[发明专利]一种改性PET聚酯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性PET聚酯，以对苯二甲酸或其衍生物、乙二醇为原料，在酯化过程中加入苯甲酸钠‑乙二醇溶液共聚改性制得。与常规PET聚酯相比，本发明制备的改性聚酯具有优异的结晶性能，结晶速率是常规聚酯的3.5倍以上，熔融结晶峰温高于208℃，可广泛应用于工程塑料等领域。

技术领域

本发明属于化工生产领域，涉及一种改性PET聚酯及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为热塑性聚酯中产量最大、价格最低廉的品种，具有良好的综合性能，但常规PET通常不能用作注塑成型树脂，因为其结晶速度慢，而且结晶后易变脆。常规PET只能在较低成型温度下注塑，且注塑形成的无定型制品在热处理过程中易二次结晶，导致材料变脆。若要得到结晶制品，必须在较高的模温(140℃左右)下注塑成型，模塑周期长，冷却固化时结晶不充分，易发生粘模现象，而且在脱模之后因继续结晶而使制品发生翘曲，限制了PET在工程塑料上的应用。

现有改善PET结晶性能的报道如下：

中国专利申请200910312669.3公开了一种快结晶聚酯工程塑料及其制备方法，所述的快结晶聚酯工程塑料是由如下原料组分在双螺杆挤出机中挤出制得的：改性快结晶聚酯A100重量份、结晶成核剂B0.05～5重量份、玻璃纤维C10～40重量份、阻燃剂D10～30重量份、增韧剂E1～15重量份和抗氧剂F0.01～3重量份，其中成核剂可为苯甲酸钠。该发明制备的快结晶聚酯工程塑料组合物制备的工程塑料结晶速度快、力学强度高、注塑成型快并且可在低温下脱膜。该发明采用共混挤出手段制备快结晶聚酯工程塑料，但共混过程中成核剂易与聚酯分子链端的羧基形成羧酸钠盐，降低聚酯分子链长度，从而降低聚酯的分子量。聚酯分子量的降低则会影响材料的力学性能，而该发明解决力学性能降低的方法是在挤出过程中加入扩链剂及增韧剂，但助剂的加入不仅会增加成本，而且对聚酯结晶性能也会造成负面影响。

目前，提高PET结晶速率的主流工艺是通过PET与成核剂共混挤出，利用成核剂在PET中异相成核机理，促进PET结晶。虽然共混技术简单、成本低、产量大，但仍存在共混效果差、聚酯分子量降低等问题。尤其是与成核剂在高温条件下共混发生反应，使PET分子链端带阴离子端基，阴离子端基虽可促进PET结晶，但也会诱导PET分子链在高温下加快断裂，使得聚酯强度降低，制品老化性能和抗冲击强度减弱。

发明内容

本发明的目的是针对PET加入成核剂共混效果差、分子量减低、力学性能下降的问题，提供一种改性PET聚酯的制备方法，在聚合过程中加入成核剂，提高成核剂分散效果，从而达到特性粘度、分子量、力学性能可控、结晶速率快的改性PET聚酯，合成的改性PET聚酯通过后道增强处理工序可广泛应用于工程塑料等领域。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种改性PET聚酯，所述的PET聚酯树脂以对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯、乙二醇(EG)、苯甲酸钠为原料通过聚合改性制得，所述的苯甲酸钠的用量是聚酯重量的0.1-2wt％，优选为聚酯重量的0.5-2wt％，进一步优选为聚酯重量的1-2wt％。

所述的改性PET聚酯是通过以下制备方法制得的：在温度20-100℃下，将苯甲酸钠与占乙二醇总量5-20wt％的乙二醇搅拌溶解，再超声振荡分散制成苯甲酸钠-乙二醇溶液；将苯甲酸钠-乙二醇溶液与对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯、余下的乙二醇及催化剂、醚抑制剂混合，依次通过酯化反应、预缩聚反应和缩聚反应制得改性PET聚酯；所述的酯化反应的温度为235-250℃，压力为0.25-0.3MPa，时间为2-4小时；所述的预缩聚反应的温度为250-278℃，压力为6000-1000Pa，时间为45-60分钟；所述的缩聚反应的温度为278-281℃，真空≤70Pa，时间为1-4小时。