[发明专利]一种碱溶性聚酯及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种聚酯及其制备方法，是一种具有碱水溶解性的聚酯及其制备方法。

背景技术：

碱溶性聚酯是复合纤维及吸湿排汗纤维等特种纤维的原料。用碱溶性聚酯切片复合纺丝制成海岛纤维，经热碱水处理可溶掉碱溶性聚酯制得超细纤维。碱溶性聚酯与常规切片共混纺丝制成中空纤维，经适当碱处理可制成中空微多孔纤维，具有良好的吸湿排汗性。碱溶性聚酯还应用于黏合剂、涂料等领域，应用前景广阔。

目前，国内海岛纤维复合纺所用的碱溶性聚酯主要从日本、韩国、台湾进口，无形中增加了生产的成本。而如果采用自行研发生产的碱溶性聚酯可大幅度降低成本，提高效益，节约能源。

现有技术中，制备碱溶性聚酯通常是用对苯二甲酸、乙二醇作为两个主要成份，用间苯二甲酸-5-磺酸盐或间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸盐作为第三组分，用聚乙二醇作为第四组分，采用“直接酯化法”或“酯交换法”这两种工艺路线制得。加入间苯二甲酸-5-磺酸盐或间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸盐的目的是为了使产品符合碱溶性的要求，但也带来负面影响：大分子上引入键位苯环结构以及磺酸基团的空间位阻效应，增大了大分子的内旋转活化能；同时，磺酸基团的极性增加了分子链缠结点，使大分子链运动能力降低，限制了大分子链段规则排列，使其结晶能力下降，熔体粘度急剧增加。加入聚乙二醇，如果添加过多，聚合物含有气泡严重，并且耐热性差，同时聚合物的色调很差。

本发明加入脂肪族二元酸及其衍生物和/或脂肪族二元醇在反应体系中起着柔顺剂的作用，它可以降低高聚物分子的的刚性改善聚酯的结晶性能，从而使熔融纺丝更加容易。同时，与加入PEG相比，聚合物具有更好的耐光性和耐热性。此外，SIPE中的磺酸基易与羧基产生凝胶，而使纺丝过滤筛压力过大，加入脂肪族二元醇可以缓解这种情况。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种具有充分碱水溶解性的一种碱溶性聚酯及其制备方法。

本发明的技术解决方案是：

一种碱溶性聚酯，其特征是：聚酯主体是对苯二甲酸乙二醇酯，在聚酯合成过程中加入A组分、B组分和/或C组分，并加有复合稳定剂；其中：A组分为间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠，B组分为脂肪族二元酸或其衍生物，C组分为脂肪族二元醇。

在聚酯合成过程中A组分加入量占最终聚酯总量1～8摩尔量％，B组分加入量占最终聚酯总量0～8wt％，C组分加入量占最终聚酯总量0～5wt％。最终聚酯总量是指最终形成的碱溶性聚酯的总重量。

B组分脂肪族二元酸及其衍生物为戊二酸、己二酸、辛二酸、己二酸乙二醇酯或己二酸二甲酯。C组分脂肪族二元醇为戊二醇或1，6-己二醇。A、B、C三组分的用量中，A/(B+C)的重量比为1∶0.27～2.97。

所述的复合稳定剂为抗氧剂IR1010、醋酸钴及磷酸或其酯类；其中抗氧剂IR1010在碱溶性聚酯合成过程中的加入量为最终形成的碱溶性聚酯重量的0.01％～0.5％；醋酸钴在碱溶性聚酯合成过程中的加入量为最终形成的碱溶性聚酯重量的0.01～0.05％；磷酸或其酯类在碱溶性聚酯合成过程中的加入量为最终形成的碱溶性聚酯重量的0.01％～0.03％。

碱溶性聚酯的特性粘度为0.55～0.65dl/g，Tm＝210℃～250℃。

一种碱溶性聚酯的制备方法，其特征是：将对苯二甲酸、乙二醇进行酯化、聚合反应，聚合时，加入间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠、脂肪族二元酸或其衍生物及脂肪族二元醇及复合稳定剂。

反应过程中还加入Li、Na、K醋酸盐中的一种或多种作为防醚化剂，其加入量为最终形成的碱溶性聚酯重量的0.01％～0.1％，加入时间是在酯化反应开始之前。

乙二醇与对苯二甲酸的摩尔比控制在1.1～1.5∶1。

本发明A组分为间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠；B组分所述的脂肪族二元酸及其衍生物，可为戊二酸、己二酸、辛二酸、己二酸乙二醇酯、己二酸二甲酯等；C组分所述的脂肪族二元醇，可为戊二醇、1，6-己二醇等。

催化剂采用常规催化剂，可以为Sb、Ti、Sn醋酸盐中的一种或多种，其加入量为最终形成的碱溶性聚酯重量的20～500ppm。