[发明专利]一种热收缩聚酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说，本发明涉及一种热收缩 聚酯及其制备方法。

背景技术

PET聚酯属于结晶性聚合物，纺丝所得纤维或单向拉伸成膜后期热 收缩率较低，即使经过特殊的工艺处理也只能得到30％以下的热收缩率。 为了制备高收缩率的纤维或薄膜，需要对普通聚酯进行共聚改性，共聚 改性后的纤维热收缩率可以达到50％以上，薄膜最高热收缩率可达70％ 以上。共聚改性主要是添加第三组分甚至第四组分参与共聚，改变聚酯 链段的规整性，使之生产不对称的分子结构而形成无定形的PET共聚物。 第三或第四组分可以是二元酸或二元醇，常用的二元酸有间苯二甲酸， 间苯二甲酸的加入可以改变聚酯对称的紧密结构，破坏大分子链的规整 性，从而降低大分子间的作用力，有效降低聚酯的结晶度，无定形区变 大，可用于制造高收缩薄膜。常用二醇有1,4-环己烷二甲醇，其改性后 的聚酯薄膜热收缩率可达60％以上，其产品PETG已经工业化，但1,4- 环己烷二甲醇价格高，造成改性聚酯成本高，经济性不高，不利于规模 化。

专利CN103772679A在连续聚酯装置上采用芳香族或脂环式多元胺 及酸酐作为改性剂制得改性共聚酯用于热收缩膜，其多元胺和酸酐反应 生成酰胺，然后与PET聚酯形成嵌段共聚物，并添加多磷酸作为稳定剂， 正如专利所述其熔点较高，需要在温度240～285℃进行熔融挤出，后加工 时能耗相对较高。

中国专利CN103172990A公开了一种间歇法生产热收缩共聚酯薄膜 的制备方法，该专利采用多组分二元酸与多组分二元醇在催化剂，稳定 剂，抗静电剂，扩链剂，抗粘结剂或改性剂存在下，经酯化、缩聚反应 后制得多组分共聚酯，再通过熔融挤出、模头铸片、拉伸等一系列工序 得到热收缩共聚酯薄膜。正如专利实施例所体现，间歇装置生产没有经 过规模化的连续聚酯装置验证，其专利说描述的热稳定剂主要采取磷酸 及磷酸系热稳定剂，并通过添加扩链剂来提高共聚酯的分子量。

PET聚酯由于分子链紧密敛集，结晶度和取向度高，极性较小，结 构缺乏亲水基团，在后加工挤出，注塑或拉膜成型过程中容易产生静电。 中国专利CN103467717A公开了一种用于熔融纺丝的共聚酯熔体及其制 备方法，所述添加聚乙二醇改善PET聚酯的亲水性，其纺丝所得纤维具 有易染匀染、抗静电、保湿型好等特点。另有中国专利CN102220657A 公开了一种吸湿聚酯短纤维及其制备方法，所述添加聚二元脂肪醇，优 选聚乙二醇与对苯二甲酸和乙二醇共聚纺织短纤维，改善其吸湿性。诸 多专利皆采用聚乙二醇参与共聚改善亲水性，并应用于纤维纺丝，未见 有共聚酯应用于注塑拉膜的报道。聚乙二醇的添加，能有效改善聚酯纤 维的亲水性和抗静电性，但聚乙二醇不稳定，在高温下容易降解，特别 是在后加工过程中，由于降解产生大量的刺激性气体，一方面影响了产 品品质，另一方面对加工环境造成了严重的污染。

发明内容

本发明的目的是针对现有普通聚酯在纤维纺丝或单向拉伸薄膜时由 于较高的结晶度，其收缩内应力过低导致收缩率低这一缺点，通过采用 现有的连续式聚酯流程生产线，提供一种有效降低聚酯结晶度，高耐热 性及抗静电性的高收缩聚酯及其制备方法。

本发明人惊讶的发现，通过添加适量的除对苯二甲酸以外的二元羧 酸和脂肪族二元醇，同时添加亲水改性剂和特殊的抗氧化热稳定剂，不 仅可以改变PET聚酯链的规整性，有效降低聚酯结晶度；而且可以防止 聚酯在后加工过程中的热降解和氧化降解，从而得到高耐热性及抗静电 性的热收缩聚酯。该热收缩聚酯可用于高收缩纤维纺丝，单向拉伸高收 缩薄膜或其他需要高收缩聚酯的领域。

基于以上发现，本发明公开了一种热收缩聚酯，其原料包括为对苯 二甲酸、乙二醇、改性剂，所述的改性剂包括3～8wt％二元羧酸(第三组 分)，5～15wt％脂肪族二元醇(第四组分)，0.001～0.003wt％亲水改性 剂，0.0001～0.0005wt％的抗氧化热稳定剂，改性剂添加量以聚酯理论重 量计。

在本发明中，对苯二甲酸还可以用对苯二甲酸的衍生物代替，例如对苯 二甲酸酯，优选为对苯二甲酸甲酯。对苯二甲酸和乙二醇的摩尔比为1∶ (1.0～2.5)，优选为1∶(1.1～1.8)。