[发明专利]一种水溶性聚酯的制备方法

说明书

本发明涉及一种水溶性聚酯的制备方法，先将PTA、EG、SIPE和聚酯钛系催化剂复合材料体系混合后进行酯化反应，再向其中加入PEG后依次进行酯化反应和缩聚反应制得水溶性聚酯；聚酯钛系催化剂复合材料体系主要由聚合度为5～30的聚酯预聚体以及分散在聚酯预聚体中的片状钛系聚酯催化剂组成。本发明通过采用聚合度为5～30的聚酯预聚体包裹催化剂，有效避免了团聚；本发明的聚酯预聚体为制备聚酯高聚物的中间体，其与高聚物合成的中间体系有着本征的良好相容性，在聚酯合成过程中能呈现出高分散性；本发明的催化剂既可以在酯化反应前加入，也可以在酯化反应后加入，可以同时发挥酯化催化和缩聚催化作用。

技术领域

本发明属于功能聚酯技术领域，涉及一种水溶性聚酯的制备方法。

背景技术

聚酯及聚酯纤维从1970年起步入大规模工业化生产，发展速度极快，特别是在中国，约占世界聚酯纤维产量的70％。聚酯纤维的物理机械性能如强力、耐磨性、回弹性和尺寸稳定性均能较好，能满足各种用途的需要。

超细纤维是涤纶纤维品种中的佼佼者，拥有较小线密度和高比表面积，因其覆盖性高，制成的织物光泽柔和淡雅，具有独特的柔软性、垂悬性、透气性等优点。它可以用于制成人造皮革、洁净布、防尘面罩等，海岛复合纺丝是制备超细纤维的有效方法之一。这种纺丝是用水溶性聚酯(COPET)和常规聚酯(PET)按一定比例共混纺丝。

水溶性聚酯通常是用对苯二甲酸、乙二醇作为主要组分，SIPE作为第三单体，PEG作为第四单体，采用直接酯化法合成。但是由于SIPE中的磺酸基团，限制了大分子链段的规则排列。加入PEG是为了提高水溶性共聚酯大分子链的柔性、降低熔体粘度。

当钛系催化剂应用于直接酯化、连续缩聚PET工艺具有环保、安全、高效率以及大幅度降低合成和纺丝过程温度及降低能耗，同时使纤维的物理机械性能更均匀，生产过程稳定性提高，提高了物料利用率。

已商品化的钛系催化剂，包括两个大类：1)催化剂与乙二醇的复配/分散液，呈液态，如：乙二醇钛纳米颗粒的乙二醇分散液(其中引入了调色剂如醋酸钴)、引入P、S、N等杂化成分的钛酸酯/乙二醇混合液、钛磷络合物的乙二醇分散液或钛-锂复配物的乙二醇分散液，上述催化剂的长期稳定性和分散性能不佳，因此其在运输和储存过程中会发生团聚和颗粒变大现象，还会因水解而影响催化活性，容易变质，更会在合成聚酯的高温下发生更大程度的水解反应而破坏催化剂的催化活性；2)催化剂的固体粉末，通过应用时配制乙二醇分散液引入聚酯合成体系，一般会通过引入一定比例的Si元素调控钛元素的催化活性，且设计颗粒尺寸为微米级，以抑制颗粒的团聚，但上述催化剂仍存在下述缺点：其一，因为在引入其他元素如Si元素的化合物时无疑会进一步增加固体催化剂的粒径，催化剂粒径较大，分散性不佳；其二，为了改善固体类催化剂的分散效果，其表面改性等方法，工艺复杂，成本较高；其三，其在合成聚酯的高温下会发生大程度的水解反应而破坏催化剂的催化活性。

因此，研究一种分散性好且既可以在酯化反应阶段加入也可以在缩聚反应阶段加入的钛系催化剂，进而由其制备得到水溶性聚酯的方法具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的催化剂分散性差以及只能在缩聚反应阶段加入的缺陷，提供一种水溶性聚酯的制备方法，通过采用聚合度为5～30的聚酯预聚体包裹催化剂，有效避免了团聚；本发明的聚酯预聚体为制备聚酯高聚物的中间体，其与高聚物合成的中间体系有着本征的良好相容性，因此其在聚酯合成过程中能呈现出高分散性。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种水溶性聚酯的制备方法，先将PTA、EG、SIPE(间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠)和聚酯钛系催化剂复合材料体系混合后进行酯化反应，再向其中加入PEG后依次进行酯化反应和缩聚反应制得水溶性聚酯；

酯化产物是通过将PTA、EG、SIPE(间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠)和聚酯钛系催化剂复合材料体系混合后进行酯化反应得到的；