一种缓释结晶的ＰＴＴ聚酯的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种缓释结晶的ＰＴＴ聚酯的制备方法，该方法通过在酯化反应阶段添加第三单体对ＰＴＴ聚酯进行改性以降低ＰＴＴ聚酯在纺丝过程中的结晶速率和饱和结晶率，其中第三单体为可产生分子间空间位阻的共聚组分，其选自偏苯三酸酐、非对位芳香族二羧酸、碳数４～１０且带有支链或环烷基的脂肪族二羧酸以及碳数３～１０且带有支链或环烷基的脂肪族二元醇中的一种或几种的组合，各原料的投料满足羧基与羟基的摩尔比为１∶１．１６～１．８５，且第三单体的投料量为起始原料总重量的０．５％～６．５％。本发明专利技术所得ＰＴＴ聚酯的结晶速率和饱和结晶率明显低于常规ＰＴＴ聚酯，由其所纺纤维基本上不存在色差和面料产生色条现象，在后道加工中以前常见的因拉伸张力不匀造成的染色不匀现象得到有效缓解。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚酯的制备方法，特别涉及一种缓释结晶的聚对苯二甲酸-1， 3_丙二醇酯的制备方法。
技术介绍
PTT聚酯是与PET和PBT属于同一聚合物系列的一种新型的有机高分子芳香族聚 酯产品，其是以精对苯二甲酸(PTA)和1，3_丙二醇(PDO)为起始原料，经酯化、缩聚得到。PTT的开发成功，进一步丰富了化纤产品系列。首先，有别于PET聚酯几乎是直线 型的大分子构象，PTT聚合物的分子构象则是螺旋形的。螺旋形的分子构象将允许PTT纤 维高度“膨化”，使其纤维具备有良好的弹性；其 次，PTT聚酯的玻璃化转变温度较低，易产 生低温相转化，使面料可以有效消除外应力的影响，并允许其纤维和织物在较低的温度下 染色，具备优良的分散染料上染特性；第三，PTT纤维杨氏模量较低，织物手感非常柔软、织 物的蓬松性好，面料具有良好的弹性恢复功能，也因此被称为“记忆纤维”。由于有以上优点，PTT聚酯及其纤维在化纤行业迅速获得推广。目前，市场上使 用最广的是以下两个方面一方面，利用PTT与PET两种组分不同的收缩功能，纺制并列复 合弹性纤维，该纤维具有与氨纶相近的弹性功能，替代氨纶在面料中使用，获得了很好的效 果，其织物具有很好的弹性回复和蓬松性能。另一方面，与其它纤维进行共轭纺丝或进行复 合，利用其纤维具有较低的玻璃化温度，常温下摩擦易产生相变，从而消除外力引起的面料 的平整度变化，使面料易于打理，产生“一抹平”的效果，织造所谓“记忆面料”。多年以来，人们对常规聚酯PET进行了许多有益的改性，使得改性涤纶具备了许 多优良的性能，获得了广泛的应用。在多样性和舒适性方面有了很大的进步，从适用性方面 看，在所有的人类合成纤维种类中，PET聚酯纤维是最适合人类需要，也是目前应用最广泛 的聚酯纤维。PTT纤维尽管有自己独到的优点，但是在某些性能方面仍然存在一定的缺陷， 因此，除了在常规的PTT纤维扩大应用外，为了更好的利用PTT纤维的特性，必须配合改性 PET聚酯纤维的开发，对PTT聚酯及纤维进行改性和差别化。PTT聚酯具有独特的分子结构，分子间容易靠近，因此，PTT聚酯具有类似于锦纶6 的结晶性能。在纺丝过程中的结晶速度快、结晶程度高。纺丝条件的微小变化能引起PTT 纤维内部结构的变化，从而引起纤维均勻性不同，给纺丝工艺调整带来很大的困难。另外， 现有技术中，为防止熔体降解，PTT聚酯的纺丝通常在较低的温度下进行，如此，使得卷绕和 拉伸过程中纤维结晶不充分而形成色条或色差。所得面料虽具有良好的手感和质地，但在 上浆、织布、印染过程中，乃至成衣都存在遇到外力拉伸时纤维在张力作用下发生重新结晶 的现象，这在织布、印染过程中易形成色差、色条，对于成衣则会造成划痕、白条，形成无法 恢复的硬伤。这些缺陷始终限制了 PTT聚酯纤维的应用，直接导致PTT面料、服装打理方面 的困难。针对上述问题，本专利技术采取全新的工艺配方，对常规PTT聚酯进行纤维缓释结晶 功能改性，有效增大纤维的成型窗区间。这可以大大提高PTT聚酯纤维的使用性能，从而开拓了 PTT纤维的适用范围。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种缓释结晶的PTT聚 酯的制备方法。为解决以上技术问题，本专利技术采取如下技术方案一种缓释结晶的聚对苯二甲酸-1，3-丙二醇酯的制备方法，包括如下步骤(1)、酯化反应将起始原料加入到反应釜内，加入酯化催化剂，使物料在220°C 2600C以及压力0. 05 0. 30MPa下发生酯化反应，至酯化出水完毕，结束反应，所述起始原 料由1，3_丙二醇、对苯二甲酸以及第三单体组成，所述第三单体为可产生分子间空间位 阻的共聚组分，其选自偏苯三酸酐、非对位芳香族二羧酸、碳数4 10且带有支链或环烷 基的脂肪族二羧酸以及碳数3 10且带有支链或环烷基的脂肪族二元醇中的一种或几 种的组合，所述1，3_丙二醇、对苯二甲酸及第三单体的投料满足羧基与羟基的摩尔比为 1 1. 