專(zhuān)利名稱(chēng)：一種改性聚酯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種易溶性聚酯及其制備方法，特別涉及一種堿溶性能好，可紡性?xún)?yōu)異，絲物理性能穩(wěn)定的易溶性聚酯，以及可以高效率、低成本穩(wěn)定生產(chǎn)易溶性聚酯的制備方法。
背景技術(shù)：
海島纖維是一種復(fù)合纖維，該復(fù)合纖維經(jīng)過(guò)后加工、整理能夠得到當(dāng)今世界上商品化中最細(xì)的纖維之一，可用于制造具有挺括風(fēng)格、仿麂皮效果的高密度機(jī)織物、編織物或具有優(yōu)雅的光澤和柔軟手感的絹類(lèi)編織物等，是生產(chǎn)高檔服裝面料、高檔裝飾用布、高檔擦拭材料等用品的理想原料。海島型復(fù)合纖維是利用兩種不同溶解性能的聚合物，同時(shí)作為紡絲原料進(jìn)行復(fù)合紡絲，其中易溶性聚合物作為“?！苯M分，另一種聚合物作為“島”組分，這樣紡絲后得到的纖維截面為海組分的皮層包圍島組分芯層的海、島型結(jié)構(gòu)。海島型纖維是一種過(guò)渡狀態(tài)，一般要通過(guò)開(kāi)纖在堿液中將“?！苯M分溶出，使“島”組分分離出來(lái)，從而得到幾十甚至幾百根單絲纖維度很細(xì)的超細(xì)纖維。易溶性聚酯是一種改性聚酯，可在海島纖維生產(chǎn)中作為“?！苯M分使用。
日本鐘紡曾提供過(guò)一種改性聚酯，在它的專(zhuān)利摘要(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?1801648.0)中指出，其主要重復(fù)單元是對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，在酸成分中含有2.0～3.0％摩爾的含金屬磺酸鹽基的間苯二甲酸成分，在聚合物中含有9.0～13.0％重量的平均分子量為1000～10000的聚亞烷基二醇，在乙二醇成分中，所含的二甘醇是4.7～5.7％摩爾，極限粘度的最大值和最小值之比1.0～1.02。其制備方法為連續(xù)制造工藝。采用此法雖然可以用連續(xù)工藝生產(chǎn)堿溶性聚酯，但其產(chǎn)品的高粘度(0.70左右)決定了該產(chǎn)品聚合、紡絲及后加工等方面對(duì)工藝條件要求較為苛刻，可調(diào)節(jié)范圍小，加工過(guò)程熱降解(特性粘度降)較大，通常超過(guò)0.1，且一般需配以專(zhuān)門(mén)的干燥及紡絲設(shè)備；而在設(shè)備投資方面，連續(xù)工藝裝置的成本是半連續(xù)裝置的兩倍以上；同時(shí)，其連續(xù)生產(chǎn)的工藝還不利于根據(jù)市場(chǎng)需求改變產(chǎn)品種類(lèi)或調(diào)整產(chǎn)品風(fēng)格，尤其是在設(shè)備保養(yǎng)檢修或異常情況出現(xiàn)時(shí)，更容易造成較大的資源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種具有充分的堿液溶解性，品質(zhì)及熱穩(wěn)定性好，可紡性?xún)?yōu)異，后加工適應(yīng)性強(qiáng)的改性聚酯及生產(chǎn)效率、制程工藝調(diào)整方便的制備方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種改性聚酯，屬于易溶性聚酯，采用對(duì)苯二甲酸、乙二醇為基本原料共聚而成，其特征在于聚合物主要重復(fù)單元為對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，在酸成分中含有1.0～15.0％摩爾的含磺酸金屬鹽基的間苯二甲酸成分、在聚合物中含2.0～15.0％重量的平均分子量為500～10000的聚亞烷基二醇及0.1％～0.5％重量的Ciba IRGANOX GX2215(由汽巴精化(中國(guó))有限公司生產(chǎn)的一種高效熔體加工穩(wěn)定劑，以下稱(chēng)為2215)。
