[发明专利]一种聚酯及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酯及其生产方法。

背景技术

聚酯，特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等，由于其本身所具有的优异的机械、物理和化学性能，被广泛用作纤维、薄膜、树脂和其他模塑产品。

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。这是因为聚酯主链中的酯键、末端基羧基和羟基导致聚酯的耐水解性能较差，特别是聚酯水解为自加速反应，酸含量增加会加速水解。所以聚酯末端羧基的含量越高，其耐水解性越差。水解使得聚酯材料的力学及其他性能迅速恶化，这就极大地限制了它在一些要求湿热的产业上的应用。

因此，为了扩展聚酯的应用领域，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，有人提出交联、表面涂层等方法，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。专利CN 1312327A公开了通过使用含有环氧和氨基基团的高分子封端剂来改善聚酯的耐水解性，但该种封端剂的制备过程复杂，另外环氧基团化合物的共混反应活性不高，需要大量的添加，这就导致了成本增加。国际申请WO83/1253公开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。但是，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性能好的聚酯及其生产方法。

本发明的技术解决方案是：

一种聚酯，由芳香族二元羧酸酯和脂肪族二元醇进行酯交换反应得到小分子聚合物，再由小分子聚合物进行缩聚反应或缩聚及固相聚合得到聚酯，在该聚酯中：

(1)至少含有一种化合物A来自蒙脱土化合物，其中蒙脱土化合物的添加量相对于聚酯重量为10～300ppm；

(2)至少含有一种化合物B来自无机磷酸盐，其中磷酸盐中磷元素含量相对于聚酯重量为5～200ppm，磷酸盐中金属元素M与磷元素P的摩尔比为0.5≤M/P≤2；

(3)至少含有一种化合物C来自无机锑化合物，其中锑元素含量相对于聚酯重量为60～500ppm；

(4)至少含有一种化合物D来自有机酸锰化合物，其中锰元素含量相对于聚酯重量为20～200ppm；

(5)至少含有一种化合物E来自稳定剂磷化合物，其中稳定剂磷化合物中磷元素含量相对于聚酯重量为5～500ppm。

本发明所述的蒙脱土是由两层硅氧四面体和一层铝氧八面体组成的层状硅酸盐结晶体，属于2∶1层状硅酸盐。每个单位晶胞由两层硅氧四面体夹带一层铝氧八面体构成，二者之间以共用氧原子连接。一般情况下，天然的蒙脱土层间的阳离子主要是钠离子、钾离子、镁离子、钙离子等，其具有高极性表面。通常为了改变蒙脱土的微观极性，会将蒙脱土层内的亲水层变为疏水层，即进行有机化试剂处理，使层间发生离子交换反应。本发明中所使用的蒙脱土类型为钠离子型蒙脱土、季铵阳离子型蒙脱土或季膦阳离子型蒙脱土。其中前者为天然蒙脱土，后二者为有机化处理过的蒙脱土。

有机化蒙脱土处理的过程通常为将蒙脱土与水按一定比例进行混合分散均匀，再将有机化试剂与水按一定比例进行混合溶解后加入蒙脱土的水悬浮液中，然后再进行搅拌、过滤、洗涤、干燥、粉碎，即得到有机化处理过的蒙脱土。

季铵阳离子和季膦阳离子的通式分别如式1和式2所示：

式1

式2

式中R₁～R₈分别为氢原子、烷基、亚烷羟基、亚烷酸基，每个化学式中的四个基团可以相同也可以不同，但四个基团不可以同时为氢原子。上述烷基的通式为-(CH₂)_nCH₃，其中n为0～30的整数；亚烷羟基的通式为-(CH₂)_mOH，其中m为1～5的整数；亚烷酸基的通式为-(CH₂)_xCOOH，其中x为1～30的整数。