專利名稱：：一種低熔點共聚酯及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及的是一種適合于長絲、短纖及無紡布之用的低熔點共聚酯及其制備方法，屬于紡織
技術領域：
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背景技術：
：聚酯(聚對苯二甲酸乙二酯)熔點為265°C。按熔點高低劃分，一般地將低于23CTC熔點的共聚酯稱作低熔點聚酯。在紡織領域，通常將低熔點聚酯制成長絲、短纖，用于與主體纖維熱粘合。由于被粘合纖維的材質和形態(tài)不同，加工狀態(tài)、工藝條件以及出于節(jié)能等考慮，對低熔點纖維的熔點要求也各不相同，有的用于無紡布粘合用的低熔點纖維，一般情況下18(TC便可滿足要求，而有的使用的低熔點纖維產品要求熔點在120°C，甚至更低，如雪尼爾花式紗。于是一種熔點低于iio'c的低熔點聚酯制備技術及低熔點共聚酯切片應運而生。目前在市售的熔點為12(TC及其以下的低熔點樹脂中，經測試表明，大多采用在對苯二甲酸及乙二醇基本原料基礎上，添加間苯二甲酸、脂肪族二元酸、二甘醇、新戊二醇等多種酸、醇成分，如美國專利US4，396，746中提供的一種熱塑性低熔點共聚酯，其中就包含有對苯二甲酸、間苯二甲酸、2-甲基-l，3-丙二醇以及1，4-環(huán)己垸二甲醇等多種共聚單體。它們雖然達到了熔點低的要求，但樹脂的熱性能、機械性能變得較差，尤其是其原本固有的良好的結晶性能遭到嚴重破壞，有的呈現為非晶態(tài)。這一類樹脂有的在烘干、予結晶過程中很容易粘連，紡絲成形過程中粘輥、粘巻，嚴重影響其實用性；還有的樹脂，熔點雖達到了要求，但特性黏度較低，用作纖維時，加工中問題較多，紡絲成形中毛絲、斷絲較嚴重，生產效率很低。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于克服現有技術之不足，提供一種包含最少種類的單體，相對于其它己知技術，熔點更低，特性黏度高，結晶性能好，儲存、熱烘干加工中不粘連，紡絲不粘巻，適合于紡絲用的低熔點共聚酯及其制備方法。本發(fā)明所述的低熔點共聚酯，用下列單體經酯化反應和縮聚反應而成，(a)對苯二甲酸(PTA)及間苯二甲酸(IPA);(b)1，4丁二醇(BD0);(c)聚乙二醇6006000(PEG);其中，a成分中，對苯二甲酸與間苯二甲酸投料質量比為8020:2080之間；c成分中聚乙二醇投料重量比以a為基準l30。/。；a與b的摩爾比例為l:1.52.3。所述的低熔點共聚酯，其特性黏度介于0.601.20dL/g之間，熔點在110160°C。一種如上所述的低熔點共聚酯的制備方法，該方法包括酯化反應和縮聚反應兩個階段酯化反應連續(xù)進行，反應原料為酸成分中8020%對苯二甲酸及2080%間苯二甲酸，酸成分與丁二醇的摩爾比為1:1.52.3，催化劑為鈦酸四丁酯(TBT)，其用量以原料酸總重量為基準的100400ppm，酯化反應壓力為常壓0.05MPa(正壓)，反應溫度在190210°C;縮聚反應采用間隙方式進行，反應分常壓階段、低真空階段和高真空階段；縮聚反應催化劑為鈦酸四丁酯，用量以原料酸成分總重量為基準的100400卯m;常壓縮聚反應溫度控制在21023(TC;聚乙二醇在反應半小時后投入，其用量以原料酸成分總重量為基準的130%;低真空階段反應壓力為0.150kPa，反應溫度在230240°C，反應時間0.5lh;高真空階段反應壓力50100Pa，反應溫度控制在240260°C，反應時間24h，以反應釜攪拌電機功率或在線黏度計讀數為準判斷反應終點。