一种全钛系催化聚酯切片的固相增粘工艺及其在制备工业丝中的应用制造技术

本申请提供一种全钛系催化聚酯切片的固相增粘工艺及其在制备工业丝中的应用，属于化学纤维的制造技术领域。以大有光全钛系聚酯切片为处理对象，在真空条件下依次进行预结晶、结晶、固相聚合和降温四个阶段完成催化增粘，增粘过程中，温度先从常温升温至100～120℃完成预结晶，再升温至170～200℃进行结晶，最后升至220～230℃进行固相聚合，当粘度达到1.03

【技术实现步骤摘要】
一种全钛系催化聚酯切片的固相增粘工艺及其在制备工业丝中的应用


[0001]本申请涉及一种全钛系催化聚酯切片的固相增粘工艺及其在制备工业丝中的应用，属于化学纤维的制造


技术介绍

[0002]聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是聚酯种类中产量最大，最常见的聚酯品种，也是第一个工业化的饱和线性聚酯。目前，聚酯常用催化剂主要为金属(锑、钛、锗等)化合物，其中锑系化合物是目前工业上使用最广泛、工艺最成熟的催化剂。聚酯行业内80％以上使用的是锑系催化剂，锑系催化剂价格低廉，催化效果好，但锑是一种有毒重金属，其在开采、化学加工以及使用过程中对环境和人体都有难以逆转的危害。近年来，随着人类对环境的重视，对于聚酯产品的安全性、环保性的要求越来越高，国际社会对出口聚酯产品中重金属的含量也提出了更为严苛的要求，锑系催化形成的聚酯产品受到市场的限制。
[0003]钛金属资源丰富且对环境和人体健康无影响，合成的钛系催化剂催化活性好、价格适中，成为替代锑系催化剂、实现新型环保型聚酯产品的首要选择。
[0004]钛系催化剂所得聚酯切片引起高活性在民用丝加工中运用良好，但在用于聚酯工业丝加工时，因工业丝的高强度要求，通常对进入纺丝阶段的切片要求高粘，因此普通低粘切片许经固相增粘后才能进行纺丝后加工。在这个过程中，而与锑系催化剂聚酯切片相比，钛系催化所得聚酯切片结晶速率低、固相增粘效率低、粘度增长困难，需要提高固相缩聚温度、延长时间来达成粘度的提升，但相应的钛系催化剂所存在的高活性反而更容易引起副作用多、切片结块、粉尘多、颜色发黄等问题，这导致其一直未得到大规模使用，关于钛系催化剂聚酯切片固相增粘工艺以及工业丝制备却鲜有报道。

