水解稳定性改进的取向聚酯制品的制造方法技术

水解稳定性改进的取向聚酯制品的制造方法，包括将聚酯树脂与（ａ）可以是烷氧基封端的聚亚烷基二醇和（ｂ）另一可选的缩水甘油醚、碳化二亚胺、乙烯酮亚胺、环乙亚胺或异氰酸酯混合料进行共混，加热形成熔体，然后将熔体成型为取向制品。（*该技术在2017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。长期以来聚酯树脂用于取向制品(诸如单丝、纤维、薄膜和模塑制件和容器等)的生产。这些树脂和由它们制成的制品一般具有良好的物理性能。然而，已知大多数聚酯在湿氛围中加热时，表现出某种程度的水解不稳定性。在这些条件下，由于聚合物链的降解，聚酯材料的物理性能可能受到中度或严重的损失。一个实例是在聚酯单丝用于造纸机的机织织物中时发生该降解问题。这些织物用作滤器和用作将木浆浆料通过干燥机部分的传送带。在这些条件下，可能发生水解降解，由此严重限制了织物的使用寿命。人们知道，通过将聚酯与环氧树脂混合料反应可以提高聚酯织物的水解稳定性，例如Korver的美国专利4,071,504、东德公开中请DD249485和日本专利申请公告JP 57161124中所描述的。然而，已知环氧树脂与聚酯的反应很慢，对生产率具有不利影响。Bhatt在公开的国际申请WO 83/1253中揭示了通过加入将某些预掺混到另一热塑性材料中的聚酯稳定剂可以提高聚酯单丝的水解稳定性。推荐的稳定剂为碳化二亚胺。然而，通常不想加入诸如碳化二亚胺之类的材料，因为它们的毒性高并且费用高。此外，混入稳定剂的热塑性材料可能对聚酯制品的其它性能产生不利影响。因此、需要水解稳定性改进的取向聚酯制品的生产方法，该方法快，并且不对其它性能产生不利影响。本专利技术提供，所述方法包括(a)将聚酯与以下混合料共混(i)聚酯树脂重量的0.00005-0.03摩尔％的第一混合料，选自聚亚烷基二醇、烷氧基封端的聚亚烷基二醇和它们的混合物；(ii)聚酯树脂重量的0-3重量％的第二混合料，选自缩水甘油醚、碳化二亚胺、乙烯酮亚胺、环乙亚胺和异氰酸酯，以形成共混聚酯；(b)加热步骤(a)的共混聚酯，形成熔体；(c)将步骤(b)的熔体成型为取向制品其中步骤(a)和(b)可以同时进行。材料用于本专利技术的聚酯树脂包括那些热塑性树脂，它们容易挤塑，形成单丝、纤维、薄膜或模塑制品。这类聚酯由芳族二酸和二醇衍生而来。适宜的芳族二酸实例包括对笨二甲酸、间苯二甲酸和萘二甲酸或它们的组合。适宜的二醇实例包括2-8个碳原子的链烷二醇和环己二醇等，前者可以进一步用乙基、甲基或丁基基团、取代。适宜的聚酯实例包括聚对笨二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、PET的共聚物、PBT的共聚物和PEN的共聚物。推荐的聚酯树脂是PET。聚酯和共聚酯可以用本领域众所周知的常规聚酯化步骤生产。可以通过酸的直接聚酯化、或通过用酸酯进行酯交换形成聚酯和共聚酯，例如PET可以通过用对苯二甲酸直接酯化，或通过乙二醇和对苯二甲酸二甲酯之间的酯交换，由乙二醇形成。本专利技术需要聚酯的特性粘度(I.V.)高，即为大约0.58-1.1，最好为0.8-0.95。最好通过熔融相聚合，随后可以进行常规的固态聚合获得高I.V.。为改进聚酯的水解稳定性而加入的第一混合料为聚亚烷基二醇或烷氧基封端的聚亚烷基二醇。令人惊讶和意想不到的是，这些亲水性混合料、通常为水溶性的混合料增加聚酯的水解稳定性。这些混合料具有以下分子式R-O-x-R其中R为氢或1-5个碳原子的烷基，n为2-5的数，而x至少为3。这些混合料的重均分子量一般为200-20,000，最好为300-8000。适宜的第一混合料实例包括聚乙二醇、甲氧基和乙氧基封端的聚乙二醇、聚丙二醇、甲氧基和乙氧基封端的聚丙二醇。推荐的第一混合料为甲氧基封端的聚乙二醇，其分子量为2000-8000。第一混合料的加入量为大约聚酯树脂重量的0.00005-0.03摩尔％。这里摩尔％定义为每克聚酯树脂对应的混合料摩尔数乘以100。混合料的量最好为0.0001-0.003摩尔％。第一混合料的加入量也可以根据聚酯中残留酸基团的数确定。第一混合料的量通常为每毫当量(meq)羧基基团0.01-30毫摩尔(mmoles)。