所述的改性聚酯，其酯粒(4mm*4mm*2.5mm)的溶解時(shí)間為90～140分鐘，特性粘度為0.40～0.60dl/g，端羧基含量為18～40.0mol/t，熔點(diǎn)210～240℃，色度b值為5～12，色度L值為40～60，灰份為1.0～2.0％，二甘醇重量含量在2.0～7.0％，熱失重為1～3％。
前述的改性聚酯，其堿溶解性是將酯粒用5％氫氧化鈉溶液煮沸，由其完全溶解的時(shí)間進(jìn)行評(píng)價(jià)的。
一種改性聚酯的制備方法，其特征是以對(duì)苯二甲酸、乙二醇、含磺酸金屬鹽基的間苯二甲酸成分、聚亞烷基二醇為原料，添加2215，采用半連續(xù)直接酯化法生產(chǎn)，酯化物以批次形式導(dǎo)入聚合釜，在減壓條件下進(jìn)行聚合反應(yīng)。所謂半連續(xù)直接酯化法生產(chǎn)就是前一批酯化結(jié)束移料時(shí)，在酯化釜中留下一部分熱的酯化液，然后將一定摩爾比的對(duì)苯二甲酸與乙二醇的漿料以一定流量連續(xù)不斷地加入酯化釜中，使反應(yīng)一直在較高酯化率下進(jìn)行，與間歇操作相比，由于對(duì)苯二甲酸在酯化液中的溶解度遠(yuǎn)大于在乙二醇中的溶解度，反應(yīng)速度大大加快，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。該制備方法包括以下環(huán)節(jié)1、酯化反應(yīng)階段在打漿釜中將對(duì)苯二甲酸和乙二醇按摩爾比為1.1～1.5配成均勻漿料，加入防醚劑無(wú)水醋酸鈉、穩(wěn)定劑磷酸三甲酯，然后以一定流量連續(xù)加入留有前一批一半量熱酯化液的酯化釜中，進(jìn)行酯化反應(yīng)形成酯化物；該酯化反應(yīng)在常壓下進(jìn)行，溫度在230～255℃，時(shí)間為2～8小時(shí)，以酯化水餾出量達(dá)到計(jì)算值時(shí)為反應(yīng)終點(diǎn)(計(jì)算公式酯化水量(kg)＝對(duì)苯二甲酸進(jìn)料量(kg)×0.217)。
2、縮聚反應(yīng)階段a、縮聚反應(yīng)低真空階段酯化反應(yīng)完成后，將生成的酯化物分批導(dǎo)入預(yù)縮釜，然后從預(yù)縮釜的投入口添加占酸成分1.0～15.0％摩爾數(shù)的含磺酸金屬鹽基的間苯二甲酸成分、占聚合物2.0～15.0％重量的平均分子量為500～10000的聚亞烷基二醇、占聚合物0.1％～0.5％重量的2215，催化劑三氧化二銻。添加完畢，反應(yīng)壓力由常壓平穩(wěn)抽至絕對(duì)壓力1kpa以下，該階段溫度控制在250～270℃，時(shí)間為1～5小時(shí)。
b、縮聚反應(yīng)高真空階段
上述物料經(jīng)過(guò)低真空階段后，導(dǎo)入終縮釜，并逐步抽真空，使釜內(nèi)壓降至絕對(duì)壓力100pa以下，溫度控制在270～285℃，時(shí)間為0.5～2.5小時(shí)，根據(jù)反應(yīng)釜攪拌器馬達(dá)功率及自循環(huán)管道上的在線粘度計(jì)數(shù)值，掌握反應(yīng)終點(diǎn)；3、成品階段到達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)后，聚酯熔體經(jīng)熔體泵從鑄帶頭擠出，經(jīng)水下切粒機(jī)切粒、干燥，成品打包。
含磺酸金屬鹽基的間苯二甲酸成分和聚亞烷基二醇以及2215也可以在酯化階段加入。
一種用于制備如上所述的改性聚酯的裝置，它包括熔體自循環(huán)系統(tǒng)，其作用在于可以使反應(yīng)物料均勻性得到保證。該系統(tǒng)包括熔體泵，其作用在于強(qiáng)制熔體進(jìn)行自循環(huán)并可做到在真空狀態(tài)下出料，并保證開(kāi)始出料時(shí)與出料結(jié)束時(shí)的特性粘度差不超過(guò)±0.005；一酯化二縮聚釜，其作用在于使得預(yù)縮釜起到平衡作用，以最大限度地提高生產(chǎn)效率；三單體配置釜，其作用使乙二醇與含磺酸金屬鹽基的間苯二甲酸二甲酯進(jìn)行酯交換生產(chǎn)所需的三單體，即一種含磺酸金屬鹽基的間苯二甲酸成分，以避免三單體在運(yùn)輸、存儲(chǔ)方面的不便。
