一种低熔点聚酯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及聚酯材料领域，公开了一种低熔点聚酯及其制备方法，该低熔点聚酯包括重量份包括以下原料：对苯二甲酸100份，乙二醇40~65份，低熔点改性剂0.01~1份，催化剂0.02~0.12份。本发明专利技术只需要添加极其少量的改性剂即可有效降低聚酯的熔点，同时不影响聚酯的热稳定性和可纺性，合成所得聚酯可用于纤维纺丝，并且所得的纤维比常规纤维的断裂伸长率更高，染色性能更好。

A low melting point polyester and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种低熔点聚酯及其制备方法
本专利技术涉及聚酯材料领域，具体涉及一种低熔点聚酯及其制备方法。
技术介绍
低熔点纤维与非织造布可通过热粘法直接粘合，相比于传统的水基胶黏剂粘接的方法更加环保便利，因此，一直是化纤行业内差别化产品开发的一个重要方向。PET聚酯纤维的熔点约260℃，相对较高，不仅增加了纺丝过程的能耗，在后续加工过程中也带来了更高的技术难度。现有制备低熔点聚酯的方法主要有两种：(1)添加第三单体合成共聚酯，例如加入无规异构单体包括间苯二甲酸、邻苯二甲酸及其衍生物，这种方法能有效降低结晶度和熔点，但为了达到效果，第三单体添加量普遍较高，导致聚酯熔体的可纺性变差，对纺丝和纤维后续混纺效果易造成干扰和影响。因此，目前大多数的低熔点聚酯无法用于纤维的生产(只能用作其他聚酯产品的原料)。(2)另一种方法是单体的替代，如用1，3-丙二醇(PDO)替代乙二醇得到的PTT聚酯的熔点约225℃，靠增加柔性链段的长度来降低结晶度和熔点。然而，PDO在国内尚未实现大规模工业化，目前产量无法满足作为单体的需求。同时，以上两种方法均对PET聚酯的化学成分进行了较大改变，造成了成本的增加或工艺的复杂化。CN103102473提供了一种制备低熔点PET共聚酯的方法，其加入的间苯二甲酸衍生物含量为共聚酯的10～30％，其结晶度低透明性好，主要应用于注塑品的制造。CN104119521也采用了类似的方法，其添加了1～20％重量比的C6～C10二元酸和/或C5～C10二元醇第三单体，通过增加线性嵌段降低结晶性能和熔点，可用于纺造纤维产品和无纺布，考虑到柔性链过长会造成熔体强度下降，该方法得到的产品其纺丝性能存在风险。CN105063797提供了一种制备聚酯复合纤维的方法，通过加入聚醚嵌段合成低熔点共聚物，纺丝得到常规聚酯为芯层、共聚物为皮层的低熔点聚酯复合纤维。综上所述，单一组分或添加组分含量极低的低熔点PET聚酯纤维目前尚未有报道。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种低熔点聚酯及其制备方法。本专利技术只需要添加极少量的改性剂即可显著降低聚酯的熔点，同时不影响聚酯的热稳定性和可纺性，合成所得聚酯可用于纤维纺丝，并且所得的纤维比常规纤维的断裂伸长率更高，染色性能更好。本专利技术的具体技术方案为：一种低熔点聚酯，按重量份包括以下原料：对苯二甲酸100份，乙二醇40～65份，低熔点改性剂0.01～1份，催化剂0.02～0.12份。所述低熔点改性剂选自双(三羟甲基)丙烷、双季戊四醇、二羟甲基丙酸和乙氧基化季戊四醇中的一种或多种。本专利技术团队在研究中发现，在聚酯合成过程中只需添加微量的上述低熔点改性剂，就能使聚合物形成特殊的长支链化结构，使得聚酯分子规整性下降，结晶度降低，结晶速率减慢，从而显著降低聚酯的熔点，最低可到达225℃水平。其添加量远远少于现有技术中用于降低聚酯熔点的改性单体，同时本专利技术低熔点改性剂的添加不会影响聚酯熔体的可纺性，合成所得聚酯的纺丝温度明显低于常规聚酯。本专利技术之所以能够实现微量低熔点改性剂下的良好效果，是因为所选的上述几种低熔点改性剂具有多元官能团结构，对聚合物进行支化改性从而形成无规结构，降低结晶度。更重要的是，相比于常用的季戊四醇、三羟甲基丙烷、均苯四甲酸酐等多官能团支化剂，本专利技术所述几种低熔点改性剂分子中各官能团的间距较大，与聚酯PET单体反应形成支化结构的空间位阻减小，同等官能团摩尔量条件下能够形成更多的长支链结构，因此，所得聚合物的熔点又进一步降低。所述聚酯PET的熔点随着低熔点改性剂添加量增加而降低。但需要注意的是，改性剂含量不宜过高，否则，反应速率过快，难以稳定控制，且易发生交联，导致产物难以出料，并对反应釜造成损伤。作为优选，低熔点改性剂为0.1～0.6份。作为优选，所述催化剂选自乙二醇锑、三氧化二锑、醋酸锑中的一种或多种。