16 1. 85，且所述第三单体的投料量为所述起始原料总重量的0. 5% 6. 5% ；(2)、聚合反应向经过步骤(1)的反应体系中加入聚合催化剂，于240°C 280°C 下进行聚合反应获得所述的聚对苯二甲酸-1，3-丙二醇酯。根据本专利技术，所述缓释结晶是指PTT聚酯在纺丝过程中结晶速率下降。所述起始 原料是指参与酯化反应的反应原料。所述非对位芳香族二羧酸是指二个羧基为非对位取 代的芳香族二羧酸，其包括但不限于间苯二甲酸、5-甲基间苯二甲酸、间苯二甲酸-5-磺酸 钠、邻苯二甲酸或其酸酐以及2，6_二萘二甲酸。所述的脂肪族二羧酸包括但不限于1，4_环 己烷二甲酸和2，2_ 二甲基丙二甲酸。所述肪族二元醇包括但不限于1，2_丙二醇、1，2_ 丁 二醇、2，3_ 丁二醇、新戊二醇及1，4_环己烷二甲醇。优选地，所述第三单体的投料量为所述起始原料总重量的 4. 8%。根据本专利技术的一个方面，所述第三单体为所述非对位芳香族二羧酸与所述脂肪族 二元醇的组合。优选地，所述第三单体为间苯二甲酸与1，4_环己烷二甲醇的混合物。根据本专利技术，步骤(1)的酯化反应和步骤(2)的聚合反应的工艺条件与传统的PTT 聚酯制备工艺相同。其中，步骤(1)所采用的酯化催化剂可以为选自钛酸酯、Ti02/Si02、有 机锡系催化剂以及醋酸锌中的一种或多种。步骤(2)中所采用的聚合催化剂可以为钛系催 化剂例如钛酸酯、锑系聚合催化剂或它们的混合催化剂，优选为钛酸酯与锑系聚合催化剂 复合使用。在一个具体的实施例中，聚合催化剂为钛酸酯与醋酸锑的混合物。根据本专利技术的又一方面，在步骤(2)中，所述反应体系中还加入有助剂，所述助剂 为热稳定剂、热氧稳定剂以及调色剂中的一种或几种。由于上述技术方案的运用，本专利技术与现有技术相比具有如下优点1、本专利技术通过加入合适量的可产生空间位阻的共聚组份，实现了在保持PTT聚酯 原有性能优势的前提下，大大降低其结晶速率和饱和结晶率的目的，从而拓宽本专利技术所得 PTT聚酯的纺丝工艺控制条件，有效降低纤维色差的形成，提高面料抵抗外力损伤的能力。2、本专利技术所得PTT聚酯的冷结晶峰温度相比常规PTT聚酯下降，降温结晶峰温度 稍有提高，有效的扩大了聚酯的纺丝成型窗范围，使纺丝成型更加容易，克服了常规PTT聚 酯纺丝成型窗过窄造成纺丝条件难于精确控制的缺陷。3、本专利技术从大分子设计角度，通过对PTT大分子本身分子链段结构与性能方面进行分子修饰和链段功能移植，获得了良好的效果。赋予产品缓释结晶性能，对PTT聚酯本身 的性能弱点进行了有效改进，该产品不需要专门的生产装置，生产装置及其他工艺参数与 常规的PTT生产装置相同，适于推广应用。具体实施例方式根据本专利技术，作为第三单体的共聚组份可以为偏苯酸酐、非对位芳香族二羧酸、 碳数4 10且带有支链或环烷基的脂肪族二羧酸以及碳数3 10且带有支链或环烷基的 脂肪族二元醇中的一种或几种的组合。其中，带支链或环烷基的脂肪族二元醇因具有小的 支链结构或环结构，可以使大分子链段产生错位和滑移，减缓结晶速度，但由于空间位阻不 是太大，因此，其加入不会造成大分子基本性能发生较大的变化；偏苯酸酐、非对位芳香族 二羧酸以及带支链或环的脂肪族二羧酸则由于其本身的刚性结构，可以调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缓释结晶的聚对苯二甲酸－１，３－丙二醇酯的制备方法，其特征在于包括如下步骤：　　（１）、酯化反应：将起始原料加入到反应釜内，加入酯化催化剂，使物料在２２０℃～２６０℃以及压力０．０５～０．３０ＭＰａ下发生酯化反应，至酯化出水完毕，结束反应，所述起始原料由１，３－丙二醇、对苯二甲酸以及第三单体组成，所述第三单体为可产生分子间空间位阻的共聚组分，其选自偏苯三酸酐、非对位芳香族二羧酸、碳数４～１０且带有支链或环烷基的脂肪族二羧酸以及碳数３～１０且带有支链或环烷基的脂肪族二元醇中的一种或几种的组合，所述１，３－丙二醇、对苯二甲酸及第三单体的投料满足羧基与羟基的摩尔比为１∶１．１６～１．８５，且所述第三单体的投料量为所述起始原料总重量的０．５％～６．５％；　　（２）、聚合反应：向经过步骤（１）的反应体系中加入聚合催化剂，于２４０℃～２８０℃下进行聚合反应获得所述的缓释结晶的聚对苯二甲酸－１，３－丙二醇酯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：边树昌，
申请(专利权)人：江苏中鲈科技发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]