所述的酯化反應和縮聚反應階段中所用的催化劑均為鈦酸四丁酯，其用量以總酸重量為基準的100400ppm，在各自反應前分別加入。本發(fā)明不局限于連續(xù)酯化、間隙縮聚工藝，也適用于連續(xù)酯化、連續(xù)縮聚及間隙酯化、間隙縮聚工藝。.本發(fā)明改性聚酯的特性黏度(I.V)按下述方法測定在25'C下，測定每100mL溶劑中0.5g高聚物的I.V值。溶劑為60%(wt)苯酚和40%(wt)四氯乙垸組成。本發(fā)明以間苯二甲酸為主改性劑，以聚乙二醇為輔助改性劑。間苯二甲酸的間位結構破壞了聚對苯二甲酸丁二酯分子鏈的排列規(guī)整性，降低了熔點。同時，根據間苯二甲酸的加入量，可調整、控制熔點高低。間苯二甲酸加入量越大，熔點降低越大；間苯二甲酸加入量越少，熔點降低越小。同時由于在聚酯大分子結構中引入了聚乙二醇柔性鏈段，有助于提高分子鏈段的運動，改善由于間苯二甲酸的加入，苯環(huán)硬段部分規(guī)整性破壞而造成的結晶性能受損，同樣也有助于熔點的降低。本發(fā)明所提供的共聚酯具有熔點低、特性黏度高，結晶性能好，樹脂切片儲存、加熱干燥、預結晶中不粘粒，紡絲中不粘巻等特性，并且纖維具有極佳的熱粘合性，特別適合于聚酯類纖維間熱粘合之用。本發(fā)明聚酯切片適用于紡制長絲、短纖及無紡布。圖l是本發(fā)明的工藝流程圖。具體實施方式下面將結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明本發(fā)明所述的低熔點共聚酯，用下列單體經酯化反應和縮聚反應而成，(a)對苯二甲酸(PTA)及間苯二甲酸(IPA);(b)1，4丁二醇(BD0);(c)聚乙二醇6006000(PEG);其中，a成分中，對苯二甲酸與間苯二甲酸投料質量比為8020:2080之間；c成分中聚乙二醇投料重量比以a為基準l30。/a;a與b的摩爾比例為l:1.52.3。所述的低熔點共聚酯，其特性黏度介于0.601.20dL/g之間，熔點在110160°C。一種如上所述的低熔點共聚酯的制備方法，該方法包括酯化反應和縮聚反應兩個階段酯化反應連續(xù)進行，反應原料為酸成分中8020%對苯二甲酸及2080%間苯二甲酸，酸成分與丁二醇的摩爾比為1:1.52.3，催化劑為鈦酸四丁酯(TBT)，其用量以原料酸總重量為基準的100400ppm，酯化反應壓力為常壓0.05MPa(正壓)，反應溫度在190210°C;縮聚反應采用間隙方式進行，反應分常壓階段、低真空階段和高真空階段；縮聚反應催化劑為鈦酸四丁酯，用量以原料酸成分總重量為基準的100400ppm;常壓縮聚反應溫度控制在210230。C;聚乙二醇在反應半小時后投入，其用量以原料酸成分總重量為基準的130%;低真空階段反應壓力為0.150kPa，反應溫度在230240°C，反應時間0.5lh;高真空階段反應壓力50100Pa，反應溫度控制在240260°C，反應時間24h，以反應釜攪拌電機功率或在線黏度計讀數為準判斷反應終點。所述的酯化反應和縮聚反應階段中所用的催化劑均為鈦酸四丁酯，其用量以總酸重量為基準的100400ppm，在各自反應前分別加入。本發(fā)明不局限于連續(xù)酯化、間隙縮聚工藝，也適用于連續(xù)酯化、連續(xù)縮聚及間隙酯化、間隙縮聚工藝。本發(fā)明采用連續(xù)酯化、間隙縮聚工藝流程，投料量40Kg/批的試驗裝置，流程如圖1所示。先按預定配比，將計量后的對苯二甲酸、間苯二甲酸、丁二醇投入打漿釜l，并加入相當于酸成分總重量0.01%的穩(wěn)定劑磷酸三甲酯，在13(TC下加熱0.5小時，并用真空抽去原料中帶入的水分，然后加入相當于總酸重量300ppni的催化劑鈦酸四丁酯，攪拌均勻，制得均勻漿料。