一种高强工业丝用聚酯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强工业丝用聚酯及其制备方法，该聚酯是由对苯二甲酸、乙二醇、2,2

【技术实现步骤摘要】
一种高强工业丝用聚酯及其制备方法


[0001]本专利技术属于聚酯领域，具体涉及一种高强工业丝用聚酯及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酯(PET)作为常见的热塑性材料之一，根据加工工艺的不同，其产品主要包括纤维、薄膜、塑料等。其中高强型聚酯工业丝具有强度高和伸长变形小等优异性能，是安全带、线绳、土工材料等产业用领域重要的骨架材料。
[0003]为进一步提高聚酯工业丝的断裂强度，普遍采用的方法是一方面提高聚酯的分子量，另一方面时增加总牵伸倍数。然而随着分子量的提高，也带来了熔融、输送、过滤、挤出等诸多困难，同时通过多级牵伸的方式也发展到瓶颈阶段，常规技术已难以实现高强丝的大幅提升。
[0004]因此，从其它角度进行高强工业丝的开发并实现性能提升具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种高强工业丝用聚酯及其制备方法。
[0006]为达到上述目的之一，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种高强工业丝用聚酯，其特征在于该聚酯是由对苯二甲酸、乙二醇、2,2
′‑
联吡啶
‑
5,5
′‑
二羧酸，2,5
‑
二羟基对苯二甲酸经熔融聚合及固相增粘得到。
[0008]其中，2,2
′‑
联吡啶
‑
5,5
′‑
二羧酸及2,5
‑
二羟基对苯二甲酸的引入，能够在聚酯主链上引入富含电子的氮原子以及酚羟基，通过氢键的作用，使得相邻分子链的作用得到有效增强，如下所示，同时氢键这种弱化学作用，在材料牵伸过程中会动态破坏和形成，实现聚酯强度的有效提高。
[0009][0010]在一种优选的实施方式中，所述2,2
′‑
联吡啶
‑
5,5
′‑
二羧酸及2,5
‑
二羟基对苯二甲酸的摩尔比为1:1；2,2
′‑
联吡啶
‑
5,5
′‑
二羧酸及2,5
‑
二羟基对苯二甲酸的摩尔总和与对苯二甲酸摩尔比为0.05～0.2:1。
[0011]在一种优选的实施方式中，所述的乙二醇的摩尔数与剩余三种原料摩尔数之和比为1.1～2.0:1。
[0012]在一种优选的实施方式中，采用该聚酯制得的工业丝，断裂强度大于8.8cN/dtex。
[0013]为达到上述目的之二的所述高强工业丝用聚酯的制备方法，包括以下步骤：
[0014](1)酯化反应：将对苯二甲酸、乙二醇、2,2
′‑
联吡啶
‑
5,5
′‑
二羧酸，2,5
‑
二羟基对苯二甲酸以及催化剂混合均匀后，在氮气氛围中进行酯化反应。其中酯化压力为常压～0.3MPa,酯化温度为230
‑
260℃，当酯化出水量达到理论值的93％时，判定酯化反应结束。
[0015](2)缩聚反应：酯化结束后，将反应温度升高为260
‑
290℃，压力降低至150Pa，缩聚1
‑
4小时，结束反应。
[0016](3)固相增粘：将聚酯切片在160
‑
170℃条件下，结晶1
‑
2小时，后在210
‑
220℃、氮气氛下固相增粘30
‑
50h,得到高粘聚酯切片。
[0017]在一种优选的实施方式中，所述步骤1中催化剂为锑系催化剂或钛系催化剂如乙二醇锑、乙二醇钛或钛酸酯等。
[0018]在一种优选的实施方式中，所述步骤3中，高粘聚酯切片特性粘度≥1.05dl/g。
[0019]本专利技术通过引入多官能团单体2,2
′‑
联吡啶
‑
5,5
′‑
二羧酸及2,5
‑
二羟基对苯二甲酸，利用分子间氢键有效提高了聚酯链间的相互作用强度，有效提升了所得聚酯工业丝的强度，具有较好的技术效果。
具体实施方式
[0020]下面结合具体实施例对本专利技术进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本专利技术的进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，本领域技术人员根据本
