
20.根據(jù)權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的制備聚乳酸樹脂的方法，其中，所述開環(huán)聚合反應(yīng)在包括含有羥基的化合物的弓I發(fā)劑存在下進(jìn)行。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備聚乳酸樹脂的方法，其中，所述含有羥基的化合物含有8個或多于8個碳原子。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備聚乳酸樹脂的方法，其中，相對于100摩爾丙交酯單體，所述引發(fā)劑以0. 001 1摩爾的比例加入。
23.根據(jù)權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的制備聚乳酸樹脂的方法，其中，所述開環(huán)聚合反應(yīng)以本體聚合的方式進(jìn)行。
24.根據(jù)權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的制備聚乳酸樹脂的方法，其中，所述開環(huán)聚合反應(yīng)在120 200°C的溫度下進(jìn)行0. 5 8小時。
25.一種聚乳酸樹脂組合物，其包含權(quán)利要求8的聚乳酸樹脂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有機(jī)金屬絡(luò)合物和一種催化劑組合物，該有機(jī)金屬絡(luò)合物和催化劑組合物能夠以較高的轉(zhuǎn)化率制備具有改善性能的聚乳酸樹脂，本發(fā)明涉及一種制備該有機(jī)金屬絡(luò)合物的方法，具有增強(qiáng)的耐水解性和耐熱性以及優(yōu)異的機(jī)械性能的聚乳酸樹脂、其制備方法和包含該聚乳酸樹脂的聚乳酸樹脂組合物。
文檔編號C08L67/04GK102333785SQ201080009426
公開日2012年1月25日 申請日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月9日
發(fā)明者尹性澈, 樸勝瑩, 李仁秀, 金成宇 申請人:Lg化學(xué)株式會社