一种亲水聚酯及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子技术领域，具体地说，公开了一种亲水聚酯及其制备方法。本发明专利技术提供的亲水聚酯是由对苯二甲酸乙二醇酯低聚物和聚醚二醇在钛金属醇盐、多羟基化合物和磷化合物、位阻酚化合物和乙酸盐的协同作用下聚合得到。本发明专利技术利用多元的稳定剂体系抑制钛金属醇盐对副反应的催化作用，所得的亲水聚酯不易黄变、成型加工过程中特性粘度降变小，同时还具有绿色环保、无重金属污染、色相优异、可纺性和热稳定性良好的特点。

A hydrophilic polyester and its preparation method

The invention belongs to the field of polymer technology, in particular, discloses a hydrophilic polyester and a preparation method thereof. The hydrophilic polyester provided by the present invention is synthesized by the synergistic action of ethylene glycol terephthalate oligomer and polyether glycol under the synergistic action of titanium alkyl alcohol salts, polyhydroxy compounds and phosphorus compounds, steric phenol compounds and acetic salts. The invention uses a multi stabilizer system to inhibit the catalytic effect of titanium metal alcohol on the side reaction. The obtained hydrophilic polyester is not easy to yellowing, and the characteristic viscosity decreases in the forming process, and it also has the characteristics of green environmental protection, no heavy metal pollution, excellent color phase, spinnability and good thermal stability.

【技术实现步骤摘要】
一种亲水聚酯及其制备方法
本专利技术涉及高分子
，具体地说，涉及一种亲水聚酯及其制备方法。
技术介绍
聚酯纤维具有断裂强度高、形态稳定、挺括性好、抗皱免烫、易洗易干等优点，是一种比较理想的纺织纤维。但是由于聚酯分子链排列规整度高，缺乏羟基、氨基等吸湿性基团，只有极性较小的酯基；这些结构特性在赋予聚酯纤维优异的机械性能的同时，也给聚酯纤维带来了吸湿性低、织物穿着有湿闷感等缺点，大大降低了其服用舒适性。因此，提高聚酯纤维的亲水性能，改善其织物的导湿性能是目前差别化聚酯纤维产品开发的重要方向之一。目前，聚酯纤维的亲水改性方法主要有共聚改性、共混改性、异形截面纺丝和纤维表面后整理改性等。其中共聚改性法是将带有醚基、酰胺基、磺酸盐基等吸湿性基团的共聚单体引入到聚酯大分子链中，从而改善聚酯纤维的亲水性能。而改性过程中催化剂又起着至关重要的作用。聚酯生产中多采用锑系催化剂和钛系催化剂，锑系化合物虽然起到了良好的催化作用，但由于本身具有一定的毒性，容易对环境造成污染，不符合环保的理念，其使用受到限制。而钛系催化剂无毒害作用，符合环保的理念，但在聚合催化过程中，对副反应的催化作用明显，导致聚酯产品色相较差，容易泛黄。而在抑制聚酯泛黄方面，有些采用添加有机调色剂的方式进行调整，但效果不佳，影响纺丝性能。中国专利CN201210466302.9公开了一种亲水性聚酯及其制备方法，亲水性聚酯分子链中包含-COC6H4COOCH2CH2O-和链段，且两种链段的数量比例为100:0.1～2.0；特性粘度为0.5～0.85g/dl，熔融温度为210～265℃。