一种聚酯、树脂组合物、熔喷纤维、复合熔喷纤维、复合薄片、滤网和隔音材料制造技术

本发明专利技术提供一种聚酯、树脂组合物、熔喷纤维、复合熔喷纤维、复合薄片、滤网和隔音材料，该聚酯具有超高流动性和长期稳定性。该聚酯可为聚对苯二甲酸丁二酯、另一种脂肪族聚酯或另一种芳香族聚酯，其特性黏度小于0.6dL/g，羧端基含量为15meq/kg或更小，并且在250℃下其熔体体积流动速率(MVR)大于400cm

【技术实现步骤摘要】
一种聚酯、树脂组合物、熔喷纤维、复合熔喷纤维、复合薄片、滤网和隔音材料
本专利技术涉及具有改善性能的聚酯，其可加工成均匀的细纤维以应用于各种产业。
技术介绍
在熔喷制程中，通过将熔融的聚合物通过模头挤出，然后通过高温且高速的气流使所得到的长丝抽长(attenuating)，以形成非织造纤维网。由此制程所产生的纤维可收集在输送带上，该纤维在输送带上冷却的过程中可能会相互黏合在一起，从而形成具有阻隔性能的纤维网。熔喷纤维通常由聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺和聚氨酯制成。常用的聚酯聚合物不适用于制造细的熔喷纤维。例如，常用的聚对苯二甲酸丁二酯(polybutyleneterephthalate,PBT)结晶快速，通常造成成型周期短且相对易碎的纤维网。然而，改善流动性可有效地制造更细的纤维。早期，部分研究者致力于尝试将添加剂加入至聚合物树脂组合物中以改善聚酯的流动性，然而，加入添加剂会导致纤维的直径分布变宽-熔喷纤维的厚度变得分散。有其他研究者尝试生产具有高流动性的聚酯，但未能获得长期稳定的流动性。这些聚酯随着时间逐渐失去流动性，因此无法产生直径分布集中的熔喷纤维。因此，需要一种具有持续的高流动性的聚酯。进一步亦需要一种具有集中的精细厚度的熔喷聚酯纤维，以及一种具有精细孔径并表现出良好阻隔性能的熔喷纤维复合结构。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有高流动性和稳定性的聚酯，及一种基于该聚酯的具有高流动性和稳定性的聚酯树脂组合物。所述的聚酯可为聚对苯二甲酸丁二酯(polybutyleneterephthalate,PBT)、聚间苯二甲酸丁二酯(polybutyleneisophthalate,PBI)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate,PET)、聚间苯二甲酸乙二酯(polyethyleneisophthalate,PEI)、聚对苯二甲酸丙二酯(polypropyleneterephthalate,PPT)、聚间苯二甲酸丙二酯(polypropyleneisophthalate,PPI)、聚对苯二甲酸丙二酯(polytrimethyleneterephthalate,PTT)、热塑性聚醚酯弹性体(thermoplasticpolyetheresterelastomer,TPEE)或脂肪族聚烷伸苯基酯(aliphaticpolyalkylenephenyleneesters)或聚烷伸苯基酯醚(polyalkylenephenyleneesterether)；其该聚酯的特性黏度(intrinsicviscosity,IV)为0.6dL/g或更低、在250℃和2.16kg负载下的熔体体积流动速率(meltvolumerate,MVR)大于400cm3/10min、具有一羧端基(carboxylicendgroup,CEG)含量相对于该聚酯的重量为15meq/kg或更少、一黏度在245℃和剪切速率1000s-1下测得小于75Pa·s、一色坐标b*在CIELAB颜色标度(CIELABcolorscale)上介于0和1.2之间或其组合；并且其MVR、熔体流动速率(meltflowrate)或熔体指数(meltindex)随时间产生的变化不大，其特征在于随时间推移进行测量时，标准偏差相对于平均值小于4％。在一些实施例中，该聚酯通过在一受控环境下对1,4-丁二醇(1,4-butanediol,BDO)和对苯二甲酸(terephthalicacid,PTA)进行聚缩合来生产，其中该受控环境可调节混合马达电流、齿轮泵马达电流、液位、温度及/或压力。本专利技术的聚酯或其树脂组合物可产生具有一均匀厚度的微细纤维。在可比条件下，本专利技术相较于常用聚酯所制备的纤维，具有的直径更小，且分布更集中。例如，由PBT树脂制备的熔喷纤维，其具有低于0.6dL/g的IV，以及在250℃和2.16kg负载下为400cm3/10min的高且稳定的MVR，该MVR随时间变化的标准偏差相对于平均值小于4％，该熔喷纤维可加工成具有下述特性的纤维：直径为1.46±0.23μm、每基础重量20g/m2在横跨机械方向的强度为0.30kgf或更大，以及每基础重量20g/m2在机械方向的强度为0.35kgf或更大，或者该熔喷纤维的特征在于符合具有一形状参数α为8.5且尺度参数β小于0.2的伽玛分布(Gammadistribution)。相较于以常用PBT树脂所制备的纤维，由本专利技术的PBT树脂制成的纤维具有直径分布集中的特性、小的直径尺寸、强度及/或拉伸能力方面的优势。基于本专利技术的具有高流动性和稳定性的聚酯，本专利技术还提供该纤维的一种薄片、一种网或一种复合结构。在许多实施例中，相较于以常用聚酯树脂所制成熔喷纤维的非织物(或称不织布)，本专利技术聚酯的熔喷纤维形成具有较小孔径的非织物，并且表现出更高的过滤效率。于一实施例中，该熔喷纤维的非织物具有约10μm的平均孔径和小于20μm的最大孔径。附图说明图1示出通过PTA与BDO的酯化和预聚缩合形成一预聚合物的示例性制程示意图。将催化剂和BDO的混合物及含有PTA和BDO的糊料送入反应容器中进行酯化。两步(two-step)酯化反应(称“酯化-1”和“酯化-2”)分别在两个连接有齿轮泵140的反应容器(100和120)中进行，或在一个容器中以两种不同酯化条件进行。第一步骤或条件是将反应物转化为具有一羧端基(CEG)含量小于300meq/kg的混合物，第二步骤或条件是使CEG含量小于50meq/kg。随后，将所得到的混合物预聚缩合(例如在另一个容器130中进行)，并通过齿轮泵142转移，得到一特性黏度(IV)为0.21dL/g至0.33dL/g，且CEG含量小于15meq/kg的预聚合物。图2示出以图1所示的预聚合物制备聚酯树脂的示例性制程示意图。使一IV为0.21dL/g至0.33dL/g且CEG含量小于15meq/kg的预聚合物通过过滤器150以除去焦炭及/或焦聚合物，并送入缓冲槽160中，然后通过齿轮泵144转移到混合器170中进行聚缩合。混合器170连接至马达180、齿轮泵190和黏度计200，其中良好地控制马达180和齿轮泵190的电流及混合器170中的搅拌，以使混合器170中反应的黏度保持在特定的黏度下，例如75Pa·s(在245℃和剪切速率1000s-1下测量)，标准偏差<1。使所得到的聚缩合组合物通过过滤器152以除去焦炭及/或焦聚合物，然后通过分配阀210并使用切粒机220切割，得到一聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)树脂，其IV小于0.6dL/g，CEG含量小于10meq/kg，且在250℃和2.16kg负载下测量的熔体体积流动速率(MVR)为大于400cm3/10min，该MVR的标准偏差小于平均MVR的4％，意味着其随着时间变化仍维持稳定。图3为使用图2的PBT树脂在一组参数(即条件A，详述于下文)下通过熔喷所制备纤维的扫描式电子显微镜影像。图4示出110根图3的纤维(即以本专利技术的PBT树脂制成的纤维)的横截面直径(或厚度)分布直方图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酯，其特征在于，具有特性黏度小于0.6dL/g，以及在250℃和2.16kg负载下测量的熔体体积流动速率大于400cm

