專(zhuān)利名稱：：一種低熔點(diǎn)共聚酯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及的是一種適合于長(zhǎng)絲、短纖及無(wú)紡布之用的低熔點(diǎn)共聚酯及其制備方法，屬于紡織
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：聚酯(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)熔點(diǎn)為265°C。按熔點(diǎn)高低劃分，一般地將低于23CTC熔點(diǎn)的共聚酯稱作低熔點(diǎn)聚酯。在紡織領(lǐng)域，通常將低熔點(diǎn)聚酯制成長(zhǎng)絲、短纖，用于與主體纖維熱粘合。由于被粘合纖維的材質(zhì)和形態(tài)不同，加工狀態(tài)、工藝條件以及出于節(jié)能等考慮，對(duì)低熔點(diǎn)纖維的熔點(diǎn)要求也各不相同，有的用于無(wú)紡布粘合用的低熔點(diǎn)纖維，一般情況下18(TC便可滿足要求，而有的使用的低熔點(diǎn)纖維產(chǎn)品要求熔點(diǎn)在120°C，甚至更低，如雪尼爾花式紗。于是一種熔點(diǎn)低于iio'c的低熔點(diǎn)聚酯制備技術(shù)及低熔點(diǎn)共聚酯切片應(yīng)運(yùn)而生。目前在市售的熔點(diǎn)為12(TC及其以下的低熔點(diǎn)樹(shù)脂中，經(jīng)測(cè)試表明，大多采用在對(duì)苯二甲酸及乙二醇基本原料基礎(chǔ)上，添加間苯二甲酸、脂肪族二元酸、二甘醇、新戊二醇等多種酸、醇成分，如美國(guó)專(zhuān)利US4，396，746中提供的一種熱塑性低熔點(diǎn)共聚酯，其中就包含有對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、2-甲基-l，3-丙二醇以及1，4-環(huán)己垸二甲醇等多種共聚單體。它們雖然達(dá)到了熔點(diǎn)低的要求，但樹(shù)脂的熱性能、機(jī)械性能變得較差，尤其是其原本固有的良好的結(jié)晶性能遭到嚴(yán)重破壞，有的呈現(xiàn)為非晶態(tài)。這一類(lèi)樹(shù)脂有的在烘干、予結(jié)晶過(guò)程中很容易粘連，紡絲成形過(guò)程中粘輥、粘巻，嚴(yán)重影響其實(shí)用性；還有的樹(shù)脂，熔點(diǎn)雖達(dá)到了要求，但特性黏度較低，用作纖維時(shí)，加工中問(wèn)題較多，紡絲成形中毛絲、斷絲較嚴(yán)重，生產(chǎn)效率很低。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種包含最少種類(lèi)的單體，相對(duì)于其它己知技術(shù)，熔點(diǎn)更低，特性黏度高，結(jié)晶性能好，儲(chǔ)存、熱烘干加工中不粘連，紡絲不粘巻，適合于紡絲用的低熔點(diǎn)共聚酯及其制備方法。本發(fā)明所述的低熔點(diǎn)共聚酯，用下列單體經(jīng)酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)而成，(a)對(duì)苯二甲酸(PTA)及間苯二甲酸(IPA);(b)1，4丁二醇(BD0);(c)聚乙二醇6006000(PEG);其中，a成分中，對(duì)苯二甲酸與間苯二甲酸投料質(zhì)量比為8020:2080之間；c成分中聚乙二醇投料重量比以a為基準(zhǔn)l30。/。；a與b的摩爾比例為l:1.52.3。所述的低熔點(diǎn)共聚酯，其特性黏度介于0.601.20dL/g之間，熔點(diǎn)在110160°C。