一种常压阳离子易染聚酯切片的工业化连续式制造方法技术

本发明专利技术公开了一种常压阳离子易染(ECDP)聚酯切片的工业化连续式制造方法。包括：将含有钛系催化剂的乙二醇溶液、对苯二甲酸与乙二醇混合制备浆料；第一步酯化反应后，与第三、第四单体以及防醚剂混合，进行第二步酯化反应；酯化齐聚物与含有钛系、锑系催化剂的乙二醇、热稳定剂等混合后，再通过两步预聚反应和一步终聚反应，最终切粒获得ECDP聚酯切片。本发明专利技术生产出的常压阳离子易染聚酯切片具有产品质量稳定、均匀性好、可纺性好、热稳定性能佳等优点，可为后道印染提供易染环保的聚酯新产品。

【技术实现步骤摘要】
一种常压阳离子易染聚酯切片的工业化连续式制造方法
本专利技术涉及高分子合成材料
，具体涉及一种常压阳离子易染聚酯切片的工业化连续式制造方法。
技术介绍
涤纶聚酯产品作为一种高聚合体，因其分子特殊的结构性能，由其制作的面料具有牢固、挺括、耐磨和尺寸稳定等优异性能。涤纶聚酯作为面料已经得到广泛的使用，但由于常规聚酯纤维结构致密，聚酯纤维存在染色性差的突出缺点。聚酯纤维在后加工过程中，一直存在着染色性和色牢度差、染色过程中能耗高、染料损失大、环境污染大等难题。而阳离子可染聚酯(CDP)，是指在聚酯大分子链中加入一种第三单体，将1，3-二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠(SIPE)与PET共聚形成一种改性的共聚体。由于这种纤维中存在-SO3Na基团使其在与阳离子染料的亲和力提高，染色性和色牢度得到改善。常压阳离子易染聚酯(ECDP)，是在阳离子可染聚酯(CDP)的基础上再引入一个聚醚型柔性链段，使PET大分子的规整性下降，结晶度随之降低，玻璃化转变温度降低，纤维空隙增大，实现常温常压的染色条件。ECDP纤维不久解决了涤纶纤维的染色问题，而且在产品的多样化开发、节能环保等方面具有广阔的应用前景。在专利“一种常压阳离子染料可染聚酯及其生产方法和用途(CN107474231A)”中，公开了一种常压阳离子染料可染聚酯及其生产方法和用途。主要由芳香族二元酸或其酯化衍生物、脂肪族二元醇、聚亚烷基二醇及带有金属磺酸盐基团的芳香族二元酸或其酯化衍生物在可溶性催化剂作用下共聚而成。该专利虽然可以实现常压阳离子染料可染聚酯的生产，但其仅仅适用于小规模、间歇性/半连续生产，未解决工业化连续大生产的难题，同时催化剂、添加剂种类及类型与本专利技术也差异较大。在专利“一种常压阳离子可染聚酯纤维的制备方法(CN107541803A)”中，公开了一种常压阳离子可染聚酯的制备方法。其制备方法为：首先将间苯二甲酸二甲酯-5-苯磺酸钠、乙二醇、催化剂和防醚剂混合后进行酯交换反应，反应结束后加入乙二醇和乙二醇钠进行调制，再将对苯二甲酸、乙二醇和催化剂混合后进行酯化反应，然后将酯交换反应结束后调制制得的产物和聚乙二醇加入己到达酯化反应终点的酯化反应体系中进行缩聚反应制得纺丝熔体，最后将纺丝熔体经计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得常压阳离子可染聚酯纤维。该专利虽然可以实现常压阳离子染料可染聚酯的生产，但其同样仅仅适用于小规模、间歇性生产，未解决工业化连续大生产的难题，同时设备、催化剂、添加剂种类及类型与本专利技术也差异较大。在专利“一种共聚型阻燃ECDP聚酯切片及其制备方法(CN107129567A)”中，公开了一种共聚型阻燃ECDP聚酯切片及其制备方法。制备方法是以PTA、EG、SIPM、PEG、CEPPA为主要原料，采用间歇式的4釜流程：一酯化、二酯化、预缩聚、终缩聚得到共聚型阻燃ECDP聚醋切片。该专利虽然能实现阻燃ECDP聚酯切片的生产，但其采用的是间歇式四釜流程，且产品为阻燃型ECDP，未解决工业化连续大生产的难题，同时产品、设备、催化剂、添加剂种类及类型与本专利技术也差异较大。在文献“阳离子染料可染共聚酯的制备及其结构性能的研究(博士学位论文，天津工业大学，2008)”文献中，也进行了阳离子染料可染共聚酯合成相关研究，首先合成了不同结构的醚型及酯型第四单体改性剂，寻找到了最佳的工艺条件，然后在对苯二甲酸(PTA)及乙二醇(EG)的基础上，加入第三单体间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠(SIPE)及所合成的各种第四单体改性剂，进行共聚反应，分别制得常规PET、CDP、醚型及酯型ECDP共聚酯。