專利名稱：一種易堿解聚酯及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種易堿解聚酯及其制備方法，特別是一種具有充分的堿水溶解性，融紡時粘度降小，紡絲操作性優(yōu)良的易堿解聚酯的制備方法，屬于滌綸化工技術領域。
對易堿解聚酯已進行了各種研究，如特開2001-123335號公報中提出了添加1.0-3.0摩爾％的5-磺酸鹽-間苯二甲酸組分及5-15重量％的平均分子量為1000-10000的聚乙二醇，特開平2000-95850號公報提出添加2.0-3.0摩爾％的5-磺酸鹽-間苯二甲酸組分及10-13重量％的平均分子量為1000-10000的聚乙二醇。
在易堿解聚酯合成中，人們發(fā)現(xiàn)添加5-磺酸鹽-間苯二甲酸及聚乙二醇合成的易堿解聚酯存在種種問題。如添加過多的聚乙二醇，聚合物含有氣泡嚴重，并且耐熱性差，熔融紡絲時粘度降較大，添加3.0摩爾％以下的5-磺酸鹽-間苯二甲酸組分的易堿解聚酯的堿解性較慢，如加入較多的5-磺酸鹽-間苯二甲酸組分，因5-磺酸鹽-間苯二甲酸組分帶有電荷造成凝聚、并且聚合物增粘較快，難以得到足夠聚合度的聚合體，不能滿足復合纖維對易堿解聚酯的要求。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提出一種具有充分的堿水溶解性，融紡時粘度降小，紡絲操作性優(yōu)良的易堿解聚酯及其制備方法。
本發(fā)明的易堿解聚酯，包括如下原料由精對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)構成主要重復單元對苯二甲酸乙二醇酯，在酸成分中含有4-8摩爾％的間苯二甲酸(IPA)，和精對苯二甲酸與間苯二甲酸總摩爾量的5-10％的5-磺酸鈉-間苯二甲酸乙二醇酯(SIPE)，在聚合物中含有6-12重量％的平均分子量為1000-8000的聚乙二醇(PEG)并含有復合熱穩(wěn)定劑。
復合熱穩(wěn)定劑由下列組分構成A)帶有位阻酚的抗氧劑，加入量為聚酯重量的0.02-0.04％。
B)醋酸鈷，加入量為聚酯重量的0.01-0.03％。
C)磷酸、亞磷酸或其酯類，加入量為聚酯重量的0.01-0.03％。
上述的抗氧劑是四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)、2，2-硫代雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(抗氧劑2246)或[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]十八碳醇(抗氧劑1.076)。
本發(fā)明的易堿解聚酯制備方法，包括酯化、共聚反應。將乙二醇、精對苯二甲酸、間苯二甲酸(IPA)，按乙二醇與酸的摩爾比控制在1.2-1.5比例加入到打漿釜打漿，其中，間苯二甲酸在酸組分中占4-8摩爾％，加入常規(guī)催化劑，或同時加助劑，連續(xù)進入酯化釜，在250-260℃溫度下酯化；酯化物壓入聚合釜，加入5-磺酸鈉-間苯二甲酸乙二醇酯(SIPE)，5-磺酸鈉-間苯二甲酸乙二醇酯(SIPE)的量為精對苯二甲酸和間苯二甲酸總摩爾量的5-10％，攪拌25～35分鐘，再加入聚酯重量6-12％的平均分子量為1000-8000的聚乙二醇(PEG)并加入復合熱穩(wěn)定劑，攪拌25～35分鐘，繼續(xù)按常規(guī)聚酯方法，制得易堿解聚酯。
易堿解聚酯制備方法具體操作如下(1)將乙二醇、精對苯二甲酸、間苯二甲酸按規(guī)定摩爾比加入到打漿釜打漿，打漿釜內(nèi)可加入常規(guī)催化劑，也可同時加助劑。
在酸組分中間苯二甲酸占4-8摩爾％，含量小于4摩爾％，聚酯堿解速度慢，堿解不充分，含量大于8摩爾％，聚酯的熔點下降大，紡絲操作性差；乙二醇與酸的摩爾比控制在1.2-1.5之間。
(2)在上述漿料均勻后送入酯化釜進行酯化，酯化完成后加入5-磺酸鈉-間苯二甲酸乙二醇酯(SIPE)。
5-磺酸鈉-間苯二甲酸乙二醇酯(SIPE)的量為PTA、IPA總摩爾量的5-10％，含量小于5摩爾％，聚酯堿解速度慢，堿解不充分，含量大于10摩爾％，聚合物熔體粘度增高較快，同時由于SIPE凝聚，聚酯紡絲操作性差。
(3)攪拌30分鐘后加入含有的平均分子量為1000-8000的聚乙二醇(PEG)并加入復合熱穩(wěn)定劑。