一種如上所述的低熔點(diǎn)共聚酯的制備方法，該方法包括酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)兩個(gè)階段酯化反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，反應(yīng)原料為酸成分中8020%對(duì)苯二甲酸及2080%間苯二甲酸，酸成分與丁二醇的摩爾比為1:1.52.3，催化劑為鈦酸四丁酯(TBT)，其用量以原料酸總重量為基準(zhǔn)的100400ppm，酯化反應(yīng)壓力為常壓0.05MPa(正壓)，反應(yīng)溫度在190210°C;縮聚反應(yīng)采用間隙方式進(jìn)行，反應(yīng)分常壓階段、低真空階段和高真空階段；縮聚反應(yīng)催化劑為鈦酸四丁酯，用量以原料酸成分總重量為基準(zhǔn)的100400卯m;常壓縮聚反應(yīng)溫度控制在21023(TC;聚乙二醇在反應(yīng)半小時(shí)后投入，其用量以原料酸成分總重量為基準(zhǔn)的130%;低真空階段反應(yīng)壓力為0.150kPa，反應(yīng)溫度在230240°C，反應(yīng)時(shí)間0.5lh;高真空階段反應(yīng)壓力50100Pa，反應(yīng)溫度控制在240260°C，反應(yīng)時(shí)間24h，以反應(yīng)釜攪拌電機(jī)功率或在線黏度計(jì)讀數(shù)為準(zhǔn)判斷反應(yīng)終點(diǎn)。所述的酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)階段中所用的催化劑均為鈦酸四丁酯，其用量以總酸重量為基準(zhǔn)的100400ppm，在各自反應(yīng)前分別加入。本發(fā)明不局限于連續(xù)酯化、間隙縮聚工藝，也適用于連續(xù)酯化、連續(xù)縮聚及間隙酯化、間隙縮聚工藝。.本發(fā)明改性聚酯的特性黏度(I.V)按下述方法測(cè)定在25'C下，測(cè)定每100mL溶劑中0.5g高聚物的I.V值。溶劑為60%(wt)苯酚和40%(wt)四氯乙垸組成。本發(fā)明以間苯二甲酸為主改性劑，以聚乙二醇為輔助改性劑。間苯二甲酸的間位結(jié)構(gòu)破壞了聚對(duì)苯二甲酸丁二酯分子鏈的排列規(guī)整性，降低了熔點(diǎn)。同時(shí)，根據(jù)間苯二甲酸的加入量，可調(diào)整、控制熔點(diǎn)高低。間苯二甲酸加入量越大，熔點(diǎn)降低越大；間苯二甲酸加入量越少，熔點(diǎn)降低越小。同時(shí)由于在聚酯大分子結(jié)構(gòu)中引入了聚乙二醇柔性鏈段，有助于提高分子鏈段的運(yùn)動(dòng)，改善由于間苯二甲酸的加入，苯環(huán)硬段部分規(guī)整性破壞而造成的結(jié)晶性能受損，同樣也有助于熔點(diǎn)的降低。本發(fā)明所提供的共聚酯具有熔點(diǎn)低、特性黏度高，結(jié)晶性能好，樹(shù)脂切片儲(chǔ)存、加熱干燥、預(yù)結(jié)晶中不粘粒，紡絲中不粘巻等特性，并且纖維具有極佳的熱粘合性，特別適合于聚酯類(lèi)纖維間熱粘合之用。本發(fā)明聚酯切片適用于紡制長(zhǎng)絲、短纖及無(wú)紡布。圖l是本發(fā)明的工藝流程圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明所述的低熔點(diǎn)共聚酯，用下列單體經(jīng)酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)而成，(a)對(duì)苯二甲酸(PTA)及間苯二甲酸(IPA);(b)1，4丁二醇(BD0);(c)聚乙二醇6006000(PEG);其中，a成分中，對(duì)苯二甲酸與間苯二甲酸投料質(zhì)量比為8020:2080之間；c成分中聚乙二醇投料重量比以a為基準(zhǔn)l30。/a;a與b的摩爾比例為l:1.52.3。所述的低熔點(diǎn)共聚酯，其特性黏度介于0.601.20dL/g之間，熔點(diǎn)在110160°C。