一种改性聚酯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性聚酯及制备方法，属于易溶性聚酯，是采用对苯二甲酸（或对苯二甲酸二甲酯）、乙二醇为基本原料，在酯化（或酯交换）中可加入间苯二甲酸，并在酯化（或酯交换）或缩聚阶段加入含磺酸金属盐基的间苯二甲酸成分以及平均分子量为５００～１００００的聚亚烷基二醇以批次的形式进行嵌段共聚而制成。本发明专利技术的改性聚酯具有充分的碱液溶解性，染色性及可纺性优异，大大提高了最终产品的使用价值，能作为一组分与涤纶（ＰＥＴ）或锦纶（ＰＡ）等可熔纺聚合物在复合纺丝机上制成海岛型纤维，经碱液处理后得到超细纤维。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种易溶性聚酯及其制造方法，特别涉及一种碱溶性能好，可纺性优异，丝物理性能稳定的易溶性聚酯，以及可以高效率、低成本生产易溶性聚酯的制备方法。
技术介绍
海岛纤维是一种复合纤维，该复合纤维经过后加工、整理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。海岛型复合纤维是采用复合纺丝技术，由一种聚合物以极细的岛相(Island Phase)被包埋在另一种易溶性聚合物海相(Sea Phase)之中形成一种成分，经后处理采用溶解技术，将海相溶解，就可得到超细纤维。该复合纤维被用于制造具有挺括风格、仿麂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。日本钟纺曾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成分，在聚合物中含有9.0～13.0％重量的平均分子量为1000～10000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(0.70左右)及低溶解性(90min)决定了该产品在成丝、着色、碱溶速度等方面存在缺陷；而在设备投资方面，连续工艺装置的成本是间歇装置的两倍以上；同时，其连续生产的工艺还不利于根据市场需求改变产品种类或调整产品风格，尤其是在设备保养检修或异常情况出现时，更容易造成较大的资源浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种具有充分的碱液溶解性，染色性及可纺性优异的聚酯，可降低设备投入成本，大大提高了最终产品的使用价值，使其能作为一组分与涤纶(PET)或锦纶(PA)等可熔纺聚合物在复合纺丝机上制成海岛型纤维，经碱液处理后得到超细纤维。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种改性聚酯，采用对苯二甲酸(或对苯二甲酸二甲酯)、乙二醇为基本原料共聚而成，它是含有0～25.0％摩尔的间苯二甲酸，1.0～15.0％摩尔的含磺酸金属盐基的间苯二甲酸成分，2.0～15.0％重量、平均分子量为500～10000的聚亚烷基二醇共聚而成的改性聚酯。前述的改性聚酯，其酯粒(4mm*4mm*2.5mm)的溶解时间在100分钟以内，特性粘度为0.40～0.60分升/克，端羧基含量小于30.0摩尔/吨，熔点210℃～240℃，b值小于14.0，L值大于40.0，灰份小于2.0％，二甘醇(DEG)含量在2.0～6.0％重量。前述的改性聚酯，其中聚亚烷基二醇的平均分子量为500～10000。前述的改性聚酯，其碱溶解性是将酯粒用5％氢氧化钠溶液煮沸，由其完全溶解的时间进行评价的。一种如上所述的改性聚酯的制备方法，是采用对苯二甲酸(或对苯二甲酸二甲酯)、乙二醇、含磺酸金属盐基的间苯二甲酸成分、聚亚烷基二醇为原料，进行直接酯化(或酯交换)反应、缩聚反应制造聚酯，将二羧酸成分和乙二醇配成浆料，在总摩尔比为1.1～1.5的条件下进行酯化(或酯交换)反应，含磺酸金属盐基的间苯二甲酸成分以及聚亚烷基二醇可在酯化(或酯交换)或缩聚阶段加入，酯化物以批次形式导入聚合釜，在减压条件下进行聚合反应。前述的一种改性聚酯的制备方法，其中所述的原料中还可包含有间苯二甲酸。前述的一种改性聚酯的制备方法，其中所述的酯化(或酯交换)反应在常压下进行，温度为130～245℃，时间为4～14小时。