碱水易溶解改性聚酯共聚物及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碱水易溶解改性聚酯及制备方法，生产方法包括酯化、聚合反应，其特征在于：反应中以对苯二甲酸二甲酯或对苯二甲酸、乙二醇为第一、第二组分，含金属磺酸盐基的间苯二甲酸为第三组分；以钛酸酯作为催化剂、磷化合物作为稳定剂、碱金属化合物作为并用添加剂。制得的聚酯共聚物，其特性粘度为０．４０～０．６５ｄｌ／ｇ（有０．４０ｄｌ／ｇ、０．５５ｄｌ／ｇ、０．６５ｄｌ／ｇ），其中锑化合物的含量相对于聚酯，以锑原子计为≤１００ｐｐｍ。本发明专利技术生产的聚酯共聚物具有优良的耐热性、充分的碱水溶解性、纺丝性优良。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种改性聚酯及其制备方法。
技术介绍
超细纤维是最近几年涤纶长丝品种当中发展和流行起来的佼佼 者，因其制成的织物具有独特的柔软性、悬垂性、透气性等特点而得 到了快速的发展。海岛纤维是一种复合纤维，该复合纤维经过后加工、 整理后能够得到当今世界上商品化中最细的纤维之一，是生产高档服 装面料、高档装饰用布、高档擦拭材料等用品的理想原料。海岛复合 纤维是利用两者不同溶解性能的聚合物，同时作为纺丝原料进行纺 丝，其中易溶性聚合物作为"海"组分，另一种组分作为"岛"组分， 这样纺丝后得到的纤维截面为海组分的皮层包围岛组分芯层的海、岛型结构，经过后处理采用溶解技术，将海相溶解，就可以得到超细纤 维。该复合纤维被用于制造具有挺括风格、仿鹿皮效果的高密度机织 物、编织物或具有优雅的光泽和柔软手感的绢类编织物等。曰本钟纺曾经提供过一种改性聚酯，其主要重复单元是对苯二甲酸乙二醇酯，在酸成分中含有2.0—3.0摩尔%的含金属磺酸盐基的间 苯二甲酸充分，在聚合物中还含有9.0—13.0重量％的平均分子量为 IOOO—10000的聚亚烷基二醇，在乙二醇成分中，所含的二甘醇(DEG) 是4.7—5.7摩尔％,极限粘度的最大值和最小值之比1.0—1.02。 采用此法虽然可以用连续工艺生产碱溶性聚酯，但其产品的高粘度和 低裕解性决定了该产品在成丝、着色、碱溶速度等方面存在缺陷，该 方法还加入了第四组分聚亚烷基二醇，这会对聚合tl的射热性、耐空气氧化性产生恶化，同时对产品成本的控制和工艺条件的可操作性都 产生了不良影响。此法采用的催化剂是三氧化二锑，由于三氧化二锑 中含有零价锑等杂质，造成聚酯切片颜色差，灰暗度高，凝聚粒子多， 可纺性差等缺点， 一般对纺丝要求不高的情况下才使用，同时，锑催化 剂对环境也存在危害，在日益重视环保要求的今天，采用无毒环保型 催化剂是产品开发的趋势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有优良的耐热性、充分的碱水溶解 性、纺丝性优良的碱水易溶解改性聚酯制备方法及制得的聚酯共聚一种碱水易溶解改性聚靡共聚物，其特征在于聚酯共聚物特性粘度为0.40 0.65dl/g，其中锑化合物的含量相对于聚酯，以锑原 子计为《100pp迈。一种碱水易溶解改性聚酯共聚物制备方法，包括酯化、聚合反应，其特征在于反应中以对苯二甲酸二甲酯或对苯二甲酸、乙二醇为第 一、第二组分，含金属磺酸盐基的间苯二甲酸为第三组分；以钛酸酯 作为催化剂、磷化合物作为稳定剂、碱金属化合物作为并用添加剂。 含金属磺酸盐基的间苯二甲酸的化学通式如下所示式中&和R2分别氢、甲基或羟乙基，M是金属锂、钠或钾。含磺酸盐基的间苯二甲酸成分在全部酸中的含量为2.0—15.0摩尔％ (即相当于在制得的改性聚讎中的全|[ 成分中含量为2.0— 15,0摩尔％)。式(1)钛酸酯类催化剂的化学通式<formula>formula see original document page 6</formula>(2)其中R1 R4是以下通式的化合物<formula>formula see original document page 6</formula>7 式(3)式中R5 R7是氢或碳为1 30的垸基、醚基、羟基、羧基、羰 基、酯基或胺基。钛酸酯中钛金属元素相对于聚酯共聚物量的添加量是0.5 — 10ppm;磷化合物为亚磷酸、磷酸、亚璘酸酯或自酯，其中磷元素 相对于聚酯共聚物量的添加量是10—80ppm;碱金属化合物是醱酸钠、 醋酸钾或醋酸锂，其中碱金属元素相对于聚酯共聚物量的添加量是 10 80ppm。