本發(fā)明涉及聚酯材料的,具體而言,涉及一種改性共聚酯材料及其制備方法和用途。
背景技術(shù):
1、證件用卡基聚酯材料是一種在證件制作中廣泛使用的材料,它具有良好的物理機(jī)械性能、耐化學(xué)性能、氣密性能和耐低溫性能,因此成為制作身份證、護(hù)照、駕駛證等重要證件的理想選擇。
2、現(xiàn)有技術(shù)中,cn112760740a公開了一種生物基2,5-呋喃二甲酸基共聚酯纖維及其制法與應(yīng)用。通過使2,5-呋喃二甲酸、對(duì)苯二甲酸、乙二醇及c12-c20二元醇醚組合物聚合形成2,5-呋喃二甲酸基共聚酯,制備的纖維具有更高的拉伸強(qiáng)度,突破了常規(guī)共聚酯纖維低拉伸強(qiáng)度的性能瓶頸。cn108130611a公開了一種高伸低縮型聚酯工業(yè)絲及其制備方法。聚酯中帶支鏈的二元醇的引入,減少了聚酯副反應(yīng)中產(chǎn)生的環(huán)狀低聚物,減少了纖維發(fā)生斷絲和纖維粗細(xì)不均等現(xiàn)象,降低了環(huán)狀低聚物對(duì)纖維的斷裂強(qiáng)度及斷裂伸長率等力學(xué)性能產(chǎn)生的影響,提高了制得的纖維的品質(zhì)。cn108048940a公開了一種柔軟型聚酯纖維及其制備方法。改性聚酯的分子鏈包括對(duì)苯二甲酸鏈段、乙二醇鏈段和己二酸鏈段,己二酸鏈段是較長的脂肪鏈,會(huì)使得到的聚酯剛性下降,韌性提升。cn102757550b公開了一種1,6-己二醇改性的熱收縮膜用聚酯的制備方法。以1,6己二醇改性的聚酯除了具有普通聚酯的各種力學(xué)性能外,更具有比普通聚酯高的抗拉伸性能。
3、目前,現(xiàn)有技術(shù)中主要是通過添加含有剛性基團(tuán)或柔性脂肪鏈單體聚合制備力學(xué)性能優(yōu)異的共聚酯,經(jīng)改性共聚反應(yīng)后強(qiáng)度或韌性都有顯著的提高,但兩者難以兼?zhèn)?。同時(shí),制得的共聚酯色相較差,聚合過程反應(yīng)活性低,對(duì)催化劑要求較高。
4、有鑒于此,特提出本發(fā)明。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的第一目的在于提供一種改性共聚酯材料的制備方法,通過添加改性單體共聚,使得該改性共聚酯材料具有高透明度、高韌性、高強(qiáng)度、高模量和耐溶劑性等優(yōu)異性能。
2、本發(fā)明的第二目的在于提供如上所述的改性共聚酯材料,具有高透明度、高韌性、高強(qiáng)度、高模量和耐溶劑性等優(yōu)異性能,同時(shí)該聚酯材料在熱壓復(fù)合過程中粘合牢固,不易發(fā)生變形、分層等現(xiàn)象。
3、本發(fā)明的第三目的在于提供如上所述改性共聚酯材料的用途,作為卡基材料便于成型加工及印刷,可用于對(duì)質(zhì)量要求較高的證件的制作。
4、為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的,特采用以下技術(shù)方案:
5、一種改性共聚酯材料的制備方法,包括以下步驟:
6、將二元酸、第一二元醇、第二二元醇和改性單體混合并進(jìn)行酯化反應(yīng),所述酯化反應(yīng)結(jié)束后加入催化劑并進(jìn)行縮聚反應(yīng),所述縮聚反應(yīng)結(jié)束,得到所述改性共聚酯材料;
7、其中,所述二元酸包括對(duì)苯二甲酸,所述第一二元醇包括乙二醇,所述第二二元醇包括1,4-環(huán)己烷二甲醇或新戊二醇,所述改性單體包括2,2,4,4-四甲基-1,3-環(huán)丁二醇、螺二醇和三羥甲基丙烷中的至少一種。
8、優(yōu)選地,所述二元酸、所述第一二元醇、所述第二二元醇和所述改性單體的質(zhì)量比為20~45:10~25:5~10:3~25。
9、優(yōu)選地,所述改性單體中,2,2,4,4-四甲基-1,3-環(huán)丁二醇、螺二醇和三羥甲基丙烷的質(zhì)量比為1~1.3:1:1。
10、優(yōu)選地,所述酯化反應(yīng)的過程中,控制反應(yīng)溫度為240~260℃,反應(yīng)壓強(qiáng)為0.2~0.3mpa。
11、優(yōu)選地,所述縮聚反應(yīng)的過程中,控制反應(yīng)溫度為270~290℃。
12、優(yōu)選地,所述縮聚反應(yīng)在真空條件下進(jìn)行,真空度為10~500pa。