在文献“阳离子染料易染聚酯生产技术的开发(硕士学位论文，大连理工大学，2006)”文献中，以DMT(对苯二甲酸二甲酯)和EG(乙二醇)为主要原料，以醋酸锰为酯交换催化剂，以三氧化二锑为缩聚催化剂，通过添加适量的第三、第四单体进行阳离子染料易染聚酯生产技术开发的过程。在文献“阳离子易染共聚酯的热性能研究(合成纤维工业，2011年1月)”期刊论文中，在半连续大装置上合成了含第三单体间苯二甲酸乙二脂-5-磺酸钠(SIPE)，第四单体聚乙二醇(PEG)的阳离子易染共聚酯(ECDP)；采用热失重分析、差示扫描量热法对ECDP的热性能进行了研究，并对ECDP切片干燥和熔融过程的特性粘数降进行了测试。结果表明：随着PEG含量的增加，ECDP的热分解温度下降，玻璃化转变温度相应降低，而冷结晶温度和熔点则受SIPE和PEG的共同影响；随着PEG含量增加，ECDP熔体停留时间对熔体特性粘数降的影响增大；PEG含量高的ECDP应选择相对低的干燥温度和较长的停留时间，以保证干燥切片的质量。以上3篇文献均主要为实验研究，不能突破工业化连续大生产的难题。国内外虽然有大量企业可生产ECDP，但其生产模式依然主要为间歇式小批量生产，工业化连续式大生产问题一直未能得到很有效突破，主要存在着单体易自聚、系统易堵塞、整体质量差、批次间染色性能不稳定、产品可纺性和热稳定性能不佳等缺点。事实上，国内还鲜有生产商完全掌握ECDP工业化连续生产的核心技术。因而，加快ECDP产业的发展，突破工业化连续式大生产瓶颈，对推动我国聚酯产业结构调整升级和供给侧结构改革，替代进口产品，都具有重要的经济价值和战略价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种常压阳离子易染聚酯切片的工业化连续式制造方法。本专利技术通过在五万吨/年五釜工艺流程上进行生产研究，采用独有的工艺配方及工艺包，并对每个反应釜的反应聚合程度进行梯次分配，使得反应条件更为温和，可解决常压阳离子易染聚酯的工业化连续式大生产面临的单体易自聚、系统易堵塞、整体质量差、批次间染色性能不稳定等难题，生产出的常压阳离子易染聚酯切片具有产品质量稳定、染色性能强、均匀性好、可纺性好、热稳定性能佳等优点，可为后道印染提供易染环保的聚酯新产品，适应新时代日趋严格的环保形势的市场需求。本专利技术的技术方案具体如下：本专利技术提供了一种常压阳离子易染聚酯切片的工业化连续式制造方法，包括：(1)将对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)、钛系催化剂乙二醇溶液搅拌均匀，配置成浆料；其中，对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)的摩尔比控制在1∶(0.8～1.6)；(2)将步骤(1)配制的浆料注入第一酯化反应釜，在温度为250～280℃、表压为0.04～0.12MPa的条件下进行第一步酯化反应，控制反应停留时间1.0～3.0h或第一酯化物酯化率达到90％及以上时终止反应，得第一酯化物；(3)第一酯化物进入第二酯化釜后，低温注入第三单体、第四单体和防醚剂，在表压为0.01～0.08MPa，温度为220～260℃的反应条件下进一步进行酯化反应，控制反应停留时间0.8～2.2h或酯化率达到94％及以上时终止反应，得到第二酯化物；其中，所述第三单体在最终制得的ECDP聚酯切片中的占比为1.5～5.0wt％；所述第四单体的添加量在最终制得的ECDP聚酯切片中占比为0.5～4.0wt％；(4)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种常压阳离子易染聚酯切片的工业化连续式制造方法，包括：/n(1)将对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)、钛系催化剂乙二醇溶液搅拌均匀，配置成浆料；其中，对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)的摩尔比控制在1∶(0.8～1.6)；/n(2)将步骤(1)配制的浆料注入第一