本专利技术中使用的含磺酸金属盐基的间苯二甲酸成分采用5-磺酸 金属基间苯二甲酸二甲酯(以下简称SIPM)或用乙二醇与SIPM酯交 换的产物5-磺酸金属基间苯二甲酸双羟乙酯(以下简称SIPE);当采 用酯交换法工艺路线时添加SIPM，当采用直接酯化法工艺路线时添 加SIPE; SIPM和SIPE中的金属可以是锂、钠、钾等，但最优选的是 钠。SIPM或SIPE的加入量设定为聚合物中酸成分的2.0—15.0摩尔 %，如果低于2.0摩尔%时，聚合物就不能得到充分的碱水溶解性， 如果大于15.0摩尔%时，就会由于溶融纺丝过程中电荷累积作用产生增粘、凝胶化，切片的可纺性及物性会下降。含量在此范围内，能够 实现共聚体的易碱溶的特性又能够避免增粘和凝胶化的发生。含量在 2.0—15.0摩尔％范围内，能够实现共聚体的易碱溶的特性又能够避 免塘粘和凝胶化的发生。钛酸酯中钛金属元素相对于聚酯共聚物量的添加量是0.5 — 10ppm，优选添加量为2 6ppm。钛酸酯的添加量过少将会延长聚合 反应时间，这样就会引起聚酯的性质的恶化，并降低了生产能力。钛 酸酯的添加量过多导致催化能力过大加速副反应，将会导致聚酯的色 调等性质的恶化。在0.5—10ppm添加量范围内，催化剂既有适当的 催化活性又能够得到性能优良的聚酯共聚物。磷化合物为亚磷酸、磷酸、亚磷酸酯或磷酸酯，其中磷元素相对 于聚酯共聚物量的添加量是10—80pp迈，优选20—50ppm。磷酸作为 稳定剂可以抑止热氧化等副反应的发生，同时它是使部分的金属催化 剂失去催化活性的，所以磷元素含量过少或过多都会对聚合物的品质 和生产能力产生不良影响。在10—80ppm添加量范围内，稳定剂既有 适抑止热氧化等副反应的发生又能够得到性能优良的聚酯共聚物。碱金属化合物是醋酸钠、醋酸钾或醋酸锂，其中碱金属元素相对 于聚酯共聚物量的添加量是10 80ppm，优选添加量为20 50ppm。 碱金属化合物主要是调节反应体系的酸碱度的，如果体系的酸度过 小，DEG的副反应就极多，另一方面，碱度过大，聚合物的颜色加重， 并且在聚合物中产生很多不溶物。在10 80ppm添加量范围内，碱金 属化合物能够很好调节反应体系的酸碱度，既能控制DEG的发生量又 能避免聚合物中的不溶物的产生。本专利技术生产的聚酯共聚物具有优良的耐热性、充分的碱水溶解 性、纺丝性优良。本专利技术使用的縮聚催化剂摒除了传统的锑系催化剂，而是采用高 效环保的钛酸酯类催化剂，钛酸酯类催化剂具有高活性、无污染和使聚酯具有更高亮度和透明性的特点，与锑系催化剂相比，钛酸酯类催 化剂添加量较小，避免了三氧化二锑中锑在纺丝中析出，在提高最终聚合物质量的同时也降低了成本。下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。 具体实施例方式对具体实施例中所用钛酸酯类催化剂结构作如下说明。 钛化合物的催化剂A1:结构式如式(1)所示，其中R1和R3是 异丙醇基，R2和R4是乳酸胺基。 钛化合物的催化剂Al制备过程向配有搅拌机、冷凝器和温度计的2L烧瓶中加入四异丙氧基钛 285g、 l.OO摩尔)， 一边对其搅拌， 一边从滴加漏斗向体系内加入乙 二醇(218g、 3.51摩尔)。对添加速度进行调节，使得反应热保持烧 瓶内得物质温度在约50'C。该反应完成后，对该反应混合物搅拌15 分钟。搅拌后，向体系内加入85重量/重量％的乳酸铵(252g、 2.00 摩尔)水溶液，获得含有乳酸螯合的钛化合物，为透明的淡黄色产物 (Ti含量为6. 54重量％)。钛化合物的催化剂A2:结构式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碱水易溶解改性聚酯共聚物，其特征在于：其主要重复单元是对苯二甲酸乙二醇酯和含磺酸盐金属的间苯二甲酸乙二醇酯；聚酯共聚物特性粘度为０．４０～０．６５ｄｌ／ｇ，其中锑化合物的含量相对于聚酯，以锑原子计为≤１００ｐｐｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈顺国，曹晓秀，本田圭介，
申请(专利权)人：东丽纤维研究所中国有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]