前述的一种改性聚酯的制备方法，其中所述的缩聚反应低真空阶段，温度为245～265℃，时间为0.5～3小时。前述的一种改性聚酯的制备方法，其中所述的缩聚反应高真空阶段，釜内压力在0.3托以下，温度为265～285℃，时间为1～3小时。一种用于制备如上所述的改性聚酯的装置，它包括熔体自循环系统，其作用在于可以使反应物料均匀性得到保证；熔体泵，其作用在于可做到在真空状态下出料；一酯化二缩聚釜，其作用在于使得中间釜起到平衡作用，以最大限度地提高生产效率；三单体配置釜，其作用在于专门制取用乙二醇与二甲酯进行酯交换的化合物(SIPE)，以避免SIPE在运输、存储方面的不便。在实际使用中，在配浆槽中将精对苯二甲酸和乙二醇配成浆料，向配浆槽的投入口中投入间苯二甲酸，然后将该浆料加入酯化釜中，在酯化釜内有事先制备的对苯二甲酸二甲酯(DMT)或精对苯二甲酸(或纯对苯二甲酸)(PTA)的路线热母液，并进行酯化(或酯交换)反应形成低聚物，酯化(或酯交换)反应在常压下进行，温度在130～245℃，时间为4～14小时，根据酯化水(或甲醇)蒸出量决定反应终点；将生成的低聚物导入中间釜，在中间釜的投入口添加含磺酸金属盐基的间苯二甲酸成分和聚亚烷基二醇，物料导入聚合釜中，并在真空状态下连续地进行聚合反应；缩聚反应低真空阶段，温度控制在245～265℃，时间为0.5～3小时；高真空阶段，釜内压在0.3托以下，温度控制在265～285℃，时间为1～3小时，根据反应釜搅拌器马达功率情况掌握反应终点；聚酯熔体从出料口挤出至冷却水浴中，通过截断装置将挤出的酯条造粒。其酯粒(4mm*4mm*2.5mm)的溶解时间在100分钟以内，特性粘度为0.40～0.60分升/克，端羧基含量小于30.0摩尔/吨，熔点210℃～240℃，b值小于14.0，L值大于40.0，灰份小于2.0％，二甘醇(DEG)含量在2.0～6.0％重量。本专利技术的有益效果是，由于采用了对苯二甲酸(或对苯二甲酸二甲酯)、乙二醇为基本原料，在酯化(或酯交换)中可加入间苯二甲酸，并在酯化(或酯交换)或缩聚阶段加入含磺酸金属盐基的间苯二甲酸成分以及平均分子量为500～10000的聚亚烷基二醇以批次的形式进行嵌段共聚而制成改性聚酯；该改性聚酯具有优良的碱液易溶性，碱液的浓度为5％，在沸腾状态下试验切片的溶解性，100分钟以内可以完全溶解，其染色性及可纺性优异，丝物理性能稳定，大大提高了最终产品的使用价值，能作为一组分与涤纶(PET)或锦纶(PA)等可熔纺聚合物在复合纺丝机上制成海岛型纤维，经碱液处理后得到超细纤维。而所采用的熔体自循环系统可以使反应物料均匀性得到保证，并且通过设置熔体泵可做到在真空状态下出料，从而避免由于聚合物挤出的时效变化，而产生开始挤出时的聚合物粘度和挤出结束时的聚合物粘度不同、各批量之间的聚合物物理性能差别大的问题，并且，一酯化二缩聚釜的流程使得中间釜起到平衡作用，可最大限度地提高生产效率，其实际能力要明显大于同等规模的间歇装置。这种间歇聚合的制造方法可以高效率、低成本生产出易溶性聚酯，制程工艺调整方便，可根据用户需求随时调整产品风格，尤其是在设备检修保养或异常情况出现时，可以避免巨大的损失。以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明；但本专利技术的不局限于实施例。附图说明图1是本专利技术制造方法的步骤示意图。图中符号说明1 配浆槽；2酯化釜；3中间釜；4聚合釜；a、b加料口；c出料口 具体实施例方式本专利技术的一种改性聚酯，是采用对苯二甲酸(或对苯二甲酸二甲酯)、乙二醇为基本原料共聚而成，它是含有0～25.0％摩尔的间苯二甲酸，1.0～15.0％摩尔的含磺酸金属盐基的间苯二甲酸成分，2.0～15.0％重量、平均分子量为50本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性聚酯，采用对苯二甲酸（或对苯二甲酸二甲酯）、乙二醇为基本原料共聚而成，其特征在于：它是含有０～２５．０％摩尔的间苯二甲酸，１．０～１５．０％摩尔的含磺酸金属盐基的间苯二甲酸成分，２．０～１５．０％重量、平均分子量为５００～１００００的聚亚烷基二醇共聚而成的改性聚酯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈耀南，
申请(专利权)人：厦门翔鹭化纤股份有限公司，
类型：发明
国别省市：92[中国|厦门]