该亲水聚酯的制备过程中，催化剂、稳定剂和抗氧剂在第一酯化反应前直接添加至浆料中，山梨醇和聚乙二醇在第二酯化反应前加入。由于聚合体系中催化剂金属离子对亲水聚酯热降解副反应具有较强的催化作用，且亲水改性剂山梨醇和聚乙二醇在第二酯化反应前加入导致其高温停留时间长，因此会使制备得到的亲水聚酯的色相b值较高、成型加工过程中特性粘度降较大。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种亲水聚酯及其制备方法。本专利技术采用无毒环保型钛金属醇盐作为催化剂，在封端剂多羟基化合物以及稳定剂磷化合物、位阻酚化合物、乙酸盐的协同作用下，解决了亲水聚酯易黄变、成型加工过程中粘度降变大的问题。本专利技术的亲水聚酯不易黄变、成型加工过程中特性粘度降变小，同时还具有绿色环保、无重金属污染、色相优异、可纺性和热稳定性良好的特点。为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：本专利技术的第一目的是提供一种亲水聚酯，所述亲水聚酯是由对苯二甲酸乙二醇酯低聚物和聚醚二醇在钛金属醇盐、多羟基化合物和磷化合物、位阻酚化合物和乙酸盐的协同作用下聚合得到。本专利技术将含有强吸湿性官能团—醚键的聚醚二醇的引入到聚对苯二甲酸乙二醇酯分子主链中，从而赋予了制备得到的亲水聚酯优异的亲水性能，通过调节聚醚二醇的添加量可以调控亲水聚酯的亲水性能。采用无毒环保型钛金属醇盐作为催化剂赋予了制备得到的亲水聚酯突出的绿色环保特性。采用多羟基化合物作为封端剂，可有效降低制备得到的亲水聚酯的端羧基含量，抑制了引发亲水聚酯特性粘度降变的酸解副反应的发生，提高了稳定性。预缩聚反应过程中，主要副反应是酯基降解反应为主。采用磷化合物、位阻酚化合物和乙酸盐三元复合稳定剂体系，可通过与催化剂的钛离子的配位络合作用有效抑制钛金属醇盐催化剂对亲水聚酯热降解副反应的催化作用，从而使得到的亲水聚酯具有良好的色相和热稳定性。更具体的，磷化合物、位阻酚化合物和乙酸盐是三协协同的复合稳定剂体系，复合稳定剂与钛离子通过配位络合反应形成稳定的新的离子，该离子对亲水聚酯的热降解副反应的催化活性较钛离子显著降低。进一步的方案，相对于亲水聚酯的重量，所述聚醚二醇的添加量为3～20wt％，所述钛金属醇盐的添加量为10～150ppm、所述多羟基化合物的添加量为50～1000ppm，所述磷化合物的添加量为3～1500ppm、所述位阻酚化合物的添加量为15～1500ppm、所述乙酸盐的添加量为10～100ppm。本专利技术所述的亲水聚酯的玻璃化转变温度和熔点均只有一个，表明添加的聚醚二醇在缩聚过程中已嵌入到聚对苯二甲酸乙二醇酯分子主链中，而且聚醚二醇链段与聚对苯二甲酸乙二醇酯链段具有较好的相容性，没有发生明显的相分离。进一步的方案，所述亲水聚酯的色相b值不高于8、二甘醇含量不高于1.2％、端羧基含量不高于15mol/t，特性粘度为0.5～1.0dL/g，熔点为220～255℃，表面水接触角为50～80°。进一步的方案，所述的聚醚二醇选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇中的至少一种；所述钛金属醇盐选自钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯、钛酸四叔丁基酯中的至少一种；所述多羟基化合物选自丙三醇、三羟基丙烷、季戊四醇、双季戊四醇中的至少一种；所述的磷化合物选自亚磷酸三苯酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双[2-甲基-4,6-二(1,1’-二甲基乙基)苯酚]磷酸乙基酯、二(2，4-二对异丙基苯基)季戊四醇双亚磷酸酯中的至少一种；所述位阻酚化合物选自N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1010、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的至少一种；所述乙酸盐选自乙酸钠、乙酸镁、乙酸钙、乙酸锰、乙酸锌、乙酸钴中的至少一种。本专利技术的第二目的是提供一种上所述的一种亲水聚酯的制备方法，包括配料、酯化反应、预缩聚反应和终缩聚反应，其中，在进行预缩聚反应前，采用在线添加的方式添加聚醚二醇以及多羟基化合物、磷化合物、位阻酚化合物、乙酸盐和钛金属醇盐多元混合乙二醇溶液，与酯化反应后得到的对苯二甲酸乙二醇酯低聚物混合。