一种含磺酸盐基团的低聚物及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种含磺酸盐基团的低聚物及其制备方法和用途。该低聚物的分子链中包括间苯二甲酸‑5‑磺酸盐单元、对苯二甲酸单元、二元醇单元以及聚乙二醇单元。该含磺酸盐基团的低聚物相可在常温下保存，不会有结晶物析出，并且与聚酯的相容性好，可用于加入聚酯中以提高聚酯的阳离子染色性能，后续聚酯熔融纺丝滤压上升少、纺丝工程中滤网的更换周期长、成本低。

A kind of oligomer containing sulfonate group and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种含磺酸盐基团的低聚物及其制备方法和用途
本专利技术涉及一种含有间苯二甲酸-5-磺酸盐结构单元、对苯二甲酸结构单元、二元醇结构单元以及聚乙二醇结构单元的含磺酸盐基团的低聚物及其制备方法和用途。
技术介绍
聚酯的物理力学性能优良，但由于聚酯分子链结构紧密，结晶度和取向度较高，极性较小，缺乏亲水性，在聚酯的长链分子间没有可适当容纳染料分子的间隙，因此聚酯的染色效果差。在改善聚酯的阳离子染色效果的方法中，最常用的是在聚酯中共聚第三单体间苯二甲酸-5-磺酸盐、对苯二甲酸-5-磺酸盐或它们的酯化衍生物。如日本专利特开2000-355831、特开2003-301328和中国专利CN204999829U都公开了通过在聚酯的聚合反应中加入间苯二甲酸-5-磺酸盐或间苯二甲酸二甲酯-5磺酸盐赋予最终聚酯阳离子可染性能。但是上述专利公开的技术方案，都会存在因间苯二甲酸-5-磺酸盐或间苯二甲酸二甲酯-5磺酸盐单体自聚、与聚酯相容性差，导致形成的异物对后期聚酯纺丝滤压产生的影响。同时，间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠（SIPM）、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸钠（SIPE）等阳离子改性剂单体的稳定性差，在常温下放置一段时间后，会析出结晶物。因此，阳离子改性剂单体的保存温度需要在一定值以上，增加了运输和保存成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够改善聚酯阳离子可染性能的含磺酸盐基团的低聚物及其制备方法。该含磺酸盐基团的低聚物相可在常温下保存，不会有结晶物析出，并且与聚酯的相容性好，后续聚酯熔融纺丝滤压上升少、纺丝工程中滤网的更换周期长、成本低。本专利技术的技术解决方案如下：一种含磺酸盐基团的低聚物，其分子链中包括如式1所示的间苯二甲酸-5-磺酸盐单元，如式2所示的对苯二甲酸单元、如式3所示的二元醇单元以及如式4所示的聚乙二醇单元，所述聚乙二醇单元的数均分子量为100～2000g/mol；；该低聚物的数均分子量为1000～3000g/mol；　　　式1，　　式2，　　式3，-OCH2CH2OCH2CH2……OCH2CH2-式4，式1中X为钠离子、钾离子或锂离子，式3中n为2～6的整数。所述间苯二甲酸-5-磺酸盐单元和对苯二甲酸单元的摩尔比优选1：0.1～30.0；所述间苯二甲酸-5-磺酸盐单元和对苯二甲酸单元的摩尔总量与二元醇单元的摩尔比优选1：1.3～2.0。所述聚乙二醇的重复结构单元与间苯二甲酸-5-磺酸盐单元的摩尔比优选0.5～10.0。本专利技术还公开了一种上述含磺酸盐基团的低聚物的制备方法，在反应釜中加入间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物，对苯二甲酸或其酯化物，及碳原子数2～6的直链二元醇，及聚乙二醇，然后加入催化剂，在150～240℃下反应1～5小时，得到数均分子量为1000～3000g/mol的含磺酸盐基团的低聚物；所述磺酸盐为磺酸钠、磺酸钾或磺酸锂。所述间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物与对苯二甲酸或其酯化物的摩尔比优选1：0.1～30；所述间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物和对苯二甲酸或其酯化物的总量，与碳原子数2～6的直链二元醇的摩尔比优选1：1.3～20.0。所述聚乙二醇重复单元结构与S成分摩尔比为0.5～10.0。本专利技术所述含磺酸盐基团的低聚物易于保存，与聚酯的相容性好，可用于加入聚酯中以提高聚酯的阳离子染色性能，且所得聚酯在后续的加工如纺丝阶段滤压上升少、组件寿命长、成本低。具体实施方式在一般的技术中，赋予聚酯阳离子染料可染性能为在聚酯中共聚间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化衍生物。但是间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化衍生物与聚酯的相容性不好，且在聚合过程中容易发生自聚反应，导致聚酯制备过程中及其后续加工过程中的滤压上升，容易断丝，制成的纱线强度低。为了解决上述问题，本申请提供了一种含磺酸盐基团的低聚物，该含磺酸盐基团的化合物的分子链上包括四种结构单元，如式1所示的间苯二甲酸-5-磺酸盐结构单元、如式2所示的对苯二甲酸结构单元、如式3所示的二元醇单元以及如式4所示的聚乙二醇单元，　　　　式1，　　式2，　　　式3，-OCH2CH2OCH2CH2……OCH2CH2-式4，式1中X为钠离子、钾离子或锂离子，式3中n为2～6的整数。与现有技术相比，本专利技术的含磺酸盐基团的低聚物在分子链中引入了对苯二甲酸结构单元，从而改善了含磺酸盐基团的低聚物与聚酯的相容性。同时，苯环类结构的引入，增加了含磺酸盐基团的低聚物分子内及分子间的空间位阻，从而降低了含磺酸盐基团的低聚物的相互吸引，有效抑制了含磺酸盐基团的低聚物的团聚，减少聚酯中异物的产生，从而使后续阳离子可染聚酯的纺丝滤压得到改善。本专利技术所述含磺酸盐基团的低聚物的数均分子量为1000～3000g/mol。如果含磺酸盐基团的低聚物的数均分子量大于3000g/mol的话，含磺酸盐基团的低聚物的粘度过大，会降低其在聚酯中的分散性，导致含磺酸盐基团的低聚物凝聚，聚酯中异物增加，最终影响后续阳离子可染聚酯的纺丝滤压。所述含磺酸盐基团的低聚物的数均分子量优选1000～2000g/mol。所述间苯二甲酸-5-磺酸盐单元和对苯二甲酸单元的摩尔比中，以间苯二甲酸-5-磺酸盐单元的摩尔量为1，当对苯二甲酸单元太少时，导致含磺酸盐基团的低聚物与聚酯的相容性差，添加到聚酯中时，含磺酸盐基团的低聚物发生凝聚，使聚酯中的异物增多，最终影响阳离子可染聚酯的纺丝滤压；所述对苯二甲酸单元太多时，虽然含磺酸盐基团的低聚物与聚酯的相容性好，添加到聚酯中时不易产生异物，但是含磺酸盐基团的低聚物中间苯二甲酸-5-磺酸盐单元浓度减少，添加到聚酯中时，将增加含磺酸盐基团的低聚物的添加量，不仅成本增加，聚酯的阳离子可染效果也不好。本专利技术所述间苯二甲酸-5-磺酸盐单元和对苯二甲酸单元的摩尔比优选1：0.1～30.0,更优选1：0.5～20.0。所述间苯二甲酸-5-磺酸盐单元和对苯二甲酸单元的摩尔总量与二元醇单元的摩尔比中，以间苯二甲酸-5-磺酸盐单元和对苯二甲酸单元的摩尔总量为1，当二元醇单元太低时，会导致生成的含磺酸盐基团的低聚物的数均分子量过大，在加入聚酯中时，不利于含磺酸盐基团的低聚物的分散，从而导致其凝聚，聚酯中的异物增加，最终影响阳离子可染聚酯的纺丝滤压。本专利技术所述间苯二甲酸-5-磺酸盐单元和对苯二甲酸单元的摩尔总量与二元醇单元的摩尔比优选1：1.3～2.0，更优选1：1.5～2.0。本专利技术所述如式3所示二元醇单元为碳原子数2～6的直链二元醇单元，根据目标聚酯的类别可以进行选择。如用于聚对苯二甲酸乙二醇酯阳离子可染改性时，二元醇单元可选择乙二醇；用于聚对苯二甲酸丁二醇酯阳离子可染改性时，二元醇单元可选择丁二醇。由间苯二甲酸-5-磺酸盐单元、对苯二甲酸单元和如式3所示的二元醇单元合成的物质，与SIPE、SIPM等阳离子可染改性剂单体一样，也存在常温下保存有结晶物析出的缺陷。为了解决上述技术问题，本专利技术的低聚物中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含磺酸盐基团的低聚物，其特征是：该低聚物的分子链中包括如式1所示的间苯二甲酸-5-磺酸盐单元，如式2所示的对苯二甲酸单元、如式3所示的二元醇单元以及如式4所示的聚乙二醇单元，所述聚乙二醇单元的数均分子量为100～2000g/mol；该低聚物的数均分子量为1000～3000g/mol；/n

