專利名稱：離子型共聚酯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚合物，更具體說是一種含有磺酸鈉基團(tuán)的離子 型共聚酯及其制備方法，屬于聚合物合成領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在聚酯纖維(PET)的改性中，共混改性方法是比較穩(wěn)定和有效的 方法，其中應(yīng)用較多的改性組分是含有間苯二甲酸磺酸鈉結(jié)構(gòu)單元的 離子型共聚酯，該組分的加入可以改變PET的結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)PET 的染色改性，甚至高含量的離子化共聚酯成分可以實(shí)現(xiàn)纖維的低溫可 染色效果。同時，共混改性方法加工的聚酯纖維織物的堿減量處理中 可大大減少燒堿的用量，有利于環(huán)境保護(hù)。
要制備高性能的聚酯纖維，關(guān)鍵是解決高性能的共混組分產(chǎn)物問 題。因此，必須針對不同的改性要求，采取不同的聚合方法。東洋紡 公司制備的高舒適性陽離子可染聚酯產(chǎn)品含有大約為5molW的磺酸鈉 基團(tuán)并加入5%-8mol9&的間苯二甲酸(IPA)進(jìn)行共聚。三菱人造絲的 產(chǎn)品以5mol9G的己二酸作為第四單體共聚。東麗公司制備的皮芯纖維 的芯層和用于共軛組分的陽離子可染聚酯聚合時還加入少量偏苯三甲 酸三甲酯來改進(jìn)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的、含有磺酸鈉基團(tuán)的離子型共聚 酯聚合物，為聚酯纖維的改性提供了更大的可能性。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采取的技術(shù)方案如下，一種離子型共聚酯，采用質(zhì)量比為50-70%的高純度對苯二甲酸(PTA)，質(zhì)量比為30-50% 的乙二醇(EG)進(jìn)行酯化反應(yīng)，將酯化反應(yīng)的產(chǎn)物與共聚單體間苯二 甲酸-5-磺酸鈉乙二醇酯進(jìn)行聚合反應(yīng)制備而得。其結(jié)構(gòu)如式1所示
本發(fā)明的另一個目的是提供一種上述離子型共聚酯的制備方法， 包括以下步驟
將高純度對苯二甲酸PTA和乙二醇EG按質(zhì)量比50-70%: 30-50% 加入到反應(yīng)器中，同時按照每10kg反應(yīng)物料量加入0. 1-0. 6g調(diào)色劑 醋酸鈷、1. 0-5. 0g 二甘醇阻止劑醋酸鈉以及1. 0-5. 0g縮聚合催化劑 三醋酸銻，導(dǎo)入N2，壓力維持在0.1-0.35MPa/cm2，在150-280'C下充 分?jǐn)嚢?0-80 min，然后逐漸升溫至200-300°C 。經(jīng)過80-120min反應(yīng) 后，溫度逐漸達(dá)到260-350'C，出水量達(dá)到理論值時，反應(yīng)停止；在 EG過量的條件下，PTA全部酯化；
酯化完成后，排泄掉反應(yīng)器的壓力，在攪拌情況下加入5-100mol% 第三共聚單體間苯二甲酸-5-磺酸鈉乙二醇酯到反應(yīng)體系中，同時加入 1.0-5. Og熱穩(wěn)定劑磷酸三苯酯，體系在200-30(TC充分?jǐn)嚢?0-70min， 然后升溫到260-350°C，抽真空至10-20Pa，反應(yīng)一段時間(70 100min)到聚合物熔體達(dá)到所設(shè)定的粘度時，導(dǎo)入N2停止反應(yīng)，將熔
式l，其中0<X<100融的聚合物擠出鑄帶、冷卻、切粒，即為含有磺酸鈉基團(tuán)的離子型共 聚酯。
本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明制備的含有磺酸鈉基團(tuán)的離子型共
