一種改性聚酯及其制備方法技術

技術編號:22526781 閱讀:22 留言:0更新日期:2019-11-13 05:27
本發明專利技術公開了一種改性聚酯及其制備方法,屬于聚酯領域。該方法以對苯二甲酸、間苯二甲酸、乙二醇和螺環二醇為原料,采用直接酯化法合成改性聚酯;其中:酯化催化劑使用錫化合物,酯化結束后先加入磷化合物鈍化錫催化劑后,再加入縮聚催化劑銻系催化劑。本發明專利技術制備的低熔點聚酯的玻璃化轉變溫度可達80℃以上。這種具有較高玻璃化轉化溫度的低熔點聚酯,干燥時可以提高干燥溫度,紡絲時切片在螺桿中熔融塑化時不易環結打滑。

A modified polyester and its preparation method

The invention discloses a modified polyester and a preparation method thereof, belonging to the polyester field. In this method, terephthalic acid, isophthalic acid, ethylene glycol and spirocyclic glycol were used as raw materials to synthesize modified polyester by direct esterification. Tin compound was used as esterification catalyst. After esterification, phosphorus compound was added to passivate tin catalyst, then antimony catalyst was added to polycondensation catalyst. The glass transition temperature of the low melting point polyester prepared by the invention can reach above 80 \u2103. This kind of low melting point polyester with high glass transition temperature can improve the drying temperature when it is dried, and it is not easy to slip when the chips are melted and plasticized in the screw during spinning.