技术实现思路

[0005]针对常规钛系催化剂聚酯切片的固相增粘过程所存在的粉尘多、增粘困难等问题，本申请提供一种大有光全钛系聚酯切片的固相增粘工艺，通过对增粘过程的控制，避免固相增粘中的切片结块与颜色发黄问题，实现增粘的稳定高效进行，为后道聚酯工业丝的制备提供保障。
[0006]具体地，本申请是通过以下方案实现的：
[0007]一种全钛系催化聚酯切片的固相增粘工艺，以粘度为0.685
±
0.02dl/g、端羧基为20
±
1mol/t的全钛系催化聚酯切片为处理对象，依次进行预结晶、结晶、固相聚合和降温四个阶段完成催化增粘，整个增粘过程在真空条件下进行，真空度维持在150～180Pa以下；
[0008]所述预结晶阶段分为两个过程，第一个过程为升温过程，从常温升温至100～120℃，升温过程维持120～150min；第二个过程为保温过程，100～120℃保温至切片含水率在300ppm左右(优选为250～350ppm)，完成预结晶，预结晶大约持续210～300min。以含水率作为预结晶阶段的首要控制参数，既方便工艺控制，又避免过度追求高温处理引起的切片粘
结。
[0009]所述结晶阶段分为两个过程，第一个过程为升温过程，从100～120℃升温至170～200℃，升温过程维持300～420min；第二个过程为保温过程，170～200℃保温180～240min。
[0010]所述固相聚合阶段为两个过程，第一个过程为升温过程，从170
‑
200℃升至220
‑
230℃，升温过程维持150
‑
180min；第二个过程当转鼓温度达到200℃时增粘开始，转鼓继续升温，温度达到225℃保持继续增粘。
[0011]当粘度达到1.03
±
0.01dl/g后开始降温，降温时间控制在3～4h左右，降温结束后，切片粘度为1.06
±
0.02dl/g，切片温度在150℃以下。
[0012]本申请将固相增粘分为四个阶段，在真空条件下完成切片从预结晶、结晶、固相聚合增粘，整个增粘过程中的反应温度较低，更容易控制全钛系催化剂聚酯切片增粘过程，不会出现增粘困难、结块、粉尘多、颜色发黄等问题。
[0013]上述方法增粘所得高粘全钛系催化聚酯切片不论是粘度还是色泽均可以满足工业丝的加工需求，增粘所得切片粘度≥1.0gl/L，末端羧基含量为8.5
±
0.2mol/t，L值为80
±
2，b值5.5
±
0.1，可直接采用熔融纺丝工艺用于工业丝的制备。
[0014]本申请的有益效果如下：
[0015]本案所提供的全钛系催化聚酯切片，以上述固相增粘工艺制备高粘切片时，无需采用常规以高温获得切片增粘的方式，不仅实现了低温下的切片粘度提升，增粘后所得全钛系催化剂聚酯切片粘度可以达到1.0gl/L以上，实现全钛系催化聚酯切片在工业丝上的直接应用，还避免了因全钛系增粘聚酯切片活性较大引起的易结块、粉尘多、颜色发黄等问题，提升聚酯切片品质，其品质可与锑系催化聚酯切片相当，但不会存在重金属含量问题。
具体实施方式
[0016]实施例1
[0017]本实施例为大有光全钛系催化剂聚酯切片增粘工艺，采用真空转鼓设备对大有光全钛系催化剂聚酯切片进行固相增粘，真空度维持在150Pa以下，大有光全钛系催化剂聚酯切片的粘度为0.680
±
0.02dl/g，端羧基为20
±
1mol/t。
[0018]增粘过程包括预结晶阶段、结晶阶段、固相聚合阶段和降温阶段。
[0019](1)预结晶阶段：先将温度从常温升至120℃，整个升温过程耗时120min；待升温完毕，在120℃保温300min完成预结晶。
[0020](2)结晶阶段：温度从120℃升至170℃，升温耗时390min；待升温完毕，170℃保温210min完成结晶。
[0021](3)固相聚合阶段：升温，当转鼓温度达到200℃时增粘即开始，转鼓继续升温直至达到225℃，保持在该温度继续增粘。温度从170℃升至225℃耗时180min。
[0022](4)降温：实时抽检切片粘度，当粘度达到1.03
±
0.01dl/g后开始降温，降温时间控制在4h左右，待降温结束，切片粘度达到为1.06
±
0.02dl/g，此时，切片温度基本保持在150℃以下。
[0023]对比例1
[0024]本对比例为大有光锑系催化剂聚酯切片增粘工艺及其工业丝制备，采用真空转鼓设备对大有光锑系催化剂聚酯切片进行固相增粘，真空度维持在150Pa以下，大有光锑系催
化剂聚酯切片的粘度为0.685
±
0.02dl/g，端羧基为26
±
1mol/t。
[0025]增粘过程包括预结晶阶段、结晶阶段、固相聚合阶段和降温阶段。
[0026](1)预结晶阶段：温度从常温升至120℃，升温过程维持120min；在120℃保温预结晶240min。
[0027](2)结晶阶段：将完成预结晶阶段的真空转鼓内温度从120℃升至1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全钛系催化聚酯切片的固相增粘工艺，其特征在于：以粘度为0.685
±
0.02 dl/g、端羧基为20
±
1 mol/t的大有光全钛系聚酯切片为处理对象，增粘过程在真空条件下进行，真空度维持在150～180 Pa以下，切片在真空转鼓中按如下步骤完成增粘，（1）预结晶阶段：真空转鼓内温度从常温升温至100～120℃，升温过程维持120～150 min；在100～120℃保温并预结晶至含水率在250～350ppm；（2）结晶阶段：真空转鼓内的温度从预结晶温度升至170～200℃，升温过程维持300～420 min；在170～200℃保温并结晶180～240 min；（3）固相聚合阶段：真空转鼓内的温度从结晶温度升至220～230℃，升温过程维持150～180 min；保持并完成固相聚合；（4）降温：当粘度达到1.03
±
0.01 dl/g时开始降温，降温时间控制在3～4 h左右，降温结束后，切片粘度为1.06
±
0.02 dl/g。2. 根据权利要求1所述的一种全钛系催化聚酯切片的固相增粘工艺，其特征在于：步骤（1）中，先将温度从常温升至120℃，整个...

【专利技术属性】
技术研发人员：高雪峰，周茂林，刘洋，贾少华，谢重，黄见太，孙志恒，袁志成，徐跃林，
申请(专利权)人：金浦绿色纤维浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：