【技术特征摘要】
1.一种含磺酸盐基团的低聚物，其特征是：该低聚物的分子链中包括如式1所示的间苯二甲酸-5-磺酸盐单元，如式2所示的对苯二甲酸单元、如式3所示的二元醇单元以及如式4所示的聚乙二醇单元，所述聚乙二醇单元的数均分子量为100～2000g/mol；该低聚物的数均分子量为1000～3000g/mol；

　　　　式1，

　式2，

　式3，
-OCH2CH2OCH2CH2……OCH2CH2-式4，
式1中X为钠离子、钾离子或锂离子，式3中n为2～6的整数。


2.根据权利要求1所述的含磺酸盐基团的低聚物，其特征是：所述间苯二甲酸-5-磺酸盐单元和对苯二甲酸单元的摩尔比为1：0.1～30.0。


3.根据权利要求1或2所述的含磺酸盐基团的低聚物，其特征是：所述间苯二甲酸-5-磺酸盐单元和对苯二甲酸单元的摩尔总量与如式3所示二元醇单元的摩尔比为1：1.3～2.0。


4.根据权利要求1或2所述的含磺酸盐基团的低聚物，其特征是：所述聚乙二醇的重复结构单元与间苯二甲酸-5-磺酸盐单元的摩尔比为0.5～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：成娟，陈彬彬，旦浩一，
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：江苏;32