[发明专利]一种聚酯组合物及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酯组合物及其制备方法和用途，更具体的，涉及一种低环状三聚体析出、低雾度值的聚酯组合物。

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）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT），因其优良的机械特性、化学特性、尺寸稳定性和透明性，在纤维、薄膜、树脂等领域受到广泛的应用。

通常，在聚酯的聚合过程中不可避免的会产生副产物低聚物，其量一般占聚酯总量的2wt%左右。所说的低聚物主要指聚合单体、二聚体、环状三聚体等，其中又以环状三聚体占绝大部分，约占聚酯总量的1wt%左右。低聚物在制膜或纺丝的过程中会对设备上的一些组件如模具、排气口、喷丝板造成污染等，这样会导致设备清理、更换的频率变高，降低生产效率。

另外，副产物环状三聚体还会在成型后的聚酯产品如薄膜、薄板、瓶子等表面析出形成白色异物，造成成型品不合格、质量下降等问题。当这些聚酯产品用于食品包装材料时，环状三聚体会进入包装内的食品，对食品造成污染。

由于上述问题的存在，目前本领域技术人员提出了一些降低聚酯中环状三聚体含量的方法。方法之一，如中国专利CN101747531公开了一种减少/抑制聚酯低聚物含量的组合物以及聚酯组合物，该专利申请通过将聚酯与螯合剂、硼盐、胺基化合物进行混炼的方法去除一部分环状三聚体。但是由该方法得到的聚酯在后期高温加工处理过程中螯合剂、硼盐等容易析出，而且对特定低聚物环状三聚体的再生抑制效果不明显。方法之二，将得到的聚酯经过固相聚合或在惰性气体下热处理从而降低聚酯中环状三聚体的含量，但是这种方法只能降低聚酯中初始环状三聚体的含量，不能解决其在后续的高温加工环境中低聚物再次析出的问题，同时增加了固相聚合的工艺，从而增加了成本。还有的方法如中国专利CN102421820A公开了一种低聚物减少的聚对苯二甲酸丙二醇酯粒料，其制备方法是使用有机溶剂从聚酯中提取而除去环状三聚体，这种方法后续需要回收大量有机溶剂，成本较高、操作麻烦，在工业上难以执行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温处理中环状三聚体析出少的聚酯组合物及其制造方法。

本发明的技术方案：

一种聚酯组合物，该聚酯组合物由芳香族二元羧酸或其衍生物、脂肪族二元醇和有机磷酸金属钠盐反应而成；聚酯组合物中含有相对于聚酯组合物总量20～600ppm的钠元素；由该聚酯组合物制成的薄膜在150℃下热处理16h后，表面环状三聚体析出量为800μm²/m²～1400μm²/m²，且由该聚酯组合物制成的厚度为50μm的薄膜的雾度值在3wt%以下。

所述有机磷酸金属钠盐优选芳基磷酸钠盐，聚酯组合物中钠元素的含量优选30~300ppm。

本发明的聚酯组合物中环状三量体的含量为0.8~1.4wt%,聚酯组合物的T_m-T_mc低于60℃。

本发明的聚酯组合物中还优选含有相对于聚酯组合物的量为10～200ppm的除钠元素以外的碱金属或者碱土金属或者锰金属元素。

所述聚酯组合物中优选含有相对于聚酯组合物的含量为50~300ppm的锑元素。

上述的聚酯组合物的制备方法，主要包括芳香族二元羧酸或其衍生物和脂肪族二元醇的酯化反应或酯交换反应、缩聚反应，在缩聚反应阶段添加有机磷酸金属盐，其添加量以钠元素计相对于聚酯组合物为20~600ppm。

本发明的聚酯组合物中环状三聚体的含量少，且在高温环境中环状三聚体的析出也少。由该聚酯组合物制成的薄膜的光线透过率好、HAZE值低。

具体实施方式

线型高聚物与环状三聚体之间存在着可逆反应，以PET为例，其中的环状三聚体由聚酯原料的两种单体（二元酸/二元酸酯和二元醇）形成。

在一定温度下，聚酯中环状三聚体的含量会达到一个平衡饱和值，达到平衡饱和值后，将不会增加。而且温度越高，这个平衡饱和值越大，也即环状三聚体的含量越大。

一般降低聚酯中环状三聚体的方法虽然可以使得初始处理后的聚酯中环状三聚体的含量下降一点，但是正如上面所说，生成环状三聚体的反应为吸热反应，聚酯的后续使用如制成纤维、薄膜等时的温度必然会高于聚酯的熔点，此时的反应会向着生成环状三聚体的方向进行。比如，低聚物在制膜中或者在制膜后的加工工程中，由于加热会析出低聚物，影响膜的光学性，同时也影响加工后膜的外观，污染设备，造成生产性不好。