【技术特征摘要】
20191210 US 16/709,6021.一种聚酯，其特征在于，具有特性黏度小于0.6dL/g，以及在250℃和2.16kg负载下测量的熔体体积流动速率大于400cm3/10min。


2.如权利要求1所述的聚酯，其特征在于，该熔体体积流动速率在两或多个不同时间测量下，具有一平均值及一标准偏差，并且相对于该平均值，该标准偏差小于4％。


3.如权利要求1所述的聚酯，其特征在于，该聚酯具有一羧端基含量及/或一黏度，该羧端基含量相对于该聚酯的重量为15meq/kg或更低，该黏度在245℃和剪切速率1000s-1下测量为小于75Pa·s。


4.如权利要求3所述的聚酯，其特征在于，该羧端基含量相对于该聚酯的重量为15meq/kg或更低及/或该黏度在245℃和剪切速率1000s-1下测量为小于30Pa·s。


5.如权利要求1所述的聚酯，其特征在于，该聚酯选自由聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丙二酯及热塑性聚醚酯弹性体所组成的群组，其中热塑性聚醚酯弹性体包含聚酯和聚醚的嵌段共聚物。


6.如权利要求1所述的聚酯，其特征在于，该聚酯在CIELAB颜色标度上的色坐标b*介于0和1.2之间。


7.如权利要求1所述的聚酯，其特征在于，该特性黏度介于0.45至0.6dL/g之间。


8.如权利要求1所述的聚酯，其特征在于，该熔体体积流动速率在250℃和2.16kg负载下测量为大于450cm3/10min。


9.如权利要求1所述的聚酯，其特征在于，该聚酯为聚对苯二甲酸丁二酯，并且具有一特性黏度介于0.45至0.6dL/g之间，在250℃和2.16kg负载下测量的一熔体体积流动速率为介于400至1200c...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛博帆，黄才榜，林永昇，
申请(专利权)人：长春人造树脂厂股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71