[发明专利]一种易碱溶聚酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种易碱溶聚酯和该聚酯的制备方法。

背景技术

现今对改性聚酯以及功能聚酯的研究受到越来越多的关注，其中碱水溶解性能运用得比较普遍，特别是在纤维领域。通过聚酯的碱水溶解性能可以制造超细纤维、异形断面纤维等。目前，在制备易碱溶聚酯的工艺上广泛采用各种金属氧化物、金属盐或金属有机物作为催化剂。

例如，中国专利CN03150900.2公开了在碱水溶液中具有极佳溶解性能的改性聚酯，其使用了多种金属催化剂，这势必会影响聚酯的耐热性能、色调以及纺丝的稳定性，同时金属催化剂的使用对人体及环境会产生很大的危害。另外，在国际申请WO83/1253中使用了稳定剂碳化二亚胺以提高聚酯的水解稳定性能，但是碳化二亚胺是一种高毒性且高成本的化合物。因此，人们对于不使用金属催化剂以及对人体和环境有害的助剂而且碱水溶解性能佳的聚酯的制备工艺进行了大量的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不使用任何金属催化剂的易碱溶聚酯及其制备方法，在聚酯的制备过程中加入间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠以及催化剂有机磺酸和调节剂有机胺化合物，所得聚酯具有优异的碱水溶解性能和耐热性能，而且制备方法简单方便、成本低。

本发明的技术解决方案是：

一种易碱溶聚酯，含有对苯二甲酸和乙二醇合成的重复单元，所述聚酯中间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠(SIPM)的含量为相当于总二元酸单元的2～8mol％，且聚酯中钠以外的金属元素的含量在3ppm以下。

本发明所述聚酯中间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠的含量为相当于总二元酸单元的2～8mol％，优选2～6mol％。若间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠的含量小于2mol％，则所得聚酯得不到优异的碱水溶解性能，而如果其含量大于8mol％，则在聚合过程中聚酯会出现严重的增粘现象，影响最终聚酯的性能。

所述聚酯中还含有相对于聚酯总量为0.001～0.05wt％的催化剂有机磺酸，相对于聚酯总量为0.001～0.05wt％的调节剂有机胺。

本发明所述的聚酯中还含有催化剂有机磺酸和调节剂有机胺，相对于聚酯总重量，催化剂有机磺酸的含量为0.001～0.05wt％，优选0.005～0.05wt％；调节剂有机胺的含量为0.001～0.05wt％，优选0.005～0.05wt％。聚酯中催化剂有机磺酸含量过多的话，过量的硫元素会会导致聚酯耐热性能下降、色调变黄。另外，调节剂有机胺化合物主要是调节反应体系的酸碱环境，如果添加的过多，聚酯中有机胺这种相对分子量较小的化合物含量过多也会导致聚酯的耐热性能下降。

本发明所述催化剂有机磺酸可以是一种或多种一元和/或多元磺酸化合物。所述磺酸化合物的分子结构没有特别的限制，可以是分子中含有一个或多个(-SO₃H)的化合物。所述磺酸化合物的类型也没有特别的限制，可以为脂肪族的磺酸，也可以为芳香族的磺酸。

具体的，本发明所述的催化剂有机磺酸为如式1～式8所示化合物中的一种或几种：

R₁-SO₃H                      式1，

HO₃S-R₂-SO₃H                 式2，

R₃(SO₃H)m                    式3，

式4，

式5，

式6，

式7，

式8，

式中R₁为碳原子数1～30的烃链，且烃链上连接0～10个苯环的支链；R₂为碳原子数3～30的烃链，且烃链上连接0～10个苯环的支链；R₃为碳原子数3～30的烃链，且烃链上连接0～10个苯环的支链；R₄为碳原子数0～20的烃链；R₅、R₆分别为碳原子数1～20的烃链，m为3～10的整数。

所述催化剂有机磺酸优选对甲苯磺酸。

本发明中所述调节剂有机胺化合物是指氮原子上连有四个烃链的氢氧化物，其结构式如式9所示：

式9，