[发明专利]一种改性聚对苯二甲酸乙二醇酯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性聚对苯二甲酸乙二醇酯及其制备方法。该方法包括：(1)在催化剂存在下，将乙二醇、对苯二甲酸和结晶促进剂进行反应，得到反应产物；(2)将所述反应产物脱除过量未反应的乙二醇，然后在缩聚反应条件下进行缩聚，得到改性聚对苯二甲酸乙二醇酯；其中，所述结晶促进剂选自聚乙烯醇缩醛。此方法可以在不降低聚合物特性粘度(分子量)的同时，综合改进聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶速率(结晶温度)和结晶度(熔融焓)。

技术领域

本发明涉及一种改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法，以及由该方法制备得到的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是目前最重要的合成材料之一，属于结晶型饱和聚酯，主要应用于生产纤维、薄膜及饮料瓶等。PET价格低廉，具有优良的耐磨性、耐热性、耐化学药品性、电绝缘性和力学强度高等特性，因此，20世纪60年代便开始了作为工程塑料的应用开发。目前PET工程塑料已应用于汽车、电机、电子、家用电器及机械等行业。

PET作为工程塑料使用时，其缺点是在常用的加工模温下(70-110℃)结晶速度过慢、冲击性能差和吸水性大等，因此限制了它的广泛应用。自上世纪70年代以来，人们尝试通过各种途径对PET进行改性。

与其他结晶聚合物如PE、PP、PBT相比，PET的结晶速率非常低。据报道PE的最大球晶增长速率为5000μm/min，而PET仅为10μm/min。另外，PET的结晶温度也非常高，其注塑模温要达到120～140℃，使得PET的生产周期长，经济性差。因此，研究PET的结晶动力学，寻找有效的成核剂，提高结晶速率，改善结晶性能是PET改性研究的一个重点。

可用于提高PET结晶速率的成核剂种类很多，一般可分为均相成核剂和异相成核剂。异相成核剂主要包括非离子型高分子化合物和低分子无机化合物。目前PET最常用的异相成核剂是滑石粉，现已工业化。虽然上述异相成核剂能显著提高PET的结晶速率，但也存在其缺点。因为这些外加粒子可能成为应力集中点引发裂纹，导致PET冲击强度的降低。为了克服这个缺点，外加成核剂的PET都要用玻纤或其他材料增强。而均相成核剂就无此缺点，均相成核剂主要有低分子有机羧酸盐和大分子羧酸盐两大类。但是此类成核剂虽然可以有较好的成核效果，但存在一些副效应，如PET与苯甲酸钠在挤出时存在降解反应，生成PET-Na，使最终的产品的分子量降低。

因此，如何在不降低PET聚合物的分子量的同时，改进PET的结晶性能变得十分必要。

发明内容

本发明的目的是为了解决如何在不降低聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度(分子量)的情况下，改进聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶度(熔融焓)和结晶速度(结晶温度)的问题，提供了一种改性聚对苯二甲酸乙二醇酯及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法，包括：(1)在催化剂存在下，将乙二醇、对苯二甲酸和结晶促进剂进行反应，得到反应产物；(2)将所述反应产物脱除过量未反应的乙二醇，然后在缩聚反应条件下进行缩聚，得到改性聚对苯二甲酸乙二醇酯；其中，所述结晶促进剂选自式(I)所示的聚乙烯醇缩醛，

其中，R为H或C₁～C₁₀的烷基，n＝200～1000。

本发明还提供了一种由本发明方法制得的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯。

本发明提供的方法中，通过在乙二醇和对苯二甲酸进行的反应过程中，将聚乙烯醇缩醛作为结晶促进剂加入参与乙二醇和对苯二甲酸的合成反应，最终制备的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯可以获得提高的结晶度和结晶温度，且聚合物仍有较高的特性粘度，分子量不降低。

此外，本发明提供的方法中，使用的催化剂还包括了含有稀土金属元素的组分a，并加入了可以改进缩聚反应的组分c磷化合物，也同样可以有助于制备的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯具有更好的结晶性能。