[发明专利]一种改性共聚酯及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于共聚酯及其制备方法和应用领域，特别涉及一种改性共聚酯及其制备方法和应用。

背景技术

纺织工业是我国国民经济的支柱产业之一，聚酯纤维是纺织工业中应用最广，产量最大的纺织纤维，2010年我国聚酯长丝1790万吨，占世界聚酯长丝总产量的73％，聚酯短纤维895万吨，占世界聚酯短纤维总产量的66％，连续12年居世界首位。但是我国虽然是聚酯生产大国，却是聚酯技术弱国，产品同构性矛盾突出，差别化功能化聚酯纤维品种少，国外差别化纤维占50％，我国只有30％。服用衣料需求的发展趋势为：(1)舒适：总体上轻盈、膨松、悬垂、有弹性，视觉上色泽优雅、光泽柔和、有层次感，触觉上柔软、丰满、滑爽、凉爽；(2)环保、节能、低碳。

加入间苯磺酸钠(或钾)类改性单体进行改性，已有许多报道和研究。这类共聚酯(简称CDP)的染色性能有改善，但是仍有缺陷。由于CDP需要高温高压下阳离子染料可染，和棉毛丝麻等天然纤维进行混纺染色时，会影响天然纤维性能。另外，也出现了常压阳离子染料易染的共聚酯ECDP和HCDP。但是ECDP的纺丝不稳定，纤维的耐热性差。常压阳离子染料易染的共聚酯HCDP和纤维，其聚合反应难以控制，要增加聚合物的分子量非常困难，使纤维加工难于进行，而且力学性能下降，生产成本比较高，影响进一步扩大生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种改性共聚酯及其制备方法和应用，该共聚酯的纤维具有非常好的阳离子染料可染性，上染率可达95％以上；该共聚酯的纤维在常压沸染或沸水处理或干热处理之后，呈螺旋卷曲状，赋予纤维触觉轻柔、回弹性好、超蓬松等独特风格。

本发明的一种改性共聚酯，所述改性共聚酯的单体包括：摩尔比为1∶1.1～2.4∶0.015～0.07∶0.04～0.20∶0.02～0.10的对苯二甲酸、乙二醇、间苯二元酸二元酯-5-磺酸钠或钾、2-甲基-1，3-丙二醇和1，3-丙二醇。其结构式如下：

所述改性共聚酯的单体包括：摩尔比为1∶11～2.4∶0.015～0.05∶0.05～0.20∶0.025～0.10的对苯二甲酸、乙二醇、间苯二元酸二元酯-5-磺酸钠或钾、2-甲基-1，3-丙二醇和1，3-丙二醇。

所述改性共聚酯的单体包括：摩尔比为1∶11～2.4∶0.02～0.05∶0.05～0.15∶0.025～0.075的对苯二甲酸、乙二醇、间苯二元酸二元酯-5-磺酸钠或钾、2-甲基-1，3-丙二醇和1，3-丙二醇。

所述改性共聚酯的单体包括：摩尔比为1∶11～2.4∶0.03～0.04∶0.05～0.10∶0.025～0.05的对苯二甲酸、乙二醇、间苯二元酸二元酯-5-磺酸钠或钾、2-甲基-1，3-丙二醇和1，3-丙二醇。

所述间苯二元酸二元酯-5-磺酸钠或钾为间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠，间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钾，间苯二甲酸丙二醇酯-5-磺酸钠，间苯二甲酸丙二醇酯-5-磺酸钾，间苯二甲酸丁二醇酯-5-磺酸钠或间苯二甲酸戊二醇酯-5-磺酸钠。

所述改性共聚酯的特性粘数为0.4～0.7，由毛细管粘度法测得，熔点为200℃～240℃。

本发明的一种改性共聚酯的制备方法，包括：

在连续聚合设备(包括：第一酯化釜、第二酯化釜和缩聚釜)上合成共聚酯：在第一酯化釜中加入乙二醇和对苯二甲酸进行酯化，反应温度为240℃～270℃，时间为2～4h；然后，进入第二酯化釜，加入间苯二元酸二元酯-5-磺酸钠或钾、2-甲基-1，3-丙二醇和1，3-丙二醇进一步酯化，反应温度为240℃～270℃，时间为1～3h；随后，进入缩聚釜，加入对苯二甲酸单体重量0.01％～0.08％的催化剂和对苯二甲酸单体重量0.02％～0.06％的热稳定剂，反应温度为270℃～300℃，时间为2～4h，反应结束后出料、切粒、干燥即得改性共聚酯；

其中对苯二甲酸、乙二醇、间苯二元酸二元酯-5-磺酸钠或钾、2-甲基-1，3-丙二醇和1，3-丙二醇的摩尔比为1∶1.1～2.4∶0.015～0.07∶0.04～0.20∶0.02～0.10。

所述催化剂为含Zn、Sb、Mn、Ca或Co化合物中的一种或几种。

所述热稳定剂为磷酸三甲酯或磷酸三苯酯。

在大型连续聚合设备上合成本发明，必须按照上述方法，优选组成、加料方式、严格控制酯化、缩聚温度和时间，解决以上关键技术，才能保证获得可纺性良好的共聚酯。