隨后在干燥氮氣保護下，在12小時內，均勻地注入留有前一批一半量的酯化液的酯化釜2中，進行酯化反應。反應在常壓0.05MPa(正壓)下進行，溫度控制在19021(TC，時間為34小時，當餾出物達到預定值后，酯化反應結束。之后，用氮氣將一半的酯化物移入縮聚釜3中，按預定要求投入催化劑鈦酸四丁酯，并在常壓下逐步升溫至210230°C，進行常壓縮聚反應，反應時間為30分鐘，隨后投入預定量的聚乙二醇，攪拌分散十分鐘后，逐漸升溫至23024(TC，并將釜內壓力在45分鐘內緩緩降至lkPa以下，完成低真空縮聚反應；最后，打開高真空泵，繼續(xù)減壓至50100Pa，開始高真空縮聚反應，反應溫度控制在240260'C，反應時間為1.52小時，當聚合物黏度達到所需值時出料，經鑄帶、冷卻、切粒，即得到低熔點共聚酯切片。四組不同實施例的原料組成、反應條件及切片主要指標見表1。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本發(fā)明所述的實施例僅為本發(fā)明實施例中的代表，本發(fā)明的合成工藝條件不局限于實施例。權利要求1、一種低熔點共聚酯，其特征在于用下列單體經酯化反應和縮聚反應而成，(a)對苯二甲酸及間苯二甲酸(b)1，4丁二醇(c)聚乙二醇600～6000其中，a成分中，對苯二甲酸與間苯二甲酸投料質量比為80～20∶20～80之間；c成分中聚乙二醇投料重量比以a為基準1～30％；a與b的摩爾比例為1∶1.5～2.3。2、根據權利要求1所述的低熔點共聚酯，其特征在于該熔點共聚酯特性黏度介于0.601.20dL/g之間，熔點在110160°C。3、一種如權利要求1或2所述低熔點共聚酯的制備方法，其特征在于該方法包括酯化反應和縮聚反應兩個階段酯化反應連續(xù)進行，反應原料為酸成分中8020%對苯二甲酸及2080%間苯二甲酸，酸成分與丁二醇的摩爾比為1:1.52.3，催化劑為鈦酸四丁酯，其用量以原料酸總重量為基準的100400卯m，酯化反應壓力為常壓0.05MPa，反應溫度在190210°C;縮聚反應采用間隙方式進行，反應分常壓階段、低真空階段和高真空階段；縮聚反應催化劑為鈦酸四丁酯，用量以原料酸成分總重量為基準的100400卯m;常壓縮聚反應溫度控制在21023(TC;聚乙二醇在反應半小時后投入，其用量以原料酸成分總重量為基準的130%;低真空階段反應壓力為0.150kPa，反應溫度在230240°C，反應時間0.5lh;高真空階段反應壓力50100Pa，反應溫度控制在240260°C，反應時間24h，以反應釜攪拌電機功率或在線黏度計讀數為準判斷反應終點。4、根據權利要求3所述的低熔點共聚酯的制備方法，其特征在于酯化反應和縮聚反應階段中所用的催化劑均為鈦酸四丁酯，其用量以總酸重量為基準的100400ppm，在各自反應前分別加入。全文摘要一種低熔點共聚酯及其制備方法，所述的低熔點共聚酯，用下列單體經酯化反應和縮聚反應而成，(a)對苯二甲酸(PTA)及間苯二甲酸(IPA)；(b)1，4丁二醇(BDO)；(c)聚乙二醇600～6000(PEG)；其中，a成分中，對苯二甲酸與間苯二甲酸投料質量比為80～20∶20～80之間；c成分中聚乙二醇投料重量比以a為基準1～30％；a與b的摩爾比例為1∶1.5～2.3；所述的制備方法包括酯化反應和縮聚反應兩個階段；所述的共聚酯具有熔點低、結晶性能好、特性黏度高以及粒子不易粘連的特點，適用于紡制長絲、短纖及無紡布。文檔編號D01F6/84GK101338023SQ20081006339公開日2009年1月7日申請日期2008年8月14日優(yōu)先權日2008年8月14日發(fā)明者凌榮根,福孫,秦偉明,程貞娟,錢建華,陳文興,齊慶瑩申請人:浙江理工大學