[发明专利]增塑的乙酸纤维素、其制备方法及其在制造纤维中的应用

说明书

本发明涉及增塑的乙酸纤维素、其制备方法及其在制造纤维中的应用，所述增塑的乙酸纤维素包含一种改性的乙酸纤维素A成份，后者含有环酯、尤其ε-己内酯的接枝低聚物。

US-A-3922239公开了一种纤维素酯或醚的混合物，该酯或醚与聚合的环酯例如ε-己内酯低聚物相混合。该材料应是热塑性的。已表明该混合物的组分不具有令人满意的相容性。这表明在热塑加工时不能产生均匀的熔融。在加工时发现有一定程度甚至分解。

GB-A-2152944公开了增塑的乙酸纤维素，它是在催化剂存在下由含游离羟基的乙酸纤维素与环酯尤其是ε-己内酯反应得到的。乙酸纤维素与环酯的重量比在1/99和95/5之间，聚合温度在120和230℃之间。优选在干氮保护气中进行反应。反应混合物可以含有有机溶剂，该溶剂分子中不含活性氢并且与乙酸纤维素和环酯具有足够的相容性，例如二甲苯。作为催化剂尤其可以考虑有机酸;无机酸;碱金属，例如钠和钾;叔胺;烷基铝和其衍生物;例如三乙基铝;烃氧基钛化合物，例如钛酸四丁酯;有机金属化合物，例如辛酸锌和二月桂酸二丁基锌;以及金属卤化物，例如氯化锌。与含羟基乙酸纤维素反应的环酯的量优选在0.5和4.0摩尔单元/乙酸纤维素无水葡萄糖单元。通过“内”增塑降低了增塑乙酸纤维素的熔融温度，同时提高了分解温度。因此增塑的乙酸纤维素可有利地熔融纺成纤维，用于纺织领域和用于制造香烟过滤咀丝束。

需要改善GB-A-2152944中公开的方法和增塑的乙酸纤维素。使用接枝己内酯的乙酸纤维素（相当于无组分B的组分A，以后还将描述）要求高含量的己内酯，以保证熔融加工。这是比较昂贵的。此外值得追求的是进一步降低增塑乙酸纤维素的熔点，以便与干纺相比更好利用熔融纺丝的优点。干纺方法的缺点是，由于经济和生态的不利一定要回收加入的溶剂。

下述文献的现有技术没有超过上述GB-A-2152944：WO92/20738公开了可分解的纤维素酯，它含有亲水的分解活化剂。该活化剂在高潮湿环境下于纤维素酯中渗出并使其可分解。此外分解活化剂可是内酯，它还被看作是纤维素酯的增塑剂。另外可加入常规增塑剂。US-A-4529788涉及一种制造接枝聚合物的方法，其中在纤维素衍生物存在下使环酯进行催化开环聚合。接枝聚合物具有高透明性、良好的成膜性和高溶解性。J    61171719的德温特摘要86-242456/37涉及改进了与其它聚合物可混性的聚氨酯，其中有机二异氰酸酯与聚酯多元醇反应，该多元醇是在山梨醇存在下由内酯开环聚合得到的。另外，该聚合物改善了对热和溶剂的稳定性以及与其它聚合物的可混性。J60238317的德温特摘要86/106500描述了用于木材、金属、塑料材料等涂层的醇酸树脂，它含有一种在羟基纤维素衍生物存在下通过环酯开环得到的接枝聚合物。此外醇酸树脂具有改善了的硬度和耐候性并且是例如金属和木材的颜料的成分。

本发明的任务是改性开始时所述的增塑乙酸纤维素，使其熔点进一步降低，尤其是提出制造所述该类增塑乙酸纤维素的适宜方法，改进其经济性。

上述任务是由此完成的，增塑乙酸纤维素还含有环酯的低聚物形式的一种外加增塑剂B，其中低聚物的末端羧基被沸点至少为约120℃和熔点不高于约180℃的醇和/或至少具有游离羟基的醇衍生物所酯化，由式（Ⅰ）描述组分A和B的重量比：

0.3≤A/（A+B）≤0.95    （Ⅰ）

特别优选的是，A/A+B的重量比为至少0.5至0.9，尤其0.7至0.9。如果低于上述式（Ⅰ）的下限值0.3，即低聚物B组成提高，那么软化范围下降到产品在室温下是软的。因此不再可能有合适的产品。如果超出0.95的上限值，那么决不可能热塑性加工或是造成困难实际上不能实现本发明。在约0.5值时得到足够的强度值和适宜的低的加工温度。约0.8的有利界限值导致较高的加工温度;该值提供的优点是，产品具有很好的机械强度并且生产是较经济的。

有选择适宜的醇和/或至少含游离羟基的醇衍生物时，本发明的限制如下：其沸点至少为约120℃，尤其至少为约140℃，其熔点不超过180℃，尤其不超过160℃。