[发明专利]一种芳香醇改性聚酯切片的制备方法与应用

说明书

本发明涉及高分子纤维材料制备技术领域，为解决芳纶的合成过程和纺丝技术非常复杂的问题，本发明提出一种芳香醇改性聚酯切片的制备方法，先部分乙二醇、芳香醇改性剂、对苯二甲酸投入反应釜中制成悬浮浆料；再将部分乙二醇、催化剂制成混合液加入到悬浮浆料中，然后进行酯化反应；酯化结束后将剩余的乙二醇与消光剂制成的消光剂溶液投入反应釜中进行预缩聚反应，预缩聚结束后进行终缩聚反应，缩聚得到熔体，将熔体出料，冷却、切粒，得到芳香醇改性聚酯切片。制备工艺简单，弹性模量高、韧性好、热稳定性高、耐化学腐蚀性，具有芳纶的性能。

技术领域

本发明涉及高分子纤维材料制备技术领域，特别涉及一种添加芳香醇共聚改性聚酯切片的制备方法与应用。

背景技术

化纤行业作为我国基础行业之一，是国家重点发展行业，近年来得到了高速的发展。专家估计到2020年，全世界将生产7000多万吨的纤维，国内的聚酯纤维产量也将超过5000万吨。虽然，我国的部分聚酯纤维生产技术和产品已经达到了国际的先进水平，但是也存在高附加值差别化产品少、产量低、品质差、利润低以及同行竞争激烈等问题。制备一些多功能性聚酯纤维，例如防化学腐蚀、防高温、防火、防弹等，将能够满足客户的多方面要求。

目前，帝人公司生产的芳纶(即全芳香环尼龙)具有很好的耐化学腐蚀、耐高温、耐磨等功能，但是芳纶的合成过程和纺丝技术非常复杂。芳纶是通过湿法纺丝制得的，需要使用浓硫酸作溶剂同时纺成丝后有需要将浓硫酸洗去，导致其产量少、时间长、成本高以及纺丝设备复杂等问题。与芳纶相比，芳香醇改性的聚酯的性能很接近。因此，利用芳香醇改性聚酯有望制备出具有芳纶性能的纤维材料。

发明内容

为解决芳纶的合成过程和纺丝技术非常复杂的问题，本发明提出一种芳香醇改性聚酯切片的制备方法，制备工艺简单，弹性模量高、韧性好、热稳定性高、耐化学腐蚀性，具有芳纶的性能。

同时本申请还提出了芳香醇改性聚酯切片在用于制备特种纤维上的应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种芳香醇改性聚酯切片的制备方法为以下步骤：

(1)将大于等于乙二醇摩尔总量60％的乙二醇、芳香醇改性剂、对苯二甲酸投入反应釜中制成悬浮浆料；

所述乙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.7～1.1∶1；

所述芳香醇改性剂与对苯二甲酸的摩尔比为0.1～0.5∶1；芳香醇改性剂选自具有以下结构式芳香醇中的一种或几种：

所述的改性剂为芳香醇含有不同数量的苯环，能够提高聚酯的热稳定性、耐化学腐蚀性、耐火性、弹性模量，可用于制备特种纤维。选用的芳香醇具有原料便宜，合成方法简单，苯环的数量可调，易与羧基发生酯化反应等优点。

通过芳香醇的加入增加了聚酯分子结构的苯环含量，线性高分子链的刚性变大，导致链与链之间堆积更为紧密、结晶性更好，改变芳香醇的含量，可以得到所需要的结构和性能。

(2)再将乙二醇摩尔总量10％～30％的乙二醇、催化剂制成混合液加入到悬浮浆料中，然后进行酯化反应；

所述催化剂使用量为对苯二甲酸总质量的100-500ppm，催化剂选自醋酸锑、乙二醇锑、钛磷络合物中的一种或几种。

作为优选，所述酯化反应的酯化温度为220～260℃，反应时间为0.5～3小时，压力＞150Pa。

(3)酯化结束后将剩余的乙二醇与消光剂制成的消光剂溶液投入反应釜中进行预缩聚反应，

所述消光剂使用量为对苯二甲酸总质量的1％～4％，消光剂为二氧化钛。

作为优选，所述预缩聚反应的预缩聚温度为260～280℃，反应时间为0.5～1小时，真空度＜1000Pa，优选真空度500～1000Pa。