聚乙二醇的分子量小于1000時，聚酯耐熱性差，高于8000時，難以得到共聚體。
聚乙二醇的加入量為聚酯重量的6-12％，小于6％時，聚酯堿解性差，高于12％時，聚酯耐熱性差。
復合熱穩(wěn)定劑由下列組分構成A)帶有位阻酚的抗氧劑，加入量為聚酯重量的0.02-0.04％。
B)醋酸鈷，加入量為聚酯重量的0.01-0.03％。
C)磷酸、亞磷酸或其酯類，加入量為聚酯重量的0.01-0.03％。
(4)上述物料攪拌25～35分鐘，按常規(guī)聚酯生產(chǎn)方法生產(chǎn)，即得本發(fā)明的易堿解聚酯。
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術添加過多的聚乙二醇時聚合物氣泡嚴重、耐熱性差、熔融紡絲時粘度降較大等缺點，本發(fā)明的易堿解聚酯具有充分的堿水溶解性，融紡時粘度降小，紡絲操作性優(yōu)良。具體實驗數(shù)據(jù)將在下面的實施例中給出。
具體實施方式
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1.易堿解聚酯由精對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)構成主要重復單元對苯二甲酸乙二醇酯，在酸成分中含有6摩爾％的間苯二甲酸(IPA)，和精對苯二甲酸和間苯二甲酸總摩爾量的7％的5-磺酸鈉-間苯二甲酸乙二醇酯(SIPE)，在聚合物中含有9重量％的平均分子量為4000的聚乙二醇(PEG)并含有復合熱穩(wěn)定劑如下A)四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)，加入量為聚酯重量的0.03％，B)醋酸鈷，加入量為聚酯重量的0.02％，C)磷酸三甲酯，加入量為聚酯重量的0.02％。
實施例2.易堿解聚酯制備方法將1000kg精對苯二甲酸(PTA)、60kg(5.67％摩爾)間苯二甲酸(IPA)、500kg乙二醇(EG)、聚合催化劑三氧化二銻0.32kg投入打漿釜打漿，打漿均勻后連續(xù)進入酯化釜，在250--260℃溫度下常壓酯化，酯化出水220kg結束，移入聚合釜，加入140kg(6％摩爾)的5-磺酸鈉-間苯二甲酸乙二醇酯(SIPE)，攪拌30分鐘，加入120kg(聚酯量的9％)的平均分子量為4000的聚乙二醇(PEG)并加入抗氧劑10100.4kg(0.03％)，醋酸鈷0.2kg(0.015％)，磷酸三甲酯0.2kg(0.015％)，攪拌30分鐘，在低真空，溫度240--270℃下預縮聚，在高真空(小于100Pa)，溫度276--280℃聚合得易堿解聚酯。
將該改性聚酯與普通聚酯以30∶70進行海島復合紡絲，出絲順利裝紡絲阻件前取易堿解聚酯的無油絲，用易堿解聚酯與無油絲的粘度降Δ[η]評價易堿解聚酯的耐熱性。裝阻件并以3200米/分紡速紡絲，得到175dtex/36f的37島復合纖維，，從紡絲阻件壓力上升的程度，斷絲次數(shù)進行評價紡絲操作性。該纖維牽伸成100dtex/36f的牽伸絲，用1.5％的氫氧化鈉水溶液(浴比50，溫度100℃)進行堿溶解實驗，由其重量的減少速度評價堿溶解性。
比較例1除5-磺酸鈉-間苯二甲酸乙二醇酯(SIPE)改為60kg(2.5％摩爾)外，重復實施例1的操作，結果見表1。
比較例2除聚乙二醇(PEG)改為180kg(聚酯量的13％)外，重復實施例1的操作，結果見表1。
比較例3除不加間苯二甲酸外，重復實施例1的操作，結果見表1。
比較例4除不加抗氧劑外，重復實施例1的操作，結果見表1。
比較例5除不加醋酸鈷、磷酸三甲酯外，重復實施例1的操作，結果見表1。
表1實驗結果對比
(1)紡絲操作性使用該易堿解聚酯與普通聚酯進行海島纖維的復合紡絲，從紡絲阻件壓力上升的程度，斷絲次數(shù)進行評價，用好、可、差表示。
(2)耐熱性使用該易堿解聚酯與普通聚酯進行海島纖維的復合紡絲，出絲順利裝紡絲阻件前取無油絲，用該易堿解聚酯與無油絲的粘度降Δ[η]來評價，Δ[η]越小表明聚酯的耐熱性越好。用好、可、差表示。
(3)堿溶解性復合纖維用1.5％的氫氧化鈉水溶液(浴比50，溫度100℃)進行堿溶解實驗，由其重量的減少速度進行評價，用好、可、差表示。