一種如上所述的低熔點(diǎn)共聚酯的制備方法，該方法包括酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)兩個(gè)階段酯化反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，反應(yīng)原料為酸成分中8020%對(duì)苯二甲酸及2080%間苯二甲酸，酸成分與丁二醇的摩爾比為1:1.52.3，催化劑為鈦酸四丁酯(TBT)，其用量以原料酸總重量為基準(zhǔn)的100400ppm，酯化反應(yīng)壓力為常壓0.05MPa(正壓)，反應(yīng)溫度在190210°C;縮聚反應(yīng)采用間隙方式進(jìn)行，反應(yīng)分常壓階段、低真空階段和高真空階段；縮聚反應(yīng)催化劑為鈦酸四丁酯，用量以原料酸成分總重量為基準(zhǔn)的100400ppm;常壓縮聚反應(yīng)溫度控制在210230。C;聚乙二醇在反應(yīng)半小時(shí)后投入，其用量以原料酸成分總重量為基準(zhǔn)的130%;低真空階段反應(yīng)壓力為0.150kPa，反應(yīng)溫度在230240°C，反應(yīng)時(shí)間0.5lh;高真空階段反應(yīng)壓力50100Pa，反應(yīng)溫度控制在240260°C，反應(yīng)時(shí)間24h，以反應(yīng)釜攪拌電機(jī)功率或在線黏度計(jì)讀數(shù)為準(zhǔn)判斷反應(yīng)終點(diǎn)。所述的酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)階段中所用的催化劑均為鈦酸四丁酯，其用量以總酸重量為基準(zhǔn)的100400ppm，在各自反應(yīng)前分別加入。本發(fā)明不局限于連續(xù)酯化、間隙縮聚工藝，也適用于連續(xù)酯化、連續(xù)縮聚及間隙酯化、間隙縮聚工藝。本發(fā)明采用連續(xù)酯化、間隙縮聚工藝流程，投料量40Kg/批的試驗(yàn)裝置，流程如圖1所示。先按預(yù)定配比，將計(jì)量后的對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、丁二醇投入打漿釜l，并加入相當(dāng)于酸成分總重量0.01%的穩(wěn)定劑磷酸三甲酯，在13(TC下加熱0.5小時(shí)，并用真空抽去原料中帶入的水分，然后加入相當(dāng)于總酸重量300ppni的催化劑鈦酸四丁酯，攪拌均勻，制得均勻漿料。隨后在干燥氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在12小時(shí)內(nèi)，均勻地注入留有前一批一半量的酯化液的酯化釜2中，進(jìn)行酯化反應(yīng)。反應(yīng)在常壓0.05MPa(正壓)下進(jìn)行，溫度控制在19021(TC，時(shí)間為34小時(shí)，當(dāng)餾出物達(dá)到預(yù)定值后，酯化反應(yīng)結(jié)束。之后，用氮?dú)鈱⒁话氲孽セ镆迫肟s聚釜3中，按預(yù)定要求投入催化劑鈦酸四丁酯，并在常壓下逐步升溫至210230°C，進(jìn)行常壓縮聚反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘，隨后投入預(yù)定量的聚乙二醇，攪拌分散十分鐘后，逐漸升溫至23024(TC，并將釜內(nèi)壓力在45分鐘內(nèi)緩緩降至lkPa以下，完成低真空縮聚反應(yīng)；最后，打開(kāi)高真空泵，繼續(xù)減壓至50100Pa，開(kāi)始高真空縮聚反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在240260'C，反應(yīng)時(shí)間為1.52小時(shí)，當(dāng)聚合物黏度達(dá)到所需值時(shí)出料，經(jīng)鑄帶、冷卻、切粒，即得到低熔點(diǎn)共聚酯切片。四組不同實(shí)施例的原料組成、反應(yīng)條件及切片主要指標(biāo)見(jiàn)表1。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本發(fā)明所述的實(shí)施例僅為本發(fā)明實(shí)施例中的代表，本發(fā)明的合成工藝條件不局限于實(shí)施例。