酯化反应釜，在温度为250～280℃、表压为0.04～0.12MPa的条件下进行第一步酯化反应，控制反应停留时间1.0～3.0h或第一酯化物酯化率达到90％及以上时终止反应，得第一酯化物；/n(3)第一酯化物进入第二酯化釜后，低温注入第三单体、第四单体和防醚剂，在表压为0.01～0.08MPa，温度为220～260℃的反应条件下进一步进行酯化反应，控制反应停留时间0.8～2.2h或酯化率达到94％及以上时终止反应，得到第二酯化物；其中，所述第三单体在最终制得的ECDP聚酯切片中的占比为1.5～5.0wt％；所述第四单体的添加量在最终制得的ECDP聚酯切片中占比为0.5～4.0wt％；/n(4)将钛系催化剂乙二醇溶液、锑系催化剂乙二醇溶液、热稳定剂，与所述第二酯化物混合得预聚反应物料，将所述预聚反应物料注入第一预聚反应釜，在绝压为600～3000Pa，温度为260～285℃的反应条件下进行第一缩聚反应，控制反应停留时间0.5～1.5h，得到特性粘度为0.15～0.45dl/g的第一预聚物；/n(5)第一预聚物进入第二预聚反应釜后，在绝压为50～1000Pa，温度为265～285℃的反应条件下进行第二步预聚反应，控制反应停留时间0.5～1.5h，得到特性粘度为0.3～0.6dl/g的第二预聚物；/n(6)第二预聚物进入终缩聚反应釜后，在绝压为10～500Pa，温度为255～285℃的反应条件下进行终缩聚反应，控制反应停留时间0.5～1.5h，得到特性粘度为0.45～0.75dl/g的终聚熔体；/n(7)切粒系统：终聚熔体经铸带成型、水冷、水下切粒、干燥流程，制得ECDP聚酯切片。/n...

【技术特征摘要】
1.一种常压阳离子易染聚酯切片的工业化连续式制造方法，包括：
(1)将对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)、钛系催化剂乙二醇溶液搅拌均匀，配置成浆料；其中，对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)的摩尔比控制在1∶(0.8～1.6)；
(2)将步骤(1)配制的浆料注入第一酯化反应釜，在温度为250～280℃、表压为0.04～0.12MPa的条件下进行第一步酯化反应，控制反应停留时间1.0～3.0h或第一酯化物酯化率达到90％及以上时终止反应，得第一酯化物；
(3)第一酯化物进入第二酯化釜后，低温注入第三单体、第四单体和防醚剂，在表压为0.01～0.08MPa，温度为220～260℃的反应条件下进一步进行酯化反应，控制反应停留时间0.8～2.2h或酯化率达到94％及以上时终止反应，得到第二酯化物；其中，所述第三单体在最终制得的ECDP聚酯切片中的占比为1.5～5.0wt％；所述第四单体的添加量在最终制得的ECDP聚酯切片中占比为0.5～4.0wt％；
(4)将钛系催化剂乙二醇溶液、锑系催化剂乙二醇溶液、热稳定剂，与所述第二酯化物混合得预聚反应物料，将所述预聚反应物料注入第一预聚反应釜，在绝压为600～3000Pa，温度为260～285℃的反应条件下进行第一缩聚反应，控制反应停留时间0.5～1.5h，得到特性粘度为0.15～0.45dl/g的第一预聚物；
(5)第一预聚物进入第二预聚反应釜后，在绝压为50～1000Pa，温度为265～285℃的反应条件下进行第二步预聚反应，控制反应停留时间0.5～1.5h，得到特性粘度为0.3～0.6dl/g的第二预聚物；
(6)第二预聚物进入终缩聚反应釜后，在绝压为10～500Pa，温度为255～285℃的反应条件下进行终缩聚反应，控制反应停留时间0.5～1.5h，得到特性粘度为0.45～0.75dl/g的终聚熔体；
(7)切粒系统：终聚熔体经铸带成型、水冷、水下切粒、干燥流程，制得ECDP聚酯切片。


2.根据权利要求1所述的一种常压...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊伟，周向群，沈伟，李华，侯正均，王培明，张林春，郭永林，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石化上海石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11