一种低熔点聚酯的制备方法，包括以下步骤：1)酯化反应：将对苯二甲酸、乙二醇与低熔点改性剂、催化剂一同加入预热的聚合反应釜中，搅拌混合均匀。在惰性气保护下加压并升温进行酯化反应，直至出水结束。2)缩聚反应：抽真空，同时升温进行预缩聚反应，然后进行终缩聚反应，反应后出料并切粒，制得低熔点聚酯切片。本方法所制备的聚酯切片特性粘度在0.60～0.90dl/g的范围内，只需调节反应条件即可达到常规聚酯纤维0.64～0.68dl/g的水平。其熔点范围是225～245℃，可根据低熔点改性剂种类、浓度和反应时间进行调节，但其熔点均大大低于常规聚酯纤维的熔点260℃。作为优选，步骤1)中，聚合反应釜的预热温度为50-100℃，搅拌时间为10-30min。作为优选，步骤1)中，酯化反应温度为220～260℃、压力为0～0.35MPa。作为优选，步骤2)中，抽真空30-90min至绝对压力1000Pa以下，预缩聚温度为260～280℃。作为优选，步骤2)中，终缩聚温度为265～285℃，压力为0～300Pa，反应时间为10-120min。与现有技术对比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术显著降低了聚酯的熔点，配方简单且低熔点改性剂的含量极低，不影响产物的热稳定性和可纺性。同时，增强了流动性，提高了纺丝速度。(2)本专利技术可通过调节低熔点改性剂浓度、种类、反应时间，实现产物粘度、熔点的可控，对应不同的应用领域，使生产和加工变得更加灵活。其中熔点较高的可用吹塑、注塑等成型方法制成瓶、膜、板、片材等，相比于常规瓶级切片减少了第三单体加入和固相增粘的过程，更为简单便捷。熔点较低的可用于纤维级纺丝，因其支化结构带来的良好流动性，其纺丝速度和断裂伸长率均高于常规纤维。同时，其熔点较低，相应的纺丝温度能够降低10～20℃。所纺纤维的染色性能良好。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。总实施例一种低熔点聚酯，按重量份包括以下原料：对苯二甲酸100份，乙二醇40～65份，低熔点改性剂0.01～0.5份，进一步优选为0.1～0.6份，催化剂0.02～0.12份(乙二醇锑、三氧化二锑或醋酸锑)。所述的低熔点改性剂选自双(三羟甲基)丙烷、双季戊四醇、二羟甲基丙酸和乙氧基化季戊四醇中的一种及以上。一种低熔点聚酯的制备方法，包括以下步骤：1)酯化反应：将对苯二甲酸、乙二醇与低熔点改性剂、催化剂一同加入50-100℃预热的聚合反应釜中，搅拌10-30min混合均匀；在惰性气保护下加压并升温，在220～260℃、压力为0～0.35MPa下进行酯化反应，直至出水结束。2)缩聚反应：抽真空30-90min至绝对压力1000Pa以下，同时升温进行预缩聚反应，预缩聚温度为260～280℃。然后在265～285℃、0～300Pa下进行终缩聚反应10-120min，反应后出料并切粒，制得低熔点聚酯。实施例1将664g对苯二甲酸、310g乙二醇、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低熔点聚酯，其特征在于：按重量份包括以下原料：/n对苯二甲酸100份，/n乙二醇40~65份，/n低熔点改性剂0.01~1份，/n催化剂0.02~0.12份；/n所述的低熔点改性剂选自双（三羟甲基）丙烷、双季戊四醇、二羟甲基丙酸和乙氧基化季戊四醇中的一种或多种。/n

【技术特征摘要】
1.一种低熔点聚酯，其特征在于：按重量份包括以下原料：
对苯二甲酸100份，
乙二醇40~65份，
低熔点改性剂0.01~1份，
催化剂0.02~0.12份；
所述的低熔点改性剂选自双（三羟甲基）丙烷、双季戊四醇、二羟甲基丙酸和乙氧基化季戊四醇中的一种或多种。


2.如权利要求1所述的低熔点聚酯，其特征在于，低熔点改性剂为0.01~0.6份。


3.如权利要求1所述的低熔点聚酯，其特征在于，所述催化剂选自乙二醇锑、三氧化二锑和醋酸锑中的一种或多种。


4.一种如权利要求1-3之一所述低熔点聚酯的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）酯化反应：将对苯二甲酸、乙二醇与低熔点改性剂、催化剂一同加入预热的聚合反应釜中，搅拌混合均匀；在惰性气保护下加压并升...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉启迪，陈逸飞，
申请(专利权)人：浙江恒澜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33