具体地说，所述的制备方法包括如下步骤：(1)将对苯二甲酸和乙二醇按照一定摩尔比配制成浆料；(2)将浆料连续加入到酯化系统内进行酯化反应，得到对苯二甲酸乙二醇酯低聚物；(3)将对苯二甲酸乙二醇酯低聚物经换热器调节温度至200～250℃后与在线添加的聚醚二醇以及钛金属醇盐、多羟基化合物、磷化合物、位阻酚化合物和乙酸盐的混合溶液混合均匀，然后进入预缩聚系统进行预缩聚反应，得到亲水聚酯预聚物；(4)将步骤(3)制备得到的亲水聚酯预聚物直接加入终缩聚系统进行终缩聚反应，得到亲水聚酯熔体；(5)将步骤(4)制备得到亲水聚酯熔体经过过滤后冷却固化，制得亲水聚酯切片。步骤(1)中，将对苯二甲酸和乙二醇按照摩尔比1:1.05～2配制成浆料。进一步的方案，步骤(2)中所述的对苯二甲酸乙二醇酯低聚物的聚合度为1～8，步骤(3)中所述的聚醚二醇的分子量为200～8000。进一步的方案，步骤(3)中在线添加的为多羟基化合物、磷化合物、位阻酚化合物、乙酸盐和钛金属醇盐的混合乙二醇溶液，其中乙二醇的含量为90～99.5wt％；所述多羟基化合物、磷化合物、位阻酚化合物、乙酸盐和钛金属醇盐的混合乙二醇溶液的配置反应温度为80～180℃、反应时间为0.5～3h。本专利技术中将催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种亲水聚酯，其特征在于，所述亲水聚酯是由对苯二甲酸乙二醇酯低聚物和聚醚二醇在钛金属醇盐、多羟基化合物和磷化合物、位阻酚化合物和乙酸盐的协同作用下聚合得到。

【技术特征摘要】
1.一种亲水聚酯，其特征在于，所述亲水聚酯是由对苯二甲酸乙二醇酯低聚物和聚醚二醇在钛金属醇盐、多羟基化合物和磷化合物、位阻酚化合物和乙酸盐的协同作用下聚合得到。2.根据权利要求1所述的一种亲水聚酯，其特征在于，相对于亲水聚酯的重量，所述聚醚二醇的添加量为3～20wt％，所述钛金属醇盐的添加量为10～150ppm、所述多羟基化合物的添加量为50～1000ppm，所述磷化合物的添加量为3～1500ppm、所述位阻酚化合物的添加量为15～1500ppm、所述乙酸盐的添加量为10～100ppm。3.根据权利要求1或2所述的一种亲水聚酯，其特征在于，所述亲水聚酯的色相b值不高于8，端羧基含量不高于15mol/t，特性粘度为0.5～1.0dL/g，二甘醇含量不高于1.2％，熔点为220～255℃，表面水接触角为50～80°。4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种亲水聚酯，其特征在于，所述的聚醚二醇选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇中的至少一种；所述钛金属醇盐选自钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯、钛酸四叔丁基酯中的至少一种；所述多羟基化合物选自丙三醇、三羟基丙烷、季戊四醇、双季戊四醇中的至少一种；所述的磷化合物选自亚磷酸三苯酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双[2-甲基-4,6-二(1,1’-二甲基乙基)苯酚]磷酸乙基酯、二(2，4-二对异丙基苯基)季戊四醇双亚磷酸酯中的至少一种；所述位阻酚化合物选自N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1010、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的至少一种；所述乙酸盐选自乙酸钠、乙酸镁、乙酸钙、乙酸锰、乙酸锌、乙酸钴中的至少一种。5.一种如权利要求1-4任意一项所述的一种亲水聚酯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将对苯二甲酸和乙二醇按照一定摩尔比配制成浆料；(2)将浆料连续加入到酯化系统内进行酯化反应，得到对苯二甲酸乙二醇酯低聚物；(3)将对苯二甲酸乙二醇酯低聚物经换热器调节温度至200～250℃后与在线添加的聚醚二醇以及钛金属醇盐、多羟基...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱志成，钟淑芳，李志勇，金剑，刘玉来，杨喆，陈伟，
申请(专利权)人：中纺院天津科技发展有限公司，中国纺织科学研究院，
类型：发明
国别省市：天津,12