權(quán)利要求1、一種低熔點(diǎn)共聚酯，其特征在于用下列單體經(jīng)酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)而成，(a)對(duì)苯二甲酸及間苯二甲酸(b)1，4丁二醇(c)聚乙二醇600～6000其中，a成分中，對(duì)苯二甲酸與間苯二甲酸投料質(zhì)量比為80～20∶20～80之間；c成分中聚乙二醇投料重量比以a為基準(zhǔn)1～30％；a與b的摩爾比例為1∶1.5～2.3。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的低熔點(diǎn)共聚酯，其特征在于該熔點(diǎn)共聚酯特性黏度介于0.601.20dL/g之間，熔點(diǎn)在110160°C。3、一種如權(quán)利要求1或2所述低熔點(diǎn)共聚酯的制備方法，其特征在于該方法包括酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)兩個(gè)階段酯化反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，反應(yīng)原料為酸成分中8020%對(duì)苯二甲酸及2080%間苯二甲酸，酸成分與丁二醇的摩爾比為1:1.52.3，催化劑為鈦酸四丁酯，其用量以原料酸總重量為基準(zhǔn)的100400卯m，酯化反應(yīng)壓力為常壓0.05MPa，反應(yīng)溫度在190210°C;縮聚反應(yīng)采用間隙方式進(jìn)行，反應(yīng)分常壓階段、低真空階段和高真空階段；縮聚反應(yīng)催化劑為鈦酸四丁酯，用量以原料酸成分總重量為基準(zhǔn)的100400卯m;常壓縮聚反應(yīng)溫度控制在21023(TC;聚乙二醇在反應(yīng)半小時(shí)后投入，其用量以原料酸成分總重量為基準(zhǔn)的130%;低真空階段反應(yīng)壓力為0.150kPa，反應(yīng)溫度在230240°C，反應(yīng)時(shí)間0.5lh;高真空階段反應(yīng)壓力50100Pa，反應(yīng)溫度控制在240260°C，反應(yīng)時(shí)間24h，以反應(yīng)釜攪拌電機(jī)功率或在線黏度計(jì)讀數(shù)為準(zhǔn)判斷反應(yīng)終點(diǎn)。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的低熔點(diǎn)共聚酯的制備方法，其特征在于酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)階段中所用的催化劑均為鈦酸四丁酯，其用量以總酸重量為基準(zhǔn)的100400ppm，在各自反應(yīng)前分別加入。全文摘要一種低熔點(diǎn)共聚酯及其制備方法，所述的低熔點(diǎn)共聚酯，用下列單體經(jīng)酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)而成，(a)對(duì)苯二甲酸(PTA)及間苯二甲酸(IPA)；(b)1，4丁二醇(BDO)；(c)聚乙二醇600～6000(PEG)；其中，a成分中，對(duì)苯二甲酸與間苯二甲酸投料質(zhì)量比為80～20∶20～80之間；c成分中聚乙二醇投料重量比以a為基準(zhǔn)1～30％；a與b的摩爾比例為1∶1.5～2.3；所述的制備方法包括酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)兩個(gè)階段；所述的共聚酯具有熔點(diǎn)低、結(jié)晶性能好、特性黏度高以及粒子不易粘連的特點(diǎn)，適用于紡制長(zhǎng)絲、短纖及無(wú)紡布。文檔編號(hào)D01F6/84GK101338023SQ20081006339公開(kāi)日2009年1月7日申請(qǐng)日期2008年8月14日優(yōu)先權(quán)日2008年8月14日發(fā)明者凌榮根,福孫,秦偉明,程貞娟,錢(qián)建華,陳文興,齊慶瑩申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)