第一混合料的量最好为0.03-10毫摩尔/毫当量COOH。有时需要将第二混合料加入聚酯树脂中，以改进水解稳定性。可以加入的混合料类型实例包括缩水甘油醚、碳化二亚胺、乙烯酮亚胺、环乙亚胺和异氰酸酯。推荐的第二混合料是聚碳化二亚胺。第二混合料的加入量为聚酯树脂重量的0-3重量％。最好加入低于大约1重量％的第二混合料。在共混组合物中可以存其它常规的聚酯树脂添加剂在。这类添加剂包括氧化降解、热解和紫外光降解的稳定剂和抑制剂；润滑剂和脱模剂、包括染料和颜料在内的着色剂；特别是填料；核化剂等。方法在本专利技术方法中，第一混合料和可选的第二混合料与已聚合的聚酯树脂共混，形成共混聚酯。然后加热共混聚酯以形成熔体，熔体成型为所需的成品，即纤维或薄膜。聚酯树脂可以为粒状、片状，或可以为熔融状。第一混合料和可选的第二混合料可以为液体或固体。树脂和混合料的共混可以用本领域众所周知的多种方法完成。共混可以通过在一个封闭系统中熔融共混来进行。可以在高剪切设备中或常规单螺杆或多螺杆挤塑机中进行，其温度足以使树脂成为熔体流。例如，可以在多螺杆挤塑机，诸如一般具有2-5个捏合段和至少一个用来产生高剪切的反螺距的Werner Pfleiderer挤塑机中进行共混。或者，可以使用其它常规塑炼装置，诸如布拉本德辊炼机、班伯里辊炼机等。在最佳实施方案中，混合温度应该低于大约280℃，最好低于大约265℃，或者，通过干燥混合树脂和混合料，或通过将干燥树脂与液体混合料混合，可以完成共混。这可以在常规共混装置(诸如上述装置、轮转式干混机和其它搅拌装置等)中进行。树脂和混合料可以进行桶混，送入诸如挤塑机之类的塑炼装置中；或无论是液体、熔融固体还是粉末的混合料都可以分别送入装置中。或者，可以在聚合后和造粒前，通过将混合料注入聚酯熔体流并适当地混合，立刻将混合料加入聚酯中。共混聚酯可以在本方法的步骤(b)和(c)之前成型为粒料。这通常通过将共混物送入诸如多螺杆挤塑机之类的装置中，加热并挤塑，成型为粒料。或者，树脂和第一混合料的混合可以在同一装置中，即用来制造成品的挤塑机中进行。在某些情况下，将第一混合料加入聚酯树脂中可能引起聚酯树脂分子量的降低，这可通过粘度的降低得到证明。我们发现可以通过共混聚酯树脂的固态聚合来增加分子量。众所周知，固态聚合法可以用来增加缩合聚合物的分子量。将固体聚合物颗粒加热至聚合物的玻璃化转变温度以上，但低于熔点。这在真空中或在惰性气体(诸如氮气等)流中进行，以除去缩合反应的副产物。尽管不希望受到任何理论的约束，但我们感觉到，第一混合料与聚酯聚合物的末端官能团发生了反应，这可从其羧基值降低得到证明。由于一般认为聚合物的末端官能团必须是未封闭的，以便进行固态聚合，因此令人惊讶和意想不到的是，通过固态聚合可以提高共混聚酯树脂的分子量。很明显，试验中有一个复杂的机制，使得耐水解性提高。在本方法的步骤(b)中，加热共混聚酯以形成熔体。这可以与共混步骤同时完成，特别是当共混步骤在挤塑机中进行时。或者，加热步骤可以与共混步骤分开。加热可以在挤塑机或其它常规混合装置中进行。温度应该足以使聚酯共混物成为熔体流。在共混步骤中，加热步骤中的温度应该优选低于大约270℃，更优选低于大约265℃。在步骤(c)中，聚酯熔体成型为取向制品。这类方法是本领域众所周知的，包括常规挤塑方法。本领域众所周知通过将聚合物通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
水解稳定性改进的取向聚酯制品的制造方法，所述方法包括：（ａ）将聚酯与以下混合料共混：（ｉ）聚酯树脂重量的０．００００５－０．０３摩尔％的第一混合料，选自聚亚烷基二醇、烷氧基封端的聚亚烷基二醇和它们的混合物；（ｉｉ）聚酯树脂重量的 ０－３重量％的第二混合料，选自缩水甘油醚、碳化二亚胺、乙烯酮亚胺、环乙亚胺和异氰酸酯，以形成共混聚酯；（ｂ）加热步骤（ａ）的共混聚酯，形成熔体；（ｃ）将步骤（ｂ）的熔体成型为取向制品其中步骤（ａ）和（ｂ）可以同时进行。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RG亨特尔，DL维斯约利，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]