技术实现思路
对本专利技术做出的一些非本质的改进和调整仍属本专利技术的保护范围。
[0021]另外需要说明的是，在以下具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本专利技术对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0022]此外，本专利技术的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本专利技术的思想，由此而形成的技术方案属于本说明书原始公开内容的一部分，同时也落入本专利技术的保护范围。
[0023]【实施例1】
[0024]将对苯二甲酸、2,2
′‑
联吡啶
‑
5,5
′‑
二羧酸、2,5
‑
二羟基对苯二甲酸以及乙二醇按照摩尔比为1:0.025:0.025:1.68配成浆料，加入及催化剂乙二醇锑(基于理论生成的聚酯量，以锑计250ppm)，后进行酯化反应，酯化温度为230
‑
260℃，酯化压力为0.15
‑
0.35MPa待出水量达到理论93％时，酯化结束。将压力后降至常压，抽真空减压至体系压力低于150Pa,同时将温度升至285℃，缩聚2小时后停止反应，产物经挤出造粒，得到聚酯切片。
[0025]将所得切片在140℃氮气氛下干燥12小时，后在170℃条件下进行结晶1小时，之后在220℃、氮气氛下固相增粘30h，得到切片特性粘度为1.05dl/g。
[0026]将所得高粘切片进行高强工业丝纺丝，纺丝工艺参数如下：纺丝温度290
‑
300℃，侧吹风速：0.6m/s，各辊速度：550/850/2500/3400/3450m/min，卷绕速度3300m/min,所得工业丝经测试，强度为8.94cN/dtex,断裂伸长率为11.3％。
[0027]【实施例2】
[0028]将对苯二甲酸、2,2
′‑
联吡啶
‑
5,5
′‑
二羧酸、2,5
‑
二羟基对苯二甲酸以及乙二醇按照摩尔比为1:0.05:0.05:1.76配成浆料，加入及催化剂乙二醇锑(基于理论生成的聚酯量，以锑计250ppm)，后进行酯化反应，酯化温度为230
‑
260℃，酯化压力为0.15
‑
0.35MPa待出水量达到理论93％时，酯化结束。将压力后降至常压，抽真空减压至体系压力低于150Pa,同时将温度升至285℃，缩聚2小时后停止反应，产物经挤出造粒，得到聚酯切片。
[0029]将所得切片在140℃氮气氛下干燥12小时，后在170℃条件下进行结晶1小时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强工业丝用聚酯，其特征在于，由对苯二甲酸、乙二醇、2,2
′‑
联吡啶
‑
5,5
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二羧酸和2,5
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二羟基对苯二甲酸经熔融聚合及固相增粘得到。2.权利要求1所述高强工业丝用聚酯，其特征在于，2,2
′‑
联吡啶
‑
5,5
′‑
二羧酸与2,5
‑
二羟基对苯二甲酸的摩尔比为1:1；2,2
′‑
联吡啶
‑
5,5
′‑
二羧酸与2,5
‑
二羟基对苯二甲酸的摩尔总和与对苯二甲酸摩尔比为0.05~0.2:1。3.权利要求1所述高强工业丝用聚酯，其特征在于，乙二醇的摩尔数与剩余三种原料摩尔数之和比为1.1~2.0:1。4.权利要求1所述高强工业丝用聚酯，其特征在于，采用该聚酯制得的工业丝，断裂强度大于8.8 cN/dtex。5.权利要求1
‑
4任一项所述高强工业丝用聚酯的制备方法，其特征在于，包括如下步...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋应刚，靳冬民，龙辉，邓海秀，范永翔，张增涛，丁映华，
申请(专利权)人：陕西迪利然科技有限公司，
类型：发明
国别省市：