在本發(fā)明中使用的含磺酸金屬鹽基的間苯二甲酸成分采用5-磺酸金屬鹽基-間苯二甲酸二甲酯(以下稱(chēng)為SIPM)或用乙二醇與SIPM進(jìn)行酯交換的化合物5-磺酸金屬鹽基-間苯二甲酸二乙酯(以下稱(chēng)為SIPE)；如果向漿料中投入的SIPM過(guò)量，就會(huì)使?jié){料物理性能變差，所以?xún)?yōu)選采用SIPE；SIPM或SIPE中的金屬，可以使用鈉、鉀、鋰等，但最優(yōu)選的是鈉；SIPM可以設(shè)置一專(zhuān)門(mén)的酯交換反應(yīng)釜來(lái)制取SIPE，避免SIPE在運(yùn)輸、存儲(chǔ)方面的不便。SIPE的加入量以1.0～15.0％摩爾較好，小于1.0％摩爾時(shí)，不能得到充分的堿溶解性，大于15.0％摩爾時(shí)，就會(huì)因熔融紡絲工序中SIPE的空間位阻效應(yīng)及電荷作用而產(chǎn)生增粘、凝膠化，切片的可紡性及物性顯著下降。
本發(fā)明必須加入聚亞烷基二醇進(jìn)行嵌段共聚，聚亞烷基二醇可以用一般式HO(CnH2nO)mH(其中n、m為正的整數(shù))表示，n＝2時(shí)的聚乙二醇(以下稱(chēng)為PEG)應(yīng)用廣泛并且是最理想的。
本發(fā)明所使用的PEG平均分子量是500～10000，如果分子量不足500，就會(huì)在熔融紡絲時(shí)容易引起改性聚酯的水解反應(yīng)，聚酯的耐熱性不充分，在聚酯顆粒之間發(fā)生粘連，在假捻工序發(fā)生粉化，并且，如果分子量超過(guò)10000，就會(huì)缺乏聚合反應(yīng)性，因?yàn)殡y將PEG共聚到聚酯的分子鏈中，所以聚酯的耐熱性變差。
PEG的加入量為聚合物重量的2.0～15.0％。低于2.0％時(shí)，堿水溶解性能就不充分，如果超過(guò)15.0％重量，聚合物的耐熱性就變差。
本發(fā)明在聚合過(guò)程中必須加入聚合物重量0.1％～0.5％的Ciba IRGANOXGX2215，其中包含內(nèi)酯穩(wěn)定劑、有機(jī)亞磷酸酯及受阻酚類(lèi)物質(zhì)，通過(guò)協(xié)同作用可以確保在聚合及后加工過(guò)程中的熱穩(wěn)定性，減少因熱降解而造成品質(zhì)下降，影響后紡性能。
作為改善各種物理性能的目的，可以在本發(fā)明的聚酯中添加耐光劑、消光劑等，這些添加劑的投入可以在制造工序中的任意工序中進(jìn)行。
本發(fā)明制得的改性聚酯，端羧基含量為18～40.0mol/t，熔點(diǎn)210～240℃，色度b值為5.0～12.0，色度L值為40～60，灰份為1.0～2.0％，二甘醇含量在2.0～7.0％重量，熱失重1～3％。該二甘醇是因聚合中的副反應(yīng)而生成的，如果不足2.0％重量，堿水溶解性能就變差，如果超過(guò)7.0％重量，聚合物的耐熱性就變差，熔融紡絲時(shí)的操作性顯著變差；特性粘度必須在0.40～0.60dl/g，低于0.40dl/g，不能保證纖維強(qiáng)度，高于0.60dl/g，紡絲困難，也不能制得合格的纖維。
以下對(duì)上述的改性聚酯特征值的測(cè)定方法作如下說(shuō)明(一)特性粘度IV切片的特性粘度IV測(cè)定用的樣品采集按如下進(jìn)行，對(duì)于每一批量聚合物開(kāi)始擠出和擠出剛結(jié)束的聚酯粒，以及在擠出過(guò)程中采集適宜的聚合粒并將其作為樣品；在苯酚/四氯乙烷＝1∶1(重量比)的混合溶劑中，在25℃條件下，用AVSPRO自動(dòng)粘度儀測(cè)定樣品。
(二)二甘醇量就二甘醇量來(lái)說(shuō)，將聚酯粒用1，6己二醇-甲醇溶液在280℃下進(jìn)行溶解酯交換，2小時(shí)后取出冷卻，再進(jìn)行氣相色譜分析可得。
(三)色度b、L值將樣品置于比色皿內(nèi)，使用色差儀直接測(cè)定。
(四)灰分在已恒重的瓷坩堝中稱(chēng)樣品先放置于電爐上燒至不冒煙，再將其移入400℃的高溫爐中灼燒至800℃，取出后放入干燥器中恒重可測(cè)得。
(五)熔點(diǎn)用DSC(Different scanning calorimetry)差熱分析儀(美國(guó)TA公司2010型)或熔點(diǎn)儀直接測(cè)得。DSC測(cè)試條件氮?dú)夥諊瑲怏w流速40ml/min，分別稱(chēng)取10mg樣品于樣品盒中與參比物一起放入樣品室中升溫，升溫速率10℃/min。
