聚酯组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种聚酯组合物及其制备方法，该聚酯组合物主要由芳香族二元羧酸单元和脂肪族二元醇单元构成，其中含有相对于聚酯组合物总量为0.10～200.00ppm的氮化钛；所述聚酯组合物中还含有季铵碱化合物，如式1所示的季铵碱化合物与氮化钛的摩尔比为0.02～30.00。本发明专利技术的聚酯组合物可以有效的避免现阶段钛系催化剂由于副反应引起的色调变差的问题，所得到的聚酯组合物具有优异的色调以及良好的耐热性。良好的耐热性。

【技术实现步骤摘要】
聚酯组合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种聚酯组合物及其制备方法和应用，更具体的，涉及一种通过氮化钛催化剂以及季铵碱的联合使用获得的色调以及耐热性优良的聚酯组合物。

技术介绍

[0002]聚酯树脂，由于其具有优异的机械力学性能和化学特性，被广泛应用于衣料、产业用纤维、磁带、表面涂层用薄膜，以及轮胎子午线、网线等工业领域。
[0003]目前聚酯的合成催化剂以乙二醇锑、三氧化二锑、醋酸锑等锑催化剂为主，锑系催化剂活性高，但是容易还原成金属锑，导致产品色泽下降，部分催化剂发生沉淀并结块，污染纺丝过滤器、组件和喷丝板等，对聚酯纤维的性能也有恶劣影响。另外，锑作为重金属对环境有污染，对人体和动物有一定的致癌性，近年来欧美国家对聚酯中锑含量的要求越来越严格。
[0004]钛系催化剂催化活性高，用量低，国内外已经普遍应用，被认为是最有可能代替锑系催化剂的产品。但是钛系催化剂对缩聚副反应的催化活性较高，因此制备的聚酯耐热性差、黄化现象严重，严重制约了钛系催化剂的应用。中国专利CN109517147A公开了一种环保型聚酯的制备方法，以钛酸酯为催化剂，以纳米氮化钛为添加剂，在聚合过程中，纳米氮化钛起到助催化剂作用，聚合反应速率可提高20％以上，环保型聚酯较常规钛系聚酯b值降低。添加纳米氮化钛时，先制备成为分散均匀的氮化钛/乙二醇悬浮液，然后加入到聚酯合成体系中。但是，由于钛系催化剂的高活性的特点，往往会引起大量的副反应，从而使聚酯的色调，耐热性变差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种色调以及耐热性优良的聚酯组合物及其制备方法，该聚酯组合物可应用于纤维领域。
[0006]本专利技术的技术解决方案：聚酯组合物，主要由芳香族二元羧酸单元和脂肪族二元醇单元构成。所述聚酯组合物中含有相对于聚酯组合物总量为0.10～200.00ppm的氮化钛；所述聚酯组合物中含有如式1所示的季铵碱化合物，如式1所示的季铵碱化合物与氮化钛的摩尔比为0.02～30.00，式1，式1中，R1、R2、R3、R4分别为式2或式3所示基团，式2，
式3，式2中n为0～18的整数，式3中m为0～4的整数。
[0007]所述聚酯组合物中氮化钛的量优选为相对于聚酯组合物总量的0.10～50.00ppm。
[0008]所述如式1所示的季铵碱化合物优选四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵中的一种或几种。
[0009]本专利技术还公开了上述聚酯组合物的制备方法，以芳香族二元羧酸或其酯化衍生物与脂肪族二元醇为主要单体，加入酯化釜进行酯化或酯交换反应，然后再进行聚合反应。在聚合反应前加入相对于聚酯组合物总量为0.10～200.00ppm的氮化钛，以及如式1所示的季铵碱化合物，如式1所示的季铵碱化合物与氮化钛的摩尔比为0.02～30.00。
[0010]在聚合反应前氮化钛的加入量优选为相对于聚酯组合物总量的0.10～50.00ppm。
[0011]所述如式1所示的季铵碱化合物优选四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵中的一种或几种。
[0012]本专利技术所述的由氮化钛与如式1所示的季铵碱化合物作为添加剂制备的聚酯组合物，可以有效的避免现阶段钛系催化剂由于副反应引起的色调变差的问题，所得到的聚酯组合物具有优异的色调以及良好的耐热性。
具体实施方式
[0013]现在使用比较普遍的催化剂，比如锑系催化剂、锗系催化剂、铝系催化剂等对生产设备、环境、生物体等都有一定程度的恶劣影响，其作为聚酯催化剂的应用收到越来越多的限制。钛系催化剂作为催化活性高的环保型催化剂受到广泛应用，其中应用较多的为钛酸酯类催化剂。但是，钛酸酯类催化剂对缩聚副反应的催化活性较高，因此制备的聚酯颜色黄化现象比较严重，聚酯的耐热性也差。
