一种用酯交换法制造低熔点聚酯的方法技术

一种用酯交换法制造低熔点聚酯的方法，步骤为：酯交换：乙二醇、１，４－丁二醇、１，６－己二醇在催化剂的存在下与对苯二甲酸二甲酯进行酯交换反应；缩聚：酯交换产物在催化剂和负压条件下进行缩聚反应。本发明专利技术的优点是产品熔点可以控制低于１５０℃，并同时具有较好可纺性和上染性。该聚酯可直接制备成纤维或皮芯复合聚酯纤维的皮层，可用在羊毛及其他毛发类织物防毡缩处理的混纺纤维和非织造布加工用的粘结纤维，皮芯复合聚酯纤维的皮层，在羊毛可接受的温度内进行热处理粘结，实现无污染的羊毛织物防毡缩。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于聚酯生产

技术介绍
低熔点聚酯(LPET)是一种与大多成纤聚合物有着良好相容性的聚合物， 熔点为80 20(TC，单体一般为对苯二甲酸二甲酯或其它二醇类。LPET多是作 为粘结用，制造聚酯热熔胶制品，可与其他成纤聚合物配合制造皮芯复合纤维， 作为预防羊毛毡縮的热熔粘结复合纤维。具有环保、粘结强度高且生产成本低的优点，应用前景广泛。现有技术中，LPET大多采用与制造普通聚酯(PET)基本相同的直接酯化 法合成，只有少数的专利是涉及到采用酯交换法制造，且都集中于过程中催化剂 的使用(参照公开号为US344676的美国专利和公开号为EP0297525的欧洲专利) 与加工工艺(参照公开号为KR7901436的韩国专利和公开号为CA776761的加 拿大专利)，未对配比以及工艺条件做出改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，其选用合适的 单体参与共聚，以及现有的半连续聚合法以克服反应过程中副反应严重、产品性 能不稳定的问题，得到熔点低于15(TC、具有一定可纺性、上染性的共聚酯。 为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供一种用酯交换法制造低熔点聚酯的方法，其特征在于，具体步骤为步骤1.将对苯二甲酸二甲酯加热至熔融，加入乙二醇、1，4-丁二醇和1,6-己二醇, 分段进行酯交换反应，先以15-25°C/hr的速率升至170 190°C，恒温2 3hr,再以35-45°C/hr的速率升温至200 210。C，恒温0.5 1.5hr，其中 乙二醇、1,4-丁二醇和1，6-己二醇的摩尔比为(8 1): (4 0.1): 1，对 苯二甲酸二甲酯的摩尔数与乙二醇、1,4-丁二醇和1，6-己二醇的摩尔数之 和的比例为1: (1.6 4);步骤2.将步骤1的酯交换产物加入用量为酯交换产物摩尔数的100 300ppm的 钛酸四丁酯或锑系催化剂，先在常压条件下进行预縮聚反应，反应温度 为220 23(TC，反应时间0.5 lhr，然后进行缩聚反应，将反应系统先 减压到低真空段，真空度为70 80Pa，反应温度为260 270。C，反应时 间为30 40min，再减压到高真空段，真空度为30 60MPa，反应温度 为260 27(TC，反应时间为1.5 2hr。 进一步地，所述步骤1中在加热对苯二甲酸二甲酯前，在对苯二甲酸二甲 酯中添加催化剂钛酸四丁酯或醋酸钙，催化剂的摩尔数为对苯二甲酸二甲酯摩尔 数的200 400ppm。所述步骤1中加入的催化剂优选为醋酸钙，其所用摩尔数为对苯二甲酸二 甲酯摩尔数的250 300ppm。所述步骤l中在加热对苯二甲酸二甲酯前，在对苯二甲酸二甲酯中添加稳 定剂亚磷酸三苯酯，稳定剂的摩尔数为对苯二甲酸二甲酯摩尔数的100 200ppm。所述步骤2中锑系催化剂优选为三氧化二锑，其所用摩尔数为步骤1中酯 化产物摩尔数的200 300ppm。所述乙二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇的摩尔比优选为(6 3): (3 1): 1， 对苯二甲酸二甲酯的摩尔数与乙二醇、1,4-丁二醇和1，6-己二醇的摩尔数之和的 比例优选为1: (2.4 2.6)。所述步骤1中的酯交换反应的分段升温过程优选为先以速率为2(TC/hr升温 至190'C，恒温2 3hr，再以40°C/hr升温至210°C ，恒温0.5 lhr。本专利技术的缩聚反应高真空阶段中，反应终点由反应釜搅拌器马达功率及在线 粘度计算值达到设定的数值来掌握，对于不同的装置，其反应釜搅拌器马达功率 及在线粘度计算值的设定数值不一定相同，设定数值的确定可以通过对聚酯切片 的分析来获得。本专利技术中酯化过程的其它条件以及縮聚反应过程与现有技术是基本相同的， 作为改善各种物理性能的目的，可以在本专利技术的低熔点聚酯中添加稳定剂等，这 些添加剂的投入可以在制造工序中的任意工序中进行。