(六)端羧基含量稱(chēng)取樣品重量(g)，加入苯酚-氯仿溶劑加熱溶解，再將其用苯酚-氯仿沖洗，使用702 SM自動(dòng)電位滴定儀進(jìn)行測(cè)算。
(七)堿溶解性將聚酯顆粒用5％氫氧化鈉溶液煮沸進(jìn)行堿溶解試驗(yàn)，由其完全溶解的時(shí)間進(jìn)行評(píng)價(jià)。
(八)熱穩(wěn)定性(熱失重)用熱重分析儀(美國(guó)TA公司TGAQ-500型)對(duì)聚酯粒進(jìn)行分析。測(cè)試條件氮?dú)鈿夥?，氣體流速40ml/min，樣品重約10mg，升溫速率20℃/min。
本發(fā)明的有益效果是，采用對(duì)苯二甲酸、乙二醇為基本原料，在酯化或縮聚階段加入含磺酸金屬鹽基的間苯二甲酸成分和平均分子量為500～10000的聚亞烷基二醇及2215，采用半連續(xù)直接酯化法生產(chǎn)，經(jīng)無(wú)規(guī)及嵌段共聚而制成改性聚酯；該改性聚酯具有優(yōu)良的堿液易溶性，用濃度為5％的堿液，在沸騰狀態(tài)下試驗(yàn)切片的溶解性，90～140分鐘內(nèi)可以完全溶解，其品質(zhì)穩(wěn)定，紡絲過(guò)程熱降解小(特性粘度降＜0.03)，紡絲溫度可調(diào)整范圍大，紡絲過(guò)濾器及紡絲組件周期長(zhǎng)，能作為一組分與滌綸(PET)或錦綸(PA)等可熔紡聚合物在復(fù)合紡絲機(jī)上制成不同規(guī)格海島型纖維，絲物理性能穩(wěn)定，不粘島，經(jīng)堿液處理，開(kāi)纖順利，可制得超細(xì)纖維。而所采用的熔體自循環(huán)系統(tǒng)可以使反應(yīng)物料均勻性得到保證，并且通過(guò)設(shè)置熔體泵可做到在真空狀態(tài)下出料，從而避免由于聚合物擠出的時(shí)效變化，而產(chǎn)生開(kāi)始擠出時(shí)的聚合物粘度和擠出結(jié)束時(shí)的聚合物粘度不同、各批量之間的聚合物物理性能差別大的問(wèn)題，并且，一酯化二縮聚釜的流程使得預(yù)縮釜起到平衡作用，可最大限度地提高生產(chǎn)效率，其實(shí)際能力要明顯大于同等規(guī)模的間歇裝置。這種半連續(xù)聚合的制造方法可以高效率、低成本生產(chǎn)出易溶性聚酯，制程工藝調(diào)整方便，可根據(jù)用戶需求隨時(shí)調(diào)整產(chǎn)品風(fēng)格，尤其是在設(shè)備檢修保養(yǎng)或異常情況出現(xiàn)時(shí)，可以避免巨大的損失。


圖1是本發(fā)明制造方法的步驟示意圖。
圖中符號(hào)說(shuō)明1打漿釜；2酯化釜；3預(yù)縮釜；4終縮釜；a、b加料口；c鑄帶頭具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的改性聚酯的制備過(guò)程，包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)1、酯化反應(yīng)階段在打漿釜中將對(duì)苯二甲酸和乙二醇按摩爾比為1.1～1.5配成均勻漿料，加入防醚劑無(wú)水醋酸鈉、穩(wěn)定劑磷酸三甲酯，然后以一定流量連續(xù)加入留有一定量熱酯化液的酯化釜中，進(jìn)行酯化反應(yīng)形成酯化物；該酯化反應(yīng)在常壓下進(jìn)行，溫度在230～255℃，時(shí)間為2～8小時(shí)，以酯化水餾出量達(dá)到設(shè)定值時(shí)為反應(yīng)終點(diǎn)(計(jì)算公式酯化水量(kg)＝對(duì)苯二甲酸進(jìn)料量(kg)×0.217)。
2、縮聚反應(yīng)階段a、縮聚反應(yīng)低真空階段酯化反應(yīng)完成后，將生成的酯化物分批導(dǎo)入預(yù)縮釜，然后從預(yù)縮釜的投入口添加占酸成分1.0～15.0％摩爾數(shù)的SIPE、占聚合物2.0～15.0％重量的平均分子量為500～10000的PEG、占聚合物0.1％～0.5％重量的2215，催化劑三氧化二銻。添加完畢，反應(yīng)壓力由常壓平穩(wěn)抽至絕對(duì)壓力1kpa以下，該階段溫度控制在250～270℃，時(shí)間為1～5小時(shí)。
