[发明专利]一种易生化降解型水溶性聚酯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种易生化降解型水溶性聚酯及其制备方法，采用对苯二甲酸、间苯二甲酸双羟乙酯‑5‑磺酸钠、乙二醇、1,4‑丁二醇、脂肪族二元酸改性单体等组分进行共聚改性，成功制备出高BOD₅/COD_cr型水溶性聚酯，生化降解性优异。同时，本发明采用间歇式四釜制流程，实现分步聚合过程，优化工艺参数，最终产品具备易上浆、易退浆、高玻璃化转变温度等特性，满足了涤纶化纤长丝、短纤、涤锦复合丝的高效上浆和绿色退浆使用要求。

技术领域

本发明涉及一种易生化降解型水溶性聚酯的制备方法，属于差别化绿色聚酯制造领域。

背景技术

纱线上浆的目的是提高纱线的强度、降低毛羽率，从而提高织造效率。棉型织物主要以PVA、变性淀粉为主，化纤类浆料以丙烯酸型浆料为主。近年来，随着水溶性聚酯浆料的成功开发，涤纶化纤长丝、短纤上浆纷纷采用此类浆料，由于其分子链结构单元与涤纶的高度相似，依据“相似相容”原理使其具备快速上浆成膜的特性，上浆速度较丙烯酸型浆料提升110％，织造效率大大提升。织物在染色印花前需要进行退浆处理，据统计，我国印染废水排放350万吨/天，退浆废水约占整个染整废水总量的1/3，浆料以高分子产品为主，退浆废水呈现高COD_cr、低BOD₅特性，B/C比低，废水生化处理难度大，不符合绿色制造发展之需，为此迫切需要开发易生化降解型浆料。

中国专利CN109485839A“一种采用三单体生产工艺废水浓缩料制备水溶性聚酯的制备方法”通过浓缩三单体废水与PTA、EG经过酯化聚合后制备的水溶性聚酯浆料B/C＝0.0494，有适量的生化降解性，但与酸解淀粉B/C＝0.306相比差距较大。中国专利CN110258114A“一种环保型纺织浆料的制备方法”提出在水溶性聚酯浆料的基础上共混淀粉、聚丙烯酸酯、尿素、降粘剂等成分，利用淀粉优异生化降解性从而提高浆料生化降解性，但对涤纶长丝淀粉对其粘接力较小，不符合涤纶长丝的高效上浆之需。金恩琪等在纺织学报2016年06期发表的论文《脂肪族单体结构对水溶性聚酯浆纱性能的影响》中，采用丙二酸二醇酯为改性单体合成水溶性聚酯浆料，浆膜耐磨性能优异，毛羽少，生物降解性高(B/C＝0.067)。但实际使用过程玻璃化转变温度对产品的影响至关重要，尤其用脂肪族改性单体会导致产品玻璃化转变温度大幅度下降，上浆浆膜受气候影响较大，夏季气温高时极易导致上浆后的纱线并浆粘黏。为此，生化降解性能优异、玻璃化转变温度高、退浆性能优异等是保证产品高效、安全使用的关键。

发明内容

本发明旨在通过配方创新、工艺流程创新制备一种易生化降解型水溶性聚酯浆料，该水溶性聚酯浆料易溶解、易上浆、浆膜玻璃化转变温度高、耐磨性能优异、退浆条件温和、退浆率高，可高效广泛用于涤纶长丝、短纤、涤锦复合丝等领域的上浆织造领域。

本发明为实现发明目的，采用如下技术方案

一种易生化降解型水溶性聚酯，其各原料按重量份的构成为：

进一步地，所述脂肪族二元酸为丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸和葵二酸的至少一种。所述脂肪族二元酸在添加至反应体系之前进行预酯化反应，生成对应的丙二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、葵二酸二甲酯，反应工艺为：将脂肪族二元酸投入反应釜中，加入乙二醇(不计入水溶性聚酯原料中的EG用量)，乙二醇和脂肪族二元酸的摩尔比控制在5～10:1，控制2℃/min的升温速率将内温升至155℃，向釜内加入复配型助剂；搅拌均匀后继续以1℃/min的升温速率将内温升至175℃，保温30min，再以0.5℃/min升温速率将内温升至180℃，并保温，反应至脂肪族二元酸的酯化率控制为65％～95％，完成预酯化反应。

更进一步地，所述复配型助剂为三氧化二锑、醋酸锑、醋酸钙和醋酸钠中的至少两种。

进一步地，所述热稳定剂为TMP、TPP或磷酸。