[发明专利]均质高粘聚酯及其制备方法

说明书

本发明涉及一种均质高粘聚酯及其制备方法，方法为：通过控制合成过程中催化剂的加入时机制得特性粘度为0.300‑0.500dL/g的低粘聚酯后将其进行固相增粘制得特性粘度为0.85‑1.15dL/g、特性粘度偏差≤0.02dL/g且分子量分布指数<2.5的均质高粘聚酯；催化剂是在缩聚反应的中间产物的平均聚合度达到8‑17时加入的；固相增粘的预反应分为四个阶段，按先后顺序分别为第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段，对应的温度分别为190‑195℃、195‑210℃、210‑220℃和220‑230℃。本发明的均质高粘聚酯的制备方法，显著降低了产物中低聚物的含量，制得的聚酯品质高，有极好的推广价值。

技术领域

本发明属于聚酯制备领域，涉及一种均质高粘聚酯及其制备方法。

背景技术

高粘聚酯具有较好的力学性能和优秀的理化性能，被广泛的应用于工业丝、包装材料和工程塑料等工业领域，尤其是汽车、安全防护和绳索等需要复合增强材料的工业领域。

目前，常见的高粘聚酯的制备方法为：先经熔融缩聚制备特性粘度在0.65dL/g左右的低粘聚酯，然后通过固相缩聚增粘制备得到增粘聚酯。聚酯的固相缩聚增粘过程(solid state polycondensation即SSP)是指反应物料以固体状态在远低于聚酯熔点温度的情况下通过真空或惰性气体带走聚合小分子的方法进行缩合反应的过程。SSP常见的工艺方法主要有间隙式和连续式两种。由于连续式SSP工艺可有效克服间歇式SSP能耗大、效率低下和产品质量稳定性差等缺点，具有高效、低成本和便于集成化控制等优势，其被广泛应用于增粘聚酯的生产过程中。

然而利用连续式SSP工艺生产高粘聚酯时，制得的高粘聚酯的均匀性不高，一般在±0.025dL/g，在常见的高粘聚酯的生产过程中，聚酯的熔融缩聚过程与固相增粘过程之间缺乏有效的协同，制得的高粘聚酯的低聚物含量高，均质化不足，其主要由以下两方面原因造成：一方面，熔融缩聚制备的低粘聚酯的低聚物含量一般较高，原因如下：(1)目前低粘聚酯常用的制备方法是在275-285℃的温度条件下进行缩聚反应，较高的反应温度会直接导致环状低聚物的产生，因此制得的低粘聚酯中低聚物的含量必然也会相应增加；(2)制备低粘聚酯(PET) 时常用的催化剂配置系统图如图1所示，将新鲜EG罐8中的乙二醇输入催化剂调制罐1后将催化剂与乙二醇在催化剂调制罐1中混合配置催化剂，再将混合后的溶液经催化剂过滤器6 过滤后输入催化剂供应罐4中，然后再直接输入到催化剂供应泵7中，乙二醇的吸水性很强，在运输和加料过程中会吸收空气中的水分，而对苯二甲酸和乙二醇的反应体系中常用的催化剂为乙二醇锑，乙二醇锑与水接触会发生水解尤其是在加热条件(如催化剂调制温度较高的情况下)下极易发生水解，生成非溶性三氧化二锑等含锑化合物，此物质容易凝集成团，形成沉淀。此外，三氧化二锑等含锑化合物是聚酯缩聚反应的非均相催化剂，其会造成催化不匀，使得局部催化过于剧烈，造成副反应的发生，生成环状低聚物。低粘聚酯的低聚物含量高，其相应的也会导致后续利用其制备的高粘聚酯的低聚物含量高，影响聚酯的均质化。

另一方面，在聚酯的固相增粘过程中，由于SSP生产装置及生产工艺的双重限制，制备得到的高粘聚酯的低聚物含量高，原因如下：(1)目前SSP生产工艺的反应温度经常保持在 220-230℃，反应温度较高，在较长时间(20-30h)的反应过程中，温度对于反应过程有着极其重要的影响，高的反应温度会极大的提高反应过程中副反应的发生机率，随之副产物不可避免的也会大量产生，上述过程将会直接影响制得的产品中低聚物的含量，影响产品均质化，降低产品品质；(2)SSP生产过程中，聚酯粉尘控制不良，虽然可在生产过程中提供供风设备进行除尘，但无法从源头上抑制粉尘产生，粉尘的存在不可避免的会增加物料粘结成块的机率，造成聚合过程中必须脱出小分子的扩散不匀，加剧聚酯中低聚物的产生。

因此，研究一种能够有效降低聚酯中低聚物含量的均质高粘聚酯及其制备方法具有十分重要的意义。

发明内容