聚酯隨著所加入的磺酸鈉基團(tuán)數(shù)量的不同，其特性粘度在O. 35到0. 70 之間變動(dL/g)，聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在74°C-79'C之間變化， 與常規(guī)聚酯切片接近。該發(fā)明制備的離子化共聚酯作為一種新型聚酯 共混改性組分用于功能性聚酯纖維制備中，通過改變共混纖維的大分 子鏈排列方式，加之磺酸基團(tuán)本身具有的極性結(jié)構(gòu)，使得共混改性纖 維具有特殊的性能，如常溫易染色性、易堿水解性能等，可以賦予纖 維較好的加工性能，因此具有較高的市場發(fā)展前景。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l
將5kgPTA， 3kg過量的EG加入到小型聚合釜中，同時加入0.35g 調(diào)色劑醋酸鈷、2. 5g 二甘醇阻止劑醋酸鈉和2. 5g縮聚合催化劑三醋 酸銻。導(dǎo)入N2，維持壓力在0. 25Mpa/cm2,在18(TC下充分?jǐn)嚢?0min， 然后溫度逐漸升至250'C。經(jīng)過大約lOOmin反應(yīng)后，溫度逐漸達(dá)到275 °C，出水量達(dá)到1200mi左右時，反應(yīng)停止。在EG過量的^rf牛下，PTA 全部酯化。
停止酯化后，泄掉反應(yīng)器的壓力，在攪拌情況下加入5mol96的間 苯二甲酸-5-磺酸鈉乙二醇酯和2. 0g熱穩(wěn)定劑磷酸三苯酯到反應(yīng)體系 中，在250'C充分?jǐn)嚢?0-60min，然后升溫到275°C ，抽真空至10-20Pa， 聚合大約100min左右，導(dǎo)入N2停止反應(yīng)，將瑢融聚合物擠出鑄帶、 冷卻、切粒，該共聚物特性粘度為0. 453。實(shí)施例2
將7kg PTA， 5kg的EG加入到小型聚合釜中，同時加入0. 6g調(diào) 色劑醋酸鈷、5g 二甘醇阻止劑醋酸鈉和5g縮聚合催化劑三醋酸銻。 導(dǎo)入N2，維持壓力在0. 35Mpa/cm2，在28(TC下充分?jǐn)嚢?0min，然后 溫度逐漸升至30(TC。經(jīng)過大約120min反應(yīng)后，溫度逐漸達(dá)到350°C， 出水量達(dá)到1500ml左右時，反應(yīng)停止。在EG過量的條件下，PTA全 部酯化。
停止酯化后，泄掉反應(yīng)器的壓力，在攪拌情況下加入5鵬1%的間 苯二甲酸-5-磺酸鈉乙二醇酯和5. Og熱穩(wěn)定劑磷酸三苯酯到反應(yīng)體系 中，在30(TC充分?jǐn)嚢?0min，然后升溫到350°C，抽真空至10-20Pa， 聚合大約100邁in左右，導(dǎo)入N2停止反應(yīng)，將熔融聚合物擠出鑄帶、 冷卻、切粒，該共聚物特性粘度為0.560。
實(shí)施例3
將5kg PTA， 5kg的EG加入到小型聚合釜中，同時加入0. lg調(diào) 色劑醋酸鈷、lg 二甘醇阻止劑醋酸鈉和lg縮聚合催化劑三醋酸銻。 導(dǎo)入N2，維持壓力在0. 1Mpa/cm2，在15(TC下充分?jǐn)嚢?0min，然后 溫度逐漸升至20(TC。經(jīng)過大約80min反應(yīng)后，溫度逐漸達(dá)到26(TC, 出水量達(dá)到1000ml左右時，反應(yīng)停止。在EG過量的條件下，PTA全 部酯化。
停止酯化后，泄掉反應(yīng)器的壓力，在攪拌情況下加入5啦1%的間 苯二甲酸-5-磺酸鈉乙二醇酯和1. Og熱穩(wěn)定劑磷酸三苯酯到反應(yīng)體系 中，在200。C充分?jǐn)嚢?0min，然后升溫到260。C，抽真空至10-20Pa， 聚合大約70fflin左右，導(dǎo)入船停止反應(yīng)，將熔融聚合物擠出鑄帶、冷卻、切粒，該共聚物特性粘度為0. 428。 實(shí)施例5
酯化反應(yīng)同實(shí)施例1，停止酯化后，泄掉反應(yīng)器的壓力，在攪拌 情況下加入10mol96的間苯二甲酸-5-磺酸鈉乙二醇酯和2. 0g熱穩(wěn)定劑 磷酸三苯酯到反應(yīng)體系中，在25(TC充分?jǐn)嚢?0-60min，然后升溫到 275°C，抽真空至10-20Pa，聚合70min左右，導(dǎo)入N2停止反應(yīng)，將 熔融聚合物擠出鑄帶、冷卻、切粒，該共聚物特性粘度為0.397。
實(shí)施例6
將5-磺酸鈉-間苯二甲酸雙乙二醇酯的20%