由于1,4-丁二醇生成四氢呋喃的副反应在常压和高温条件下极易发生，本专利技术的关键是将酯交换反应改为逐步式进行，将对苯二甲酸二甲酯和乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇加入釜内，待其加热熔融后分段升高温度，并保持低温较长 时间。逐步升温可使l，4-丁二醇与对苯二甲酸二甲酯很好的发生酯交换反应，有 利于减少1,4-丁二醇生成四氢呋喃的副反应发生的概率，而且反应中可不加入酯 化催化剂。得到的LPET产品的熔点可以控制在小于15(TC。本专利技术的低熔点聚酯，可以直接用于制备低熔点的纤维或皮层为低熔点 聚酯的皮芯复合聚酯纤维，该类纤维可与羊毛及其他毛发类纤维混纺制成防 毡縮的毛织物，亦可作为非织造布加工用的粘结纤维。本专利技术具有以下优点1. 副反应少；2. 产物熔点低于15(TC，具有较好可纺性和上染性。具体实施方式，以下结合实施例来具体说明本专利技术。实施例1-6，具体步骤为按所需的摩尔配比称取对苯二甲酸二甲酯(DMT)和所需量的催化剂和稳定剂，放入带加热装置和 搅拌装置的不锈钢釜中，升温至DMT熔融，加入乙二醇(EG)、 1,4-丁二醇(BG)、 1,6-己二醇(HG)，控制反应温度以及反应时间，以酯交换甲醇馏出量达到计算 值90%时为反应终点(计算公式酯交换出甲醇量(kg) 二反应体系中DMT摩 尔分数x64)时，酯化反应完成。将上述产物移入不锈钢釜中，按所需量加入縮聚反应催化剂。先在常压条件 下进行一段时间的预縮聚反应，然后进行縮聚反应，将反应系统减压到低真空段， 再减压到高真空段，控制所需的反应温度和真空度。缩聚结束后出料，经铸条、冷却、切粒，得到低熔点共聚酯切片产品。 对所得低熔点聚酯主要指标的测试方法如下 熔点IA9200型熔点仪、日本DSC-6200型差示扫描量热仪。 可纺丝性自制的共聚酯切片经洗涤、干燥12h之后在设定的一定温度、压 力下，运用自制纺丝仪试纺，观察熔体流动性、喷丝口状态、丝条连续性及均匀 性、巻绕速度等。染色性采用分散蓝染料染色，基本与常规聚酯纤维染色工艺相同，染色 温度在熔点下40 60。C，测定纤维的上染率。产物中四氢呋喃含量岛津公司的高效液相色谱仪(HPLC)，离心仪器sigma 3k30 12111转子，凝胶柱supersw3000，流速0.3ml/min，压力6.7MP。实施例1-6中的原料配比、反应条件及低熔点聚酯切片指标如下表:<table>table see original document page 7</column></row><table><table>table see original document page 8</column></row><table>本专利技术主要是用于得到的低熔点聚酯切片可制成纤维或皮芯复合聚酯纤维 的皮层，在羊毛可接受的温度内进行热粘结处理，实现无污染的羊毛织物防毡缩 处理，亦可作为非织造布加工中的热粘结纤维使用。本专利技术可适用于间歇、半连 续、连续等现有的聚合工艺流程。凡是依据本专利技术的技术是指对以上是实例所做的任何简单修改、等同变化与 修饰，均仍属于本专利技术技术方案的范围内。权利要求1.，其特征在于，具体步骤为步骤1. 将对苯二甲酸二甲酯加热至熔融，加入乙二醇、1，4-丁二醇和1，6-己二醇，分段进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用酯交换法制造低熔点聚酯的方法，其特征在于，具体步骤为：　步骤１．将对苯二甲酸二甲酯加热至熔融，加入乙二醇、１，４－丁二醇和１，６－己二醇，分段进行酯交换反应，先以１５－２５℃／ｈｒ的速率升至１７０～１９０℃，恒温２～３ｈｒ，再以３５～４５℃／ｈｒ的速率升温至２００～２１０℃，恒温０．５～１．５ｈｒ，其中乙二醇、１，４－丁二醇和１，６－己二醇的摩尔比为８～１∶４～０．１∶１，对苯二甲酸二甲酯的摩尔数与乙二醇、１，４－丁二醇和１，６－己二醇的摩尔数之和的比例为１∶１．６～４；　步骤２．将步骤１的酯交换产物加入用量为酯交换产物摩尔数的１００～３００ｐｐｍ的钛酸四丁酯或锑系催化剂，先在常压条件下进行预缩聚反应，反应温度为２２０～２３０℃，反应时间为０．５～１ｈｒ，然后进行缩聚反应，将反应系统先减压到低真空段，真空度为７０～８０Ｐａ，反应温度为２６０～２７０℃，反应时间为３０～４０ｍｉｎ，再减压到高真空段，真空度为３０～６０ＭＰａ，反应温度为２６０～２７０℃，反应时间为１．５～２ｈｒ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国樑，刘洋，
申请(专利权)人：北京服装学院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]