實施例3.易堿解聚酯由精對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)構成主要重復單元對苯二甲酸乙二醇酯，在酸成分中含有7.5摩爾％的間苯二甲酸(IPA)，和精對苯二甲酸和間苯二甲酸總摩爾量的9％的5-磺酸鈉-間苯二甲酸乙二醇酯(SIPE)，在聚合物中含有11重量％的平均分子量為4500的聚乙二醇(PEG)并含有復合熱穩(wěn)定劑如下
A)2，2-硫代雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(抗氧劑2246)，加入量為聚酯重量的0.04％，B)醋酸鈷，加入量為聚酯重量的0.02％，C)磷酸，加入量為聚酯重量的0.015％。
實施例4.易堿解聚酯由精對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)構成主要重復單元對苯二甲酸乙二醇酯，在酸成分中含有5摩爾％的間苯二甲酸(IPA)，和精對苯二甲酸和間苯二甲酸總摩爾量的6％的5-磺酸鈉-間苯二甲酸乙二醇酯(SIPE)，在聚合物中含有7重量％的平均分子量為5000的聚乙二醇(PEG)并含有復合熱穩(wěn)定劑如下A)[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]十八碳醇(抗氧劑1076)，加入量為聚酯重量的0.025％，B)醋酸鈷，加入量為聚酯重量的0.03％，C)亞磷酸，加入量為聚酯重量的0.025％。
權利要求
1.一種易堿解聚酯，特征在于，包括如下原料由精對苯二甲酸、乙二醇構成主要重復單元對苯二甲酸乙二醇酯，在酸成分中含有4-8摩爾％的間苯二甲酸，和精對苯二甲酸與間苯二甲酸總摩爾量的5-10％的5-磺酸鈉-間苯二甲酸乙二醇酯，在聚合物中含有6-12重量％的平均分子量為1000-8000的聚乙二醇并含有復合熱穩(wěn)定劑。
2.如權利要求1所述的易堿解聚酯，其特征在于，所述的復合熱穩(wěn)定劑組成如下A)帶有位阻酚的抗氧劑，加入量為聚酯重量的0.02-0.04％，B)醋酸鈷，加入量為聚酯重量的0.01-0.03％，C)磷酸、亞磷酸或其酯類，加入量為聚酯重量的0.01-0.03％。
3.如權利要求1或2所述的易堿解聚酯，其特征在于，所述的抗氧劑是四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2，2-硫代雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]十八碳醇。
4.權利要求1所述的易堿解聚酯的制備方法，包括酯化、共聚反應，其特征在于，將乙二醇、精對苯二甲酸、間苯二甲酸，按乙二醇與酸的摩爾比控制在1.2-1.5比例加入到打漿釜打漿，其中，間苯二甲酸在酸組分中占4-8摩爾％，加入常規(guī)催化劑，或同時加助劑，連續(xù)進入酯化釜，在250-260℃溫度下酯化；酯化物壓入聚合釜，加入5-磺酸鈉-間苯二甲酸乙二醇酯，5-磺酸鈉-間苯二甲酸乙二醇酯的量為精對苯二甲酸和間苯二甲酸總摩爾量的5-10％，攪拌25～35分鐘，再加入聚酯重量6-12％的平均分子量為1000-8000的聚乙二醇并復合熱穩(wěn)定劑，復合熱穩(wěn)定劑組成如下A)帶有位阻酚的抗氧劑，加入量為聚酯重量的0.02-0.04％，B)醋酸鈷，加入量為聚酯重量的0.01-0.03％，C)磷酸、亞磷酸或其酯類，加入量為聚酯重量的0.01-0.03％；攪拌25～35分鐘，繼續(xù)按常規(guī)聚酯方法，制得易堿解聚酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種易堿解聚酯的制備方法，屬于滌綸化工技術領域。主要重復單元為對苯二甲酸乙二醇酯，在酸成分中含有5－10摩爾％的5－磺酸鈉－間苯二甲酸乙二醇酯(SIPE)、4－8摩爾％的間苯二甲酸(IPA)，在聚合物中含有6－12重量％的平均分子量為1000－8000的聚乙二醇(PEG)并含有由抗氧劑、醋酸鈷、磷酸、亞磷酸或其酯類組成的復合熱穩(wěn)定劑。本發(fā)明的改性易堿解聚酯具有充分的堿水溶解性，融紡時粘度降小，紡絲操作性優(yōu)良。
文檔編號C08L67/03GK1438274SQ0311201
公開日2003年8月27日 申請日期2003年3月20日 優(yōu)先權日2003年3月20日
發(fā)明者孫寒松, 王國德, 王紅, 王永奇, 邊樹昌 申請人:濟南正昊化纖新材料有限公司