b、縮聚反應(yīng)高真空階段上述物料經(jīng)過(guò)低真空階段后，導(dǎo)入終縮釜，并逐步抽真空，使釜內(nèi)壓降至絕對(duì)壓力100pa以下，溫度控制在270～285℃，時(shí)間為0.5～2.5小時(shí)，根據(jù)反應(yīng)釜攪拌器馬達(dá)功率及自循環(huán)管道上的在線粘度計(jì)數(shù)值，掌握反應(yīng)終點(diǎn)；3、成品階段到達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)后，聚酯熔體經(jīng)熔體泵從鑄帶頭擠出，經(jīng)水下切粒機(jī)切粒、干燥，成品打包。
在此將SIPE配入漿料在酯化階段加入或是在加料口b添加都是可行的，但在半連續(xù)工藝中，對(duì)于濃度較低的SIPE乙二醇溶液，從加料口b添加不僅可以抑制因SIPE具有電荷所引起的凝膠，還避免了因乙二醇含量過(guò)高導(dǎo)致DEG超標(biāo)、熔點(diǎn)太低，不利于后加工的問(wèn)題；若SIPE的乙二醇溶液濃度較高，則將其均勻添加到已事先調(diào)制的對(duì)苯二甲酸和乙二醇的漿料中，可以避免因酯化結(jié)束的低聚物聚合度高，影響SIPE的分散性并產(chǎn)生凝聚的問(wèn)題。
為防止DEG含量增大，可以在酯化或縮聚階段加入醋酸鈉，也可以是醋酸鋰、醋酸鉀、氯化鈉、苯甲酸鈉等做防醚劑，加入量為0.01～0.1％(相對(duì)于對(duì)苯二甲酸)。也可以加入磷酸三苯酯、亞磷酸三苯酯、磷酸三甲酯等做為穩(wěn)定劑。
采用三氧化二銻，也可以是乙二醇銻、醋酸銻、二氧化鍺等做縮聚催化劑。
在本發(fā)明中，需要將酯化時(shí)的總摩爾比設(shè)定為1.1～1.5，如果該摩爾比超過(guò)1.5，就會(huì)大量生成二甘醇，損害聚合物的物理性能；并且，如果不足1.1，因?yàn)橐叶嫉牧坎怀浞?，就不能正常進(jìn)行酯化、聚合反應(yīng)。
PEG的投入最好在圖1的b進(jìn)行，投入的標(biāo)準(zhǔn)是低聚物的酯化率在90％以上，在這個(gè)酯化率下，即使因PEG的投入產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象，但因?yàn)橛坞x的乙二醇的量很少，所以能抑制系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)泡現(xiàn)象。
本發(fā)明制得的改性聚酯，具有優(yōu)良的堿液易溶性，堿液的濃度為5％，在沸騰狀態(tài)下試驗(yàn)切片的溶解性，90～140min內(nèi)可以完全溶解。其品質(zhì)穩(wěn)定，紡絲過(guò)程熱降解小(特性粘度降＜0.03)，紡絲溫度可調(diào)整范圍大，紡絲過(guò)濾器及紡絲組件周期長(zhǎng)，能作為一組分與滌綸(PET)或錦綸(PA)等可熔紡聚合物在復(fù)合紡絲機(jī)上制成不同規(guī)格海島型纖維，絲物理性能穩(wěn)定，不粘島，經(jīng)堿液處理，開(kāi)纖順利，可制得超細(xì)纖維。這種半連續(xù)的制造方法可以高效率、低成本生產(chǎn)出易溶性聚酯，制程工藝調(diào)整方便，可根據(jù)用戶需求隨時(shí)調(diào)整產(chǎn)品風(fēng)格，尤其是在設(shè)備檢修保養(yǎng)或異常情況出現(xiàn)時(shí)，可以避免巨大的損失。
下面通過(guò)三組實(shí)施例對(duì)改性聚酯及其制備過(guò)程作更詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施例1在打漿釜中將對(duì)苯二甲酸和乙二醇計(jì)量后按摩爾比為1.30配成均勻漿料，0.01％重量(相對(duì)對(duì)苯二甲酸)的磷酸三甲酯、0.01％重量(相對(duì)對(duì)苯二甲酸)的醋酸鈉攪拌均勻然后設(shè)定漿料螺桿泵轉(zhuǎn)速50HZ，使?jié){料均勻加入留有前一批一半量酯化液的酯化釜中進(jìn)行酯化反應(yīng)，維持酯化溫度230～250℃，待酯化水餾出量達(dá)計(jì)算值(計(jì)算公式酯化水量(kg)＝對(duì)苯二甲酸進(jìn)料量(kg)×0.217)時(shí)，酯化反應(yīng)完成。