【技術實現步驟摘要】
一種改性聚酯及其制備方法
本專利技術屬于聚酯領域,具體涉及一種改性聚酯及其制備方法。
技術介紹
傳統的滌綸非織布粘合使用化學粘合劑,化學粘合劑含有有毒化學組分,對環境、生產人員及消費者帶來一定危害。隨著聚酯制造技術的進步,人們利用低熔點聚酯熔點低的特性,成功的實現了不使用化學粘合劑,通過纖維自身的粘合來生產熱粘合纖維。低熔點聚酯是一系列熔點比常規聚酯低的改性聚酯的總稱,熔點范圍在90℃~220℃,熔點低于200℃的低熔點聚酯可以用于生產皮芯復合短纖維和長絲產品,應用于過濾網、服裝、睡袋、沙發、床上用品和衛生領域。生產低熔點聚酯的方法通常是在常規聚酯生產的基礎上加入共聚改性單體如間苯二甲酸(IPA)、二甘醇(DEG)、己二酸或己二醇等。通過加入這些共聚單體,共聚酯的熔點大幅下降,但同時共聚酯的玻璃化轉變溫度也隨之下降。由于玻璃化轉變溫度低,低熔點聚酯切片干燥時干燥溫度通常低于55℃。由于低熔點聚酯的玻璃化轉變溫度低、軟化點低、切片的初熔點低,干燥時切片容易受擠壓發生變形而粘結,因此低熔點聚酯切片的干燥較困難。另一方面,由于玻璃化轉變溫度低,紡絲時切片容易過早軟化、粘結,在螺桿加料區加料段發生環結、打滑,對低熔點切片的使用帶來一定的困難。總之低熔點聚酯切片一方面干燥困難,另一方面使用不方便。常規聚酯的玻璃化轉變溫度80℃左右,而低熔點聚酯的玻璃化轉變溫度較常規聚酯降低10℃以上,這對切片的干燥和使用帶來一定的困難,因此如何提高低熔點聚酯的玻璃化轉變溫度是一個有重要意義的課題。目前提高聚酯玻璃化轉變溫度的方法是加入特殊的共聚單體,主要有失水山犁醇、2,2,4,4-四甲基-1,3環丁二醇等。但這兩種單體都是仲碳基醇,即二級醇,并且空間位阻大,其羥基的活性比乙二醇弱,因此合成這二種單體的改性聚酯時有相當量的單體不參加聚合,進入到真空系統中,單體的利用效率相對較低。同時由于這二種單體是仲碳醇,反應活性低,用這二種單體改性的聚酯聚合困難,生產難度大。
技術實現思路
本專利技術是針對上述存在的技術問題提供一種改性聚酯及其纖維的制備方法。該方法采用銻作為縮聚催化劑,避免使用了鈦或錫作為縮聚催化劑,合成的產品端羧基低,色相好。本專利技術的目的可以通過以下技術方案實現:一種改性聚酯,該聚酯通過如下方法制備得到:該方法以對苯二甲酸、間苯二甲酸、乙二醇和螺環二醇為原料,采用直接酯化法合成改性聚酯;其中:酯化反應所用的催化劑為有機錫催化劑,酯化結束后使用磷催化劑鈍化有機錫催化劑,縮聚反應所用的催化劑為銻系催化劑。一種改性聚酯的制備方法,該方法以對苯二甲酸、間苯二甲酸、乙二醇和螺環二醇為原料,采用直接酯化法合成改性聚酯;其中:酯化反應所用的催化劑為有機錫催化劑,酯化結束后使用磷催化劑鈍化有機錫催化劑,縮聚反應所用的催化劑為銻系催化劑。在一些具體的技術方案中:用對苯二甲酸(PTA)、間苯二甲酸(IPA)、乙二醇、螺環二醇和有機錫催化劑,進行酯化反應;當出水量達理論量時,結束酯化,泄壓到常壓,加入磷酸攪拌10min以上后再加入縮聚催化劑銻系催化劑。加入縮聚催化劑后,減壓升溫,之后進入高真空縮聚階段,攪拌電流達額定值后出料,即制得低熔點聚酯。本專利技術技術方案中:錫催化劑選擇單丁基氧化錫,磷催化劑選擇磷酸,銻系催化劑選擇乙二醇銻、醋酸銻或三氧化二銻中任一種。本專利技術技術方案中:銻催化劑加入量與常規聚酯中使用的量相同;有機錫催化劑加入量為對苯二甲酸和間苯二甲酸總重量的50~200ppm,磷催化劑加入量為對苯二甲酸和間苯二甲酸總重量的50~100ppm。本專利技術技術方案中:酯化反應的溫度為200℃~260℃、酯化反應的壓力1.5~3.5MPa;縮聚反應的溫度為270℃~290℃,縮聚反應的壓力小于100MPa。本專利技術技術方案中:間苯二甲酸的摩爾含量占改性聚酯的10%~30%,螺環二醇的摩爾含量占改性聚酯的10%~30%。本專利技術技術方案中:SPG摩爾含量為10%時,共聚酯的玻璃化轉變溫度可達80℃,SPG摩爾含量為30%時,共聚酯的玻璃化轉變溫度可達95℃。本專利技術技術方案中:所述的壓力均為表壓。本專利技術的有益效果:本專利技術使用SPG和IPA為改性單體制備低熔點聚酯,由于加入了錫催化劑作為酯化催化劑,酯化效果好,螺環二醇單體全部參于縮聚,而且聚合速度快,合成的產品端羧基低,色相好。本專利技術制備的低熔點聚酯的玻璃化轉變溫度可達80℃以上。這種具有較高玻璃化轉化溫度的低熔點聚酯,干燥時可以提高干燥溫度,紡絲時切片在螺桿中熔融塑化時不易環結打滑。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術做進一步說明,但本專利技術的保護范圍不限于此:實施例1.在2L反應釜中加入對苯二甲酸245克、間苯二甲酸105克,螺環二醇65克,乙二醇209克,單丁基氧化錫0.0175克,酯化溫度200℃~260℃,酯化壓力(表壓)2.5MPa下酯化,當出水量達理論值后,結束酯化,泄到常壓,加入磷酸0.0261克,繼續攪拌10分鐘,加入乙二醇銻0.13克后,逐步升溫轉入低真空階段,低真空時間約45min后,進入高真空縮聚階段(真空〈100Pa),縮聚溫度270℃~290℃,攪拌功率達額定值時出料,合成的低熔點聚酯的玻璃化轉變溫度80℃,熔點100℃~126℃,特性粘度0.651dL/g、端羧基28mol/t、色值(L/a/b)87.3/-1.8/3.2。切片70℃干燥20小時,水份30ppm,紡絲螺桿溫度230℃,低熔點絲強度2.35CN/dtex,95℃干熱收縮率2.5%。實施例2.在2L反應釜中加入對苯二甲酸245克、間苯二甲酸105克,螺環二醇120克,乙二醇192克,單丁基氧化錫0.070克,酯化溫度200℃~260℃,酯化壓力(表壓)2.5MPa下酯化,當出水量達理論值后,結束酯化,泄到常壓,加入磷酸0.0175克,繼續攪拌10分鐘,加入乙二醇銻0.13克后,逐步升溫轉入低真空階段,低真空時間約45min后,進入高真空縮聚階段(真空〈100Pa),縮聚溫度270℃~290℃,攪拌功率達額定值時出料,合成的低熔點聚酯的玻璃化轉變溫度89℃,熔點95℃~120℃,特性粘度0.641dL/g、端羧基26mol/t、色值(L/a/b)87.3/-1.2/4.2。切片80℃干燥20小時,水份25ppm,紡絲螺桿溫度225℃,低熔點絲強度2.30CN/dtex,95℃干熱收縮率1.5%。實施例3.在2L反應釜中加入對苯二甲酸280克、間苯二甲酸70克,螺環二醇65克,乙二醇212克,單丁基氧化錫0.044克,酯化溫度200℃~260℃,酯化壓力(表壓)2.5MPa下酯化,當出水量達理論值后,結束酯化,泄到常壓,加入磷酸0.035克,繼續攪拌10分鐘,加入乙二醇銻0.15克后,逐步升溫轉入低真空階段,低真空時間約45min后,進入高真空縮聚階段(真空〈100Pa),縮聚溫度270℃~290℃,攪拌功率達額定值時出料,合成的低熔點聚酯的玻璃化轉變溫度81℃,熔點108℃~130℃,特性粘度0.7581dL/g、端羧基20mol/t、色值(L/a/b)88.3/-1.8/4.6。切片75℃干燥20小時,水份30ppm,紡絲螺桿溫度230℃,低熔點絲強度2.45CN/dtex,95℃干熱收縮率2.5%。實施例4.在2L本文檔來自技高網
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【技術保護點】
1.一種改性聚酯,其特征在于:該聚酯通過如下方法制備得到:該方法以對苯二甲酸、間苯二甲酸、乙二醇和螺環二醇為原料,采用直接酯化法合成改性聚酯;其中:酯化反應所用的催化劑為有機錫催化劑,酯化結束后使用磷催化劑鈍化有機錫催化劑,縮聚反應所用的催化劑為銻系催化劑。

