低粘聚酯及其制备方法技术

技术编号:19383859 阅读:1 留言:0更新日期:2018-11-10 00:14
本发明专利技术涉及一种低粘聚酯及其制备方法,通过控制合成过程中催化剂的加入时机制得特性粘度为0.300‑0.500dL/g的低粘聚酯;其中催化剂是在缩聚反应的中间产物的平均聚合度达到8‑17时加入的;缩聚反应温度为260‑273℃,催化剂为乙二醇锑,乙二醇锑的调制过程为:将乙二醇锑与乙二醇混合均匀并在混合过程中循环通入含水率小于200ppm的氮气或惰性气体,制得的低粘聚酯中环状低聚物的含量

Low viscosity polyester and its preparation method

The invention relates to a low-viscous polyester and a preparation method thereof. The low-viscous polyester with an intrinsic viscosity of 0.300 0.500 dL/g is prepared by controlling the adding time of catalyst in the synthesis process. The catalyst is added when the average degree of polymerization of the intermediate product of the condensation reaction reaches 8 17; and the condensation reaction temperature is 260 273 C, and the catalyst is added. For antimony ethylene glycol, antimony ethylene glycol is prepared by mixing antimony ethylene glycol and antimony ethylene glycol evenly and circulating nitrogen or inert gas with water content less than 200 ppm in the mixing process to produce the content of cyclic oligomer in oligoviscous polyester.