將一半的酯化物移入預(yù)縮釜中，從投入口b加入占酸成分5％摩爾數(shù)的20％濃度的SIPE(其中的金屬為鈉)的乙二醇溶液、占聚合物6％重量的平均分子量為2000的PEG、占聚合物重量0.03％的溶解于乙二醇的三氧化二銻，占聚合物0.4％重量的2215，常壓縮聚后逐漸升溫至250～270℃，并逐步減壓，在1～5小時(shí)內(nèi)將絕對(duì)壓力降至1Kpa，將聚合物移入終縮釜中繼續(xù)減壓至絕對(duì)壓力100pa以下，并逐漸升溫至270～285℃，當(dāng)終縮釜攪拌器馬達(dá)功率達(dá)到5A且自循環(huán)管道上的在線粘度計(jì)數(shù)值達(dá)到3.5時(shí)，反應(yīng)到達(dá)終點(diǎn)，開(kāi)始出料。
實(shí)施例2除表1記載漿料摩爾比為1.1、PEG平均分子量為4000外，進(jìn)行與實(shí)施例1相同的聚合反應(yīng)，得到表1記載的改性聚酯。
實(shí)施例3除表1記載SIPE加入量為占酸成分的9％摩爾數(shù)、PEG平均分子量為4000加入量為占聚合物8％重量、2215加入量為占聚合物重量0.2％外，進(jìn)行與實(shí)施例1相同的聚合反應(yīng)，得到表1記載的改性聚酯。
但本發(fā)明的一種改性聚酯及其制備方法不局限于實(shí)施例。這僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
表1記載了不同條件下進(jìn)行的三組實(shí)施例1、2、3。表1


權(quán)利要求
1.一種改性聚酯，屬于易溶性聚酯，采用對(duì)苯二甲酸、乙二醇為基本原料共聚而成，其特征在于聚合物主要重復(fù)單元為對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，在酸成分中含有1.0～15.0％摩爾的含磺酸金屬鹽基的間苯二甲酸成分、在聚合物中含2.0～15.0％重量的平均分子量為500～10000的聚亞烷基二醇及0.1％～0.5％重量的Ciba IRGANOX GX2215(由汽巴精化(中國(guó))有限公司生產(chǎn)，以下稱(chēng)為2215)，所述的改性聚酯，其酯粒(4mm*4mm*2.5mm)的溶解時(shí)間為90～140分鐘，特性粘度為0.40～0.60dl/g，端羧基含量為18～40.0mol/t，熔點(diǎn)210℃～240℃，b值為5～12，L值為40～60，灰份為1.0～2.0％，二甘醇重量含量在2.0～7.0％，熱失重為1～3％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚酯，其特征在于其堿溶解性是將酯粒用5％氫氧化鈉溶液煮沸，由其完全溶解的時(shí)間進(jìn)行評(píng)價(jià)的。
3.一種改性聚酯的制備方法，該改性聚酯采用對(duì)苯二甲酸、乙二醇為基本原料共聚而成，聚合物主要重復(fù)單元為對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，在酸成分中含有1.0～15.0％摩爾的含磺酸金屬鹽基的間苯二甲酸成分、在聚合物中含2.0～15.0％重量的平均分子量為500～10000的聚亞烷基二醇及0.1％～0.5％重量的CibaIRGANOX GX2215(由汽巴精化(中國(guó))有限公司生產(chǎn)，以下稱(chēng)為2215)，所述的改性聚酯，其酯粒(4mm*4mm*2.5mm)的溶解時(shí)間為90～140分鐘，特性粘度為0.40～0.60dl/g，端羧基含量為18～40.0mol/t，熔點(diǎn)210℃～240℃，b值為5～12.0，L值為40.0～60，灰份為1.0～2.0％，二甘醇重量含量在2.0～7.0％，熱失重為1～3％；其特征是該改性聚酯可由以下方法制備，該制備方法包括以下環(huán)節(jié)(1)、酯化反應(yīng)階段在打漿釜中將對(duì)苯