[0014]本专利技术使用氮化钛作为催化剂，可以有效避免锑系催化剂、锗系催化剂、铝系催化剂等对产品色泽、产品设备、环境、生物体等的恶劣影响，同时与钛酸酯类催化剂相比，由于氮化钛本身呈现蓝色，当添加到聚酯中时，可以有效遮蔽聚酯本身的泛黄特性。然而在反应过程中氮化钛会引发大量的副反应，导致聚酯组合物的色调以及耐热性变差。
[0015]为了抑制氮化钛催化剂引起的副反应的发生，本专利技术在聚酯组合物中还添加了如式1所示的季铵碱化合物，式1，式1中，R1、R2、R3、R4分别为式2或式3所示基团，式2，
式3，式2中n为0～18的整数，式3中m为0～4的整数。
[0016]所述如式1所示的季铵碱化合物会与氮化钛催化剂形成配位，从而有效的抑制氮化钛对副反应的催化作用，使得最终聚酯组合物的耐热性和色调优良。
[0017]氮化钛催化剂在聚酯组合物中的含量相当于聚酯组合物重量的0.10～200.00ppm。当聚酯组合物中含有的氮化钛量低于0.10ppm时，由于含量较小不能起到有效的催化作用；当聚酯组合物中含有的氮化钛的量高于200.00ppm时，由于含量太多会导致副反应的增加，聚酯组合物的色调以及耐热性变差。从催化效果和副反应综合考虑，本专利技术的聚酯组合物中氮化钛的含量优选0.10～50.00ppm。
[0018]所述聚酯组合物中如式1所示的季铵碱化合物与氮化钛的摩尔比为0.02～30.00。当所述摩尔比低于0.02时，如式1所示季铵碱化合物不能有效的抑制由氮化钛所引起的副反应；当所述摩尔比高于30.00时，尽管可以有效抑制由氮化钛所引起的副反应，但是过量的季铵碱化合物不仅会增加成本，还会导致聚酯组合物的色调变差。
[0019]所述如式1所示季铵碱化合物可以是三甲基乙基氢氧化铵、四己基氢氧化铵、二甲基二乙基氢氧化铵、四甲基氢氧化铵、三乙基甲基氢氧化铵、苄基三甲基氢氧化铵、苄基三乙基氢氧化铵甲醇、苯基三甲基氢氧化铵、苄基三丁基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、苄基三丙基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、十八烷基三甲基氢氧化铵、苯基三丁基氢氧化铵、甲基三丁基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、十二烷基三甲基氢氧化铵、四戊基氢氧化铵、十四烷基三己基氢氧化铵、四十八烷基氢氧化铵、四癸基氢氧化铵、四辛基氢氧化铵。其中优选四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵中的一种或几种。
[0020]本专利技术还公开了一种上述聚酯组合物的制备方法，以芳香族二元羧酸或其酯化衍生物与脂肪族二元醇为主要单体，按照一定比例加入酯化釜进行酯化或者酯交换反应，然后再进行聚合反应。在聚合反应前加入相对于聚酯组合物总量为0.10～200.00ppm的氮化钛，以及如式1所示的季铵碱化合物，如式1所示的季铵碱化合物与氮化钛的摩尔比为0.02～30.00，优选0.20～20.00。
[0021]所述氮化钛的添加量小于0.10ppm时，氮化钛的量太少，起不到催化作用，聚合反应难以进行；当所述氮化钛的添加量大于200.00ppm时，过量的氮化钛会导致副反应的增加，聚酯组合物的色调以及耐热性变差。从催化效果和副反应综合考虑，本专利技术所述氮化钛的添加量优选0.10～50本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.聚酯组合物，主要由芳香族二元羧酸单元和脂肪族二元醇单元构成，其特征是：所述聚酯组合物中含有相对于聚酯组合物总量为0.10～200.00ppm的氮化钛；所述聚酯组合物中含有如式1所示的季铵碱化合物，如式1所示的季铵碱化合物与氮化钛的摩尔比为0.02～30.00，
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式1，式1中，R1、R2、R3、R4分别为式2或式3所示基团，式2，式3，式2中n为0～18的整数，式3中m为0～4的整数。2.根据权利要求1所述的聚酯组合物，其特征是：所述聚酯组合物中含有相对于聚酯组合物总量为0.10～50.00ppm的氮化钛。3.根据权利要求1所述的聚酯组合物，其特征是：如式1所示的季铵碱化合物为四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彬彬，胡永佳，望月克彦，
申请(专利权)人：东丽纤维研究所中国有限公司，
类型：发明
国别省市：