【技术实现步骤摘要】
低粘聚酯及其制备方法
本专利技术属于聚酯制备领域,涉及一种低粘聚酯及其制备方法。
技术介绍
高粘聚酯具有较好的力学性能和优秀的理化性能,被广泛的应用于工业丝、包装材料和工程塑料等工业领域,尤其是汽车、安全防护和绳索等需要复合增强材料的工业领域。在上述聚酯应用领域中,为了保证产品的高性能,人们需要进一步降低聚酯切片中的低聚物含量,尤其是制备特性粘度较高的聚酯时,聚酯中低聚物的含量已成为衡量制品品质的关键参数之一。而低聚物中含量最多的为环状低聚物,因而如何有效降低环状低聚物含量是目前增粘聚酯品质提高的难点。目前,常见的增粘聚酯的制备方法为:先经熔融缩聚制备特性粘度在0.65dL/g左右的低粘聚酯,然后通过固相缩聚增粘制备得到增粘聚酯。随着人们对高粘聚酯品质要求的不断提高,人们对低粘聚酯的品质要求也逐渐提高,上述特性粘度的低粘聚酯中的环状低聚物较多,无法满足人们对聚酯的品质要求,低粘聚酯中低聚物含量较高的原因主要如下:(1)目前低粘聚酯(PET)常用的制备方法是在275-285℃的温度条件下进行缩聚反应,缩聚反应的温度较高,较高的反应温度会直接导致环状低聚物的产生,因此制得的低粘聚酯中低聚物的含量必然也会相应增加;(2)制备低粘聚酯时常用的催化剂配置系统图如图1所示,将新鲜EG罐8中的乙二醇输入催化剂调制罐1后将催化剂与乙二醇在催化剂调制罐1中混合从而配置催化剂,再将混合后的溶液经催化剂过滤器6过滤后输入催化剂供应罐4中,然后再直接输入到催化剂供应泵7中,乙二醇的吸水性很强,在运输和加料过程中会吸收空气中的水分,而对苯二甲酸和乙二醇的反应体系中常用的催化剂为乙二醇锑,乙二醇锑与水接触会发生水解尤其是在加热条件(如催化剂调制温度较高的情况下)下极易发生水解,生成非溶性三氧化二锑等含锑化合物,此物质容易凝集成团,形成沉淀。此外,三氧化二锑等含锑化合物是聚酯缩聚反应的非均相催化剂,其会造成催化不匀,使得局部催化过于剧烈,造成副反应的发生,生成环状低聚物。因此,研究一种能够有效降低聚酯中低聚物含量的低粘聚酯及其制备方法具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的低粘聚酯中低聚物特别是环状低聚物含量较高的问题,提供一种能够有效降低聚酯中低聚物含量的低粘聚酯及其制备方法。为了达到上述目的,本专利技术采用的技术方案为:低粘聚酯的制备方法,通过控制合成过程中催化剂的加入时机制得特性粘度为0.300-0.500dL/g的低粘聚酯;所述催化剂是在缩聚反应的中间产物的平均聚合度达到8-17时加入的。现有技术中催化剂是在合成开始时加入的,合成过程分为酯化反应和缩聚反应,酯化反应与缩聚反应之间有个过渡阶段,在此阶段酯化反应产生的小分子水未能脱除,造成催化剂发生水解,本专利技术通过研究发现催化剂水解容易导致低聚物产生,因而本专利技术通过调控催化剂的加入时机避免了催化剂与酯化反应产生的小分子水的接触,进而避免了由于催化剂水解导致的低聚物含量增加。同时,本专利技术通过研究发现调控缩聚反应中间产物分子链长度的均匀性能有效抑制低聚物产生,本专利技术在缩聚反应进行一段时间后加入催化剂,催化剂加入前反应速度较慢,形成的中间产物均匀性较高,中间产物的均匀性高即中间产物含有的过长和过短的大分子链较少,分子链长度差异小,进一步缩聚反应形成的产物的分子链长度也会较为均匀,由于低分子链的难以继续增长形成的线形低聚物以及由于长分子链的大分子发生咬合形成环状低聚物的含量就会显著降低。作为优选的技术方案:如上所述的低粘聚酯的制备方法,所述合成过程分为酯化反应和缩聚反应,所述缩聚反应的温度为260-273℃,缩聚反应的温度低于现有技术有利于抑制低聚物产生,与其他技术手段相配合能够取得更好的抑制效果,所述催化剂为乙二醇锑,所述乙二醇锑的调制过程为:将乙二醇锑与乙二醇混合均匀并在混合过程中循环通入含水率小于200ppm的氮气或惰性气体。如上所述的低粘聚酯的制备方法,所述混合均匀是在催化剂调制罐中进行的,催化剂调制罐的内部设有搅拌器,顶部和底部分别与氮气处理发生器和气体循环泵出口连通,氮气处理发生器用于产生氮气同时对氮气进行干燥处理,氮气处理发生器与气体循环泵入口连通。如上所述的低粘聚酯的制备方法,所述调制过程结束后,乙二醇锑与乙二醇进入催化剂供应罐,所述催化剂供应罐的底部和顶部分别与液体循环泵的入口和出口连通。如上所述的低粘聚酯的制备方法,所述酯化反应的原料为对苯二甲酸和乙二醇,对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.2-1.5,所述酯化反应的温度为235-245℃,时间为2-3h,压力为0.1-0.2MPa;所述缩聚反应的压力为100-200Pa。如上所述的低粘聚酯的制备方法,所述低粘聚酯经固相增粘制得高粘聚酯,高粘聚酯的特性粘度为0.85-1.15dL/g,环状低聚物的含量<1.80wt%,现有技术的高粘聚酯中环状低聚物的含量一般为2~2.4wt%,本专利技术的低粘聚酯有利于制备低聚物含量低的高粘聚酯,其相比于现有技术取得了显著的进步;所述高粘聚酯的低聚物总含量<2.25wt%,特性粘度偏差≤0.025dL/g,分子量分布指数<2.50,二甘醇含量<0.90wt%;所述高粘聚酯应用于工业丝、包装材料或工程塑料领域。如上所述的低粘聚酯的制备方法,所述固相增粘前进行干燥预结晶,所述干燥预结晶是在预结晶器中进行的,所述干燥预结晶的温度为150-170℃,时间为10-20min,气氛为氮气。如上所述的低粘聚酯的制备方法,所述固相增粘分为预反应和终反应;所述预反应是在预反应器中进行的,预反应器中从上至下四区的温度分别为211-223℃、217-229℃、217-229℃和210-222℃,所述预反应的时间为8-10h;所述终反应是在终反应器中进行的,所述终反应的温度为215-225℃,时间为18-20h。本专利技术还提供采用如上所述的低粘聚酯的制备方法制得的低粘聚酯,低粘聚酯中环状低聚物的含量<2wt%。现有技术的低粘聚酯中环状低聚物的含量一般为2.4%以上,本专利技术产品相比于现有技术取得了显著的进步。作为优选的技术方案:如上所述的低粘聚酯,所述低粘聚酯的低聚物总含量<3wt%,低聚物作为副产物,在后续的纺丝及后加工时会因受热析出表面,造成加工困难,产品瑕疵,同时对产品最终性能产生不利影响,低聚物含量低,产品品质好;特性粘度偏差≤0.02dL/g,特性粘度偏差即体现聚酯分子量宏观稳定指标之一,特性粘度偏差低,聚酯的均匀性和稳定性好;分子量分布指数<2.9,分子量分布指数体现分子量分布的宽窄,数值越小,分子量分布宽度越小,对纤维成型及性能特别是力学性能影响较大;二甘醇含量<0.8wt%,二甘醇(DEG)含量低,聚酯的纺丝加工性能好。专利技术机理:低粘聚酯的合成过程主要分为酯化反应和缩聚反应,本申请中催化剂是在缩聚反应开始后中间产物的平均聚合度达到8-17时加入的,一方面,酯化反应与缩聚反应之间有个过渡阶段,在此阶段酯化反应产生的小分子水未能脱除,容易造成催化剂发生水解,本专利技术在特定时间加入催化剂能有效避免催化剂与酯化反应产生的小分子水的接触,进而避免了由于催化剂水解导致的低本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.低粘聚酯的制备方法,其特征是:通过控制合成过程中催化剂的加入时机制得特性粘度为0.300‑0.500dL/g的低粘聚酯;所述催化剂是在缩聚反应的中间产物的平均聚合度达到8‑17时加入的。