二甲酸和乙二醇按摩爾比為1.1～1.5配成均勻漿料，加入防醚劑無(wú)水醋酸鈉、穩(wěn)定劑磷酸三甲酯，然后以一定流量連續(xù)加入留有一定量熱酯化液的酯化釜中，進(jìn)行酯化反應(yīng)形成酯化物；該酯化反應(yīng)在常壓下進(jìn)行，溫度在230～255℃，時(shí)間為2～8小時(shí)，以酯化水餾出量達(dá)到設(shè)定值時(shí)為反應(yīng)終點(diǎn)(計(jì)算公式酯化水量(kg)＝對(duì)苯二甲酸進(jìn)料量(kg)×0.217)；(2)、縮聚反應(yīng)階段a、縮聚反應(yīng)低真空階段酯化反應(yīng)完成后，將生成的酯化物分批導(dǎo)入預(yù)縮釜，然后從預(yù)縮釜的投入口添加占酸成分1.0～15.0％摩爾的SIPE、占聚合物2.0～15.0％重量的平均分子量為500～10000的PEG、占聚合物0.1％～0.5％重量的2215，催化劑三氧化二銻，添加完畢，反應(yīng)壓力由常壓平穩(wěn)抽至絕對(duì)壓力1kpa以下，該階段溫度控制在250～270℃，時(shí)間為1～5小時(shí)；b、縮聚反應(yīng)高真空階段上述物料經(jīng)過(guò)低真空階段后，導(dǎo)入終縮釜，并逐步抽真空，使釜內(nèi)壓降至絕對(duì)壓力100pa以下，溫度控制在270～285℃，時(shí)間為0.5～2.5小時(shí)，根據(jù)反應(yīng)釜攪拌器馬達(dá)功率及自循環(huán)管道上的在線粘度計(jì)數(shù)值，掌握反應(yīng)終點(diǎn)；(3)、成品階段到達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)后，聚酯熔體經(jīng)熔體泵從鑄帶頭擠出，經(jīng)水下切粒機(jī)切粒、干燥，成品打包。
4.一種改性聚酯的制備方法，該改性聚酯采用對(duì)苯二甲酸、乙二醇為基本原料共聚而成，聚合物主要重復(fù)單元為對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，在酸成分中含有1.0～15.0％摩爾的含磺酸金屬鹽基的間苯二甲酸成分、在聚合物中含2.0～15.0％重量的平均分子量為500～10000的聚亞烷基二醇及0.1％～0.5％重量的CibaIRGANOX GX2215(由汽巴精化(中國(guó))有限公司生產(chǎn)，以下稱(chēng)為2215)，所述的改性聚酯，其酯粒(4mm*4mm*2.5mm)的溶解時(shí)間為90～140分鐘，特性粘度為0.40～0.60dl/g，端羧基含量為18～40.0mol/t，熔點(diǎn)210℃～240℃，b值為5～12.0，L值為40.0～60，灰份為1.0～2.0％，二甘醇重量含量在2.0～7.0％，熱失重為1～3％；其特征是該改性聚酯可由以下方法制備，該制備方法包括以下環(huán)節(jié)(1)、酯化反應(yīng)階段在打漿釜中將對(duì)苯二甲酸和乙二醇按摩爾比為1.1～1.5配成均勻漿料，加入占酸成分1.0～15.0％摩爾的SIPE、占聚合物2.0～15.0％重量的平均分子量為500～10000的PEG、占聚合物0.1％～0.5％重量的2215，防醚劑無(wú)水醋酸鈉、穩(wěn)定劑磷酸三甲酯，然后以一定流量連續(xù)加入留有一定量熱酯化液的酯化釜中，進(jìn)行酯化反應(yīng)形成酯化物；該酯化反應(yīng)在常壓下進(jìn)行，溫度在230～255℃，時(shí)間為2～8小時(shí)，以酯化水餾出量達(dá)到設(shè)定值時(shí)為反應(yīng)終點(diǎn)(計(jì)算公式酯化水量(kg)＝對(duì)苯二甲酸進(jìn)料量(kg)×0.217)；(2)、縮聚反應(yīng)階段a、縮聚反應(yīng)低真空階段酯化反應(yīng)完成后，將生成的酯化物分批導(dǎo)入預(yù)縮釜，然后從預(yù)縮釜的投入口添加催化劑三氧化二銻，添加完畢，反應(yīng)壓力由常壓平穩(wěn)抽至絕對(duì)壓力1kpa以下，該階段溫度控制在250～270℃，時(shí)間為1～5小時(shí)；b、縮聚反應(yīng)高真空階段上述物料經(jīng)過(guò