【技術特征摘要】
1.一種改性聚酯,其特征在于:該聚酯通過如下方法制備得到:該方法以對苯二甲酸、間苯二甲酸、乙二醇和螺環二醇為原料,采用直接酯化法合成改性聚酯;其中:酯化反應所用的催化劑為有機錫催化劑,酯化結束后使用磷催化劑鈍化有機錫催化劑,縮聚反應所用的催化劑為銻系催化劑。2.根據權利要求1所述的改性聚酯,其特征在于:有機錫催化劑選擇單丁基氧化錫,磷催化劑選擇磷酸,銻系催化劑選擇乙二醇銻、醋酸銻或三氧化二銻中任一種;有機錫催化劑加入量為對苯二甲酸和間苯二甲酸總重量的50~200ppm,磷催化劑加入量為對苯二甲酸和間苯二甲酸總重量的50~100ppm。3.根據權利要求1所述的改性聚酯,其特征在于:酯化反應的溫度為200℃~260℃、酯化反應的壓力為1.5~3.5MPa;縮聚反應的溫度為270℃~290℃,縮聚反應的壓力小于100MPa。4.根據權利要求1所述的改性聚酯,其特征在于:間苯二甲酸的摩爾含量占改性聚酯的10%~30%,螺環二醇的摩爾含量占改性聚酯的10%~30%...

【專利技術屬性】
技術研發人員:戴志彬夏峰偉周倩常玉王余偉
申請(專利權)人:中國石油化工股份有限公司中國石化儀征化纖有限責任公司
類型:發明
國別省市:北京,11

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