[发明专利]一种耐水解聚酯及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐水解聚酯及其生产方法。

背景技术

聚酯本身具有优良的特性，特别是聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二酯和聚对苯二甲酸丁二酯，由于其机械、物理、化学性能优异，如机械强度好、耐热、耐化学试剂、透明性好特点，在各种领域被广泛用作纤维、薄膜、树脂和其他模塑产品。然而，大部分的聚酯在高温潮湿的环境下的耐水解性不佳。在此种条件下，聚酯极易受其残存末端羧基催化而水解，造成物理性能的劣化。

由于聚酯末端基对湿气敏感的特性大幅度地限制了聚酯在产业上的应用，因此，为了扩展其应用领域，实有必要针对上述问题寻求在性能上得以改善的聚酯。

在干热情况下，聚酯的耐水解性极佳，它比同样温度下的氧化降解要稳定5000倍，比同样温度下的热降解稳定1000倍，但在湿热下却极易发生水解断裂。在100℃以上，相对湿度为100％的条件下，聚酯的水解速度比相同温度下的热降解快10⁴倍，比在空气中的氧化降解快500倍。这是因为聚酯主链含有酯键，末端基是羧基和羟基，聚酯耐水解性能较差，特别是因为聚酯水解为自加速反应，酸含量增加会加速水解，则末端羧基的含量越高，聚酯的耐水解性越差。水解使的聚酯材料的力学及其他性能迅速严重噁化，这就极大地限制了它在很多领域中的应用。

国外对聚酯的水解稳定性作了不少的研究，早在1959年，Daniels就提出通过减少聚酯端羧基含量的方法来改善聚酯的水解稳定性，之后，有人提出用交联，表面涂层的方法，但较多的还是通过添加助剂的方法来达到的。

目前大多以加入含有功能官能团的封端剂来改进聚酯的耐水解性。已知专利CN 1312327A报道含有环氧和氨基基团高分子封端剂来改善聚酯的耐水解性，但封端剂的制备过程复杂。还有重要的一点就是如环氧基团化合物，共混反应活性不高，添加量很多，会导致成本增加。再者Bhatt在公开的国际申请WO83/1253中揭示了通过加入将某些预掺混到另一热塑性材料中的聚酯稳定剂可以提高聚酯单丝的水解稳定性。推荐的稳定剂为碳化二亚胺。此外，混入稳定剂的热塑性材料可能对聚酯制品的其它性能产生不利的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐水解聚酯及其生产方法。

本发明的技术解决方案是：

一种耐水解聚酯，(1)至少含有一种化合物A来自无机锑化合物，聚酯中锑元素含量相对于聚酯的重量为30～500ppm；(2)至少含有一种化合物B来自有机酸钙化合物，聚酯中钙元素含量相对于聚酯的重量为10～500ppm；(3)至少含有一种化合物C来自有机酸锂化合物，聚酯中锂元素含量相对于聚酯的重量为10～200ppm；(4)至少含有一种化合物D来自稳定剂有机磷化合物，聚酯中有机磷元素含量相对于聚酯的重量为10～1000ppm；(5)至少含有一种化合物E来自受阻酚类抗氧剂和/或磷酸酯类抗氧剂，抗氧剂的添加量相对于聚酯的重量为0.01～0.5wt％。

适于本发明的聚酯有：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘酸乙二醇酯(PEN)、PET的共聚物、PBT的共聚物、PTT的共聚物、PEN的共聚物等。其中又以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为佳。

本发明中所用到的抗氧剂为酚类抗氧剂或磷酸酯类中的至少一种。酚类抗氧剂优选具有以下结构的：

结构式中，R₁、R₂为氢元素或烷基；R₃为氢元素、烷基、硫代物、膦酸酯、酯基或苄基。

当R₁、R₂和R₃是烷基时，烷基的碳元素优选为C₁～C₅，更优选为C₃～C₄。

磷酸酯类抗氧剂优选具有以下结构的：

R₄、R₅、R₆为氢元素或烷基。

当R₄、R₅和R₆是烷基时，烷基的碳元素优选为C₁～C₅，更优选为C₃～C₄。

本发明使用所述的抗氧剂，得到的聚酯具有良好的耐水解性能。