13、優(yōu)選地,所述催化劑選自銻系催化劑、鈦系催化劑和鍺系催化劑中的至少一種。
14、優(yōu)選的,所述催化劑中金屬元素的質(zhì)量是原料總質(zhì)量的10~100ppm。
15、優(yōu)選地,所述縮聚反應(yīng)的過程中加入穩(wěn)定劑,所述穩(wěn)定劑包括亞磷酸三甲酯、亞磷酸三乙酯、亞磷酸三異辛酯、亞磷酸三異癸酯、亞磷酸三月桂醇酯、亞磷酸三苯酯、亞磷酸三對(duì)甲苯酯、亞磷酸雙苯十三酯、亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯、二(2,4-二對(duì)異丙基苯基)季戊四醇雙亞磷酸酯磷酸、季戊四醇四亞磷酸苯基十三酯、季戊四醇二亞磷酸十三酯、季戊四醇二亞磷酸二異癸酯、四苯基二丙二醇二亞磷酸酯、磷酸、亞磷酸、多聚磷酸和膦?;宜崛阴ブ械闹辽僖环N。
16、一種所述的改性共聚酯材料的制備方法所制備的改性共聚酯材料。
17、一種所述的改性共聚酯材料在制備證件卡基中的用途。
18、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果為:
19、(1)本發(fā)明所提供的改性共聚酯材料的制備方法,通過添加改性單體共聚,使得該改性共聚酯材料具有高透明度、高韌性、高強(qiáng)度、高模量和耐溶劑性等優(yōu)異性能。
20、(2)本發(fā)明所提供的改性共聚酯材料,具有共聚酯高透明度、高韌性、高強(qiáng)度、高模量和耐溶劑性等優(yōu)異性能,其含有的醚鍵內(nèi)聚能低,作為卡基材料可以有效降低卡片分層的風(fēng)險(xiǎn)。
1.一種改性共聚酯材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性共聚酯材料的制備方法,其特征在于,所述二元酸、所述第一二元醇、所述第二二元醇和所述改性單體的質(zhì)量比為20~45:10~25:5~10:3~25。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改性共聚酯材料的制備方法,其特征在于,所述改性單體中,2,2,4,4-四甲基-1,3-環(huán)丁二醇、螺二醇和三羥甲基丙烷的質(zhì)量比為1~1.3:1:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改性共聚酯材料的制備方法,其特征在于,所述酯化反應(yīng)的過程中,控制反應(yīng)溫度為240~260℃,反應(yīng)壓強(qiáng)為0.2~0.3mpa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改性共聚酯材料的制備方法,其特征在于,所述縮聚反應(yīng)的過程中,控制反應(yīng)溫度為270~290℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改性共聚酯材料的制備方法,其特征在于,所述縮聚反應(yīng)在真空條件下進(jìn)行,真空度為10~500pa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改性共聚酯材料的制備方法,其特征在于,所述催化劑選自銻系催化劑、鈦系催化劑和鍺系催化劑中的至少一種;
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改性共聚酯材料的制備方法,其特征在于,所述縮聚反應(yīng)的過程中加入穩(wěn)定劑,所述穩(wěn)定劑包括亞磷酸三甲酯、亞磷酸三乙酯、亞磷酸三異辛酯、亞磷酸三異癸酯、亞磷酸三月桂醇酯、亞磷酸三苯酯、亞磷酸三對(duì)甲苯酯、亞磷酸雙苯十三酯、亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯、二(2,4-二對(duì)異丙基苯基)季戊四醇雙亞磷酸酯磷酸、季戊四醇四亞磷酸苯基十三酯、季戊四醇二亞磷酸十三酯、季戊四醇二亞磷酸二異癸酯、四苯基二丙二醇二亞磷酸酯、磷酸、亞磷酸、多聚磷酸和膦?;宜崛阴ブ械闹辽僖环N。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的改性共聚酯材料的制備方法所制備的改性共聚酯材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的改性共聚酯材料在制備證件卡基中的用途。