[发明专利]一种共聚酯及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种共聚酯及其生产方法。

背景技术

聚酯，特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等，由于其本身所具有的优异的机械、物理和化学性能，被广泛用作纤维、薄膜、树脂和其他模塑产品。

在干热情况下，聚酯的耐水解性极佳，它比同样温度下的氧化降解要稳定5000倍，比同样温度下的热降解稳定1000倍；但在湿热下聚酯链段却极易发生水解断裂，在100℃以上、相对湿度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的酯键、末端基羧基和羟基导致聚酯的耐水解性能较差，特别是聚酯水解为自加速反应，酸含量增加会加速水解。所以聚酯末端羧基的含量越高，其耐水解性越差。水解使得聚酯材料的力学及其他性能迅速恶化，这就极大地限制了它在一些要求湿热的产业上的应用。

因此，为了扩展聚酯的应用领域，国内外对聚酯的水解稳定性作了不少的研究。早在1959年，Daniels就提出通过减少聚酯端羧基含量的方法来改善聚酯的水解稳定性，之后，有人提出交联、表面涂层等方法，但较多的还是通过添加助剂的方法来达到的。

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公开了通过使用含有环氧和氨基基团的高分子封端剂来改善聚酯的耐水解性，但该种封端剂的制备过程复杂，另外环氧基团化合物的共混反应活性不高，需要大量的添加，这就导致了成本增加。国际申请WO83/1253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：

(1)所述共聚酯主要由脂肪族二元醇、芳香族二元酸酯和如式1所示的含硅化合物共聚而成：

式1

其中n为1～40的整数，R₁～R₆为碳原子数为1～18的烷基或芳香基；M和N分别为碳原子数为1～18的烷基，或单一存在，或同时不存在；R₇和R₈分别为羟基或氨基。

(2)所述共聚酯中含硅化合物的共聚单元占共聚酯总重量的0.1～15.0wt％；

(3)所述共聚酯中含有一种化合物A来自无机磷酸盐，其中磷酸盐中磷元素含量相对于共聚酯重量为5～200ppm，磷酸盐中金属元素G与磷元素P的摩尔比为0.5≤G/P≤2。

为了提高共聚酯的耐水解性能，本发明在聚酯的酯交换反应过程中添加含硅化合物，具体结构如式1所示。硅氧烷结构具有很强的疏水性，因此在共聚酯中引入硅氧烷结构单元，能够提高所得共聚酯的耐水解性能。在一条共聚酯长链上，可间断地有多个硅氧烷结构单元。

所述含硅化合物的共聚单元占共聚酯总重量的0.1～15.0wt％，优选0.1～10wt％。当共聚酯中含硅化合物的共聚单元低于0.1wt％时，起不到提高共聚酯耐加水分解性的效果，而当共聚酯中含硅化合物的共聚单元过高时，会影响共聚酯的熔点，进而使共聚酯的耐热性变差。

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。