【技术特征摘要】
1.低粘聚酯的制备方法,其特征是:通过控制合成过程中催化剂的加入时机制得特性粘度为0.300-0.500dL/g的低粘聚酯;所述催化剂是在缩聚反应的中间产物的平均聚合度达到8-17时加入的。2.根据权利要求1所述的低粘聚酯的制备方法,其特征在于,所述合成过程分为酯化反应和缩聚反应,所述缩聚反应的温度为260-273℃,所述催化剂为乙二醇锑,所述乙二醇锑的调制过程为:将乙二醇锑与乙二醇混合均匀并在混合过程中循环通入含水率小于200ppm的氮气或惰性气体。3.根据权利要求2所述的低粘聚酯的制备方法,其特征在于,所述混合均匀是在催化剂调制罐中进行的,催化剂调制罐的内部设有搅拌器,顶部和底部分别与氮气处理发生器和气体循环泵出口连通,氮气处理发生器用于产生氮气同时对氮气进行干燥处理,氮气处理发生器与气体循环泵入口连通。4.根据权利要求3所述的低粘聚酯的制备方法,其特征在于,所述调制过程结束后,乙二醇锑与乙二醇进入催化剂供应罐,所述催化剂供应罐的底部和顶部分别与液体循环泵的入口和出口连通。5.根据权利要求4所述的低粘聚酯的制备方法,其特征在于,所述酯化反应的原料为对苯二甲酸和乙二醇,对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.2-1.5,所述酯化反应的温度为235-245℃,时间为2-3h,压力为0.1-0.2MPa;所述缩聚反应的压力为100-200Pa。6.根据权利要求5所述的低粘聚酯的制备方法,其特征在于,所述低粘聚酯经...

【专利技术属性】
技术研发人员:姬洪宋明根张永久于贺喜张玉梅陈康邹家熊甘宇
申请(专利权)人:浙江尤夫高新纤维股份有限公司东华大学
类型:发明
国别省市:浙江,33

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