)低真空階段后，導(dǎo)入終縮釜，并逐步抽真空，使釜內(nèi)壓降至絕對(duì)壓力100pa以下，溫度控制在270～285℃，時(shí)間為0.5～2.5小時(shí)，根據(jù)反應(yīng)釜攪拌器馬達(dá)功率及自循環(huán)管道上的在線粘度計(jì)數(shù)值，掌握反應(yīng)終點(diǎn)；(3)、成品階段到達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)后，聚酯熔體經(jīng)熔體泵從鑄帶頭擠出，經(jīng)水下切粒機(jī)切粒、干燥，成品打包。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性聚酯的制備方法，其特征在于對(duì)苯二甲酸和乙二醇按摩爾比為1.3配成均勻漿料，添加占酸成分5％摩爾的SIPE、占聚合物6％重量的平均分子量為2000的PEG、占聚合物0.4％重量的2215，并加入相對(duì)對(duì)苯二甲酸0.01％重量的防醚劑無(wú)水醋酸鈉、相對(duì)對(duì)苯二甲酸0.01％重量的穩(wěn)定劑磷酸三甲酯、占聚合物重量0.03％的溶解于乙二醇的三氧化二銻；在酯化反應(yīng)階段，酯化釜中預(yù)留的酯化液的量為前一批酯化液的一半。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性聚酯的制備方法，其特征在于對(duì)苯二甲酸和乙二醇按摩爾比為1.1配成均勻漿料，添加占酸成分5％摩爾數(shù)的SIPE、占聚合物6％重量的平均分子量為4000的PEG、占聚合物0.4％重量的2215，并加入相對(duì)對(duì)苯二甲酸0.01％重量的防醚劑無(wú)水醋酸鈉、相對(duì)對(duì)苯二甲酸0.01％重量的穩(wěn)定劑磷酸三甲酯、占聚合物重量0.03％的溶解于乙二醇的三氧化二銻；在酯化反應(yīng)階段，酯化釜中預(yù)留的酯化液的量為前一批酯化液的一半。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性聚酯的制備方法，其特征在于對(duì)苯二甲酸和乙二醇按摩爾比為1.3配成均勻漿料，添加占酸成分9％摩爾數(shù)的SIPE、占聚合物8％重量的平均分子量為4000的PEG、占聚合物0.2％重量的2215，并加入相對(duì)對(duì)苯二甲酸0.01％重量的防醚劑無(wú)水醋酸鈉、相對(duì)對(duì)苯二甲酸0.01％重量的穩(wěn)定劑磷酸三甲酯、占聚合物重量0.03％的溶解于乙二醇的三氧化二銻；在酯化反應(yīng)階段，酯化釜中預(yù)留的酯化液的量為前一批酯化液的一半。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種改性聚酯及制備方法，屬于易溶性聚酯，是以對(duì)苯二甲酸、乙二醇為基本原料，采用半連續(xù)直接酯化法生產(chǎn)，在酯化或縮聚階段加入含磺酸金屬鹽基的間苯二甲酸成分、平均分子量為500～10000的聚亞烷基二醇及Ciba IRGANOX GX2215，經(jīng)無(wú)規(guī)及嵌段共聚而制成改性聚酯。本發(fā)明的改性聚酯具有充分的堿液溶解性，品質(zhì)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性高，可紡性?xún)?yōu)異，后加工適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。該半連續(xù)聚合的制造方法可以高效率、低成本生產(chǎn)出易溶性聚酯，制程工藝調(diào)整方便，可根據(jù)用戶需求隨時(shí)調(diào)整產(chǎn)品風(fēng)格，尤其是在設(shè)備檢修保養(yǎng)或異常情況出現(xiàn)時(shí)，可以避免巨大的損失。
文檔編號(hào)C08G63/00GK1587297SQ200410062729
公開(kāi)日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月8日
發(fā)明者陳耀南 申請(qǐng)人:廈門(mén)翔鷺化纖股份有限公司