[发明专利]一种共聚酯及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种共聚酯及其制备方法和用途，具体地说是与带侧链且碳原子数为6以下的脂肪族二元醇单体共聚而制得的聚酯。

背景技术

聚酯中的聚对苯二甲酸乙二醇酯拥有突出的性能，广泛应用于纤维、薄膜等领域，特别是服饰、产业资材领域。

根据用途不同聚酯纤维的染色方法有很多，但是普通的聚酯存在分子链紧密，结晶度高等结构特征，使得其并不像天然纤维容易进行染色，在使用分散染料染色的时候，需要130℃的高温、高压。在高温与高压的条件下进行染色，除了增加设备投资外，也会增加操作成本。

提高聚酯纤维的染色性能的课题已经有很长的时间的研究了。其中，通过共聚合技术来改善聚合物特性是主要的手段之一。

中国专利CN101063236A、CN1534114A中公开了仅通过与带侧链的二元醇共聚形成聚酯的方法，虽然染色性能提高，但是染色后明度值L*仍然较高。专利JK56-26006中公开了一种改性聚酯纤维通过在聚酯中添加磺酸基团和聚乙二醇单体的方法来提高可染性，但这类聚酯制成的纤维所使用的染料则需由一般的分散染料提升为阳离子反应性染料，导致生产成本增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种常温常压下染色性能好、成本低的共聚酯及其制备方法和用途。

本发明的技术解决方案如下：

本发明中的共聚酯，构成共聚酯的二元酸成分中，对苯二甲酸结构单元含量为90mol％以上，构成共聚酯的二元醇成分中，乙二醇结构单元的含量为70～99mol％、带侧链且碳原子数为6以下的脂肪族二元醇结构单元的含量为1～30mol％，共聚酯中还含有聚乙二醇结构单元。

本发明中带侧链且碳原子数为6以下的脂肪族二元醇为2-甲基-1，3丙二醇、2，2-二甲基-1，3丙二醇、2-甲基-1，4-丁二醇、2，3-二甲基-1，4-丁二醇、2-甲基-1，5-戊二醇、1，2-丙二醇。优选2-甲基-1，3丙二醇，此时共聚酯的染色性很好。

带侧链且碳原子数为6以下的脂肪族二元醇的共聚量必须是使得构成共聚酯的二元醇成分中带侧链且碳原子数为6以下的脂肪族二元醇结构单元的含量为1～30mol％。在此范围内的话，共聚酯的染色性很好。优选范围为6～20mol％。

为了提高染色性能，本发明还在共聚合反应过程中添加了聚乙二醇单体，因为聚乙二醇的柔顺链结构使得染料更容易分散进去，且聚乙二醇的加入可以降低聚酯纤维结构的紧密度从而使染色温度降低。聚乙二醇单体的分子量为1000～10000g/mol。聚乙二醇的添加量为共聚酯总量的1～30wt％，如果不在此范围内，则共聚物的耐热性会下降，且可纺性变差，容易出现飘丝现象。

本发明的共聚酯的制备方法是由100重量份的二元酸、56～93.4重量份的二元醇和1.15～35重量份的聚乙二醇共聚制得共聚酯，且二元酸中对苯二甲酸含量为90mol％以上，二元醇中的乙二醇含量为70～99mol％、带侧链且碳原子数为6以下的脂肪族二元醇含量为1～30mol％。其中，二元酸和二元醇的摩尔比为1∶1.5～2.5。

本发明在酯化反应过程中所使用的酯交换反应的催化剂或聚缩反应的催化剂，具体是指醋酸钙、氯化钙等钙化合物，醋酸镁、氯化镁、碳酸镁等镁化合物，三氧化锑、醋酸锑等锑化合物，氧化锗、氯化锗等锗化合物，正钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯等的钛金属醇盐、乙二胺四乙酸、羟乙基亚氨基二乙酸、二乙撑三胺五乙酸、三乙撑四胺六乙酸，或是作为螯合剂的多价羧酸和/或羟基羧酸和/或含氮的羧基的钛复合体。螯合剂是指邻苯二甲酸、三酸三辛酯、均苯三甲酸、苯连三酸、均苯四甲酸二酐等的羟基羧基酸；或含氮羧酸的乙二胺四乙酸、NTP、羧基亚胺基二乙酸、羧甲基亚胺基二丙酸、二乙撑三胺五乙酸、三乙撑四胺六乙酸、亚胺二醋酸、亚胺基二丙酸、2-羟乙基-亚胺基乙酸、2-羟乙基-亚胺基二丙酸、2-甲氧基乙基-亚胺基乙酸。

本发明的共聚酯可通过直接聚合法或DMT法制造。还可以通过间歇聚合法或连续聚合法来制造。

另外，本发明的共聚酯可通过公知的方法做成纤维，进而形成织物，制得的成品在常温常压下针对分散染料具有良好的染色性，从而降低了高温高压染色带来的高额设备投资和操作成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

本发明含对苯二甲酸90mol％以上的二元酸简写TPA；乙二醇简写为EG；2-甲基-1，3-丙二醇简写为MPO；聚乙二醇简写为PEG。

实施例1