[发明专利]一种共聚酯及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐水解共聚酯及其生产方法。

背景技术

聚酯本身具有优良的特性，特别是聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二酯和聚对苯二甲酸丁二酯，由于其机械、物理、化学性能优异，如机械强度好、耐热、耐化学试剂、透明性好等特点，被广泛用作纤维、薄膜、树脂以及其他模塑产品的生产。然而，大部分的聚酯在高温潮湿环境下的耐水解性不佳，聚酯极易受其残存末端酸基催化而水解，造成物理性能的劣化。

由于聚酯末端基对湿气敏感，大幅度地限制了其在产业上的应用，因此，为了扩展聚酯的应用领域，有必要针对上述问题寻求在性能上得以改善的聚酯。

聚酯在干热情况下的耐水解性极佳，比同样温度下的氧化降解稳定5000倍，比同样温度下的热降解稳定1000倍，但在湿热下却极易发生水解断裂。在100℃以上，相对湿度为100％的条件下，聚酯的水解速度比相同温度下的热降解快10⁴倍，比在空气中的氧化降解快500倍。这是因为聚酯主链中含有酯键，末端基是羧基和羟基，导致聚酯的耐水解性能较差，特别是因为聚酯水解为自加速反应，酸含量增加会加速水解。所以末端羧基的含量越高，聚酯的耐水解性越差。水解使的聚酯材料的力学及其他性能迅速严重恶化，这就极大地限制了它在很多领域中的应用。

目前大多以加入含有功能官能团的封端剂来改进聚酯的耐水解性。专利CN 1312327A公开了利用环氧基和氨基基团高分子封端剂来改善聚酯的耐水解性，但封端剂的制备过程复杂，加上环氧基团化合物的共混反应活性不高，反应过程中需大量添加，导致成本增加。再者Bhatt在国际申请WO83/1253中公开了通过加入将某些预掺混到另一热塑性材料中的聚酯稳定剂可以提高聚酯单丝的水解稳定性，推荐的稳定剂为碳化二亚胺。但是，混入稳定剂的热塑性材料可能对聚酯制品的其它性能产生不利的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐水解性能好的共聚酯及其生产方法。

本发明的技术解决方案是：

一种共聚酯，该共聚酯中含有聚乙二醇结构单元；至少含有一种化合物A来自无机磷酸盐，磷酸盐中磷元素的含量相对于共聚酯的重量为1～200ppm，磷酸盐中金属元素M与磷元素P的摩尔比为0.5≤M/P≤2；至少含有一种化合物B来自苯环上含三取代基团的苯甲酸类化合物，该苯甲酸类化合物的添加量相对于共聚酯总重量为0.02～2.0wt％。

为了提高聚酯的耐水解性能，本发明在聚酯的聚合反应过程中添加聚乙二醇。聚乙二醇醚键结构比聚酯的酯键结构耐水解性强，在聚酯中引入聚乙二醇结构单元，能够提高所得共聚酯的耐水解性能。

在共聚酯的链段结构中，聚乙二醇结构单元嵌入地分布于聚酯长链中。在一条聚酯长链上，可间断地有多个聚乙二醇结构单元。

优选所有聚乙二醇结构单元占共聚酯总量的1.0～15wt％，最优选1.0～10wt％。当共聚酯中聚乙二醇结构单元占1.0～15wt％时，不仅可以使共聚酯的结晶性能得到有效提高，更能够大大提高其耐水解性能；当该含量范围在1.0～10wt％之间时，效果尤其明显。

所述聚乙二醇结构单元的分子量优选为1000～10000g/mol。

本发明中无机磷酸盐作为缓冲剂使用，为碱金属磷酸盐和/或碱土金属磷酸盐。碱金属优选钾或钠，碱土金属优选钙或镁。

详细地说是碱金属正磷酸盐、碱金属亚磷酸盐、碱金属次磷酸盐、碱土金属正磷酸盐、碱土金属亚磷酸盐、碱土金属次磷酸盐或其组合。

更详细地说是Na₂HPO₄、NaH₂PO₄、K₂HPO₄、KH₂PO₄、Na₂HPO₃、K₂HPO₃、NaH₂PO₂、KH₂PO₂、Ca₃(PO₄)₂、Ca(H₂PO₂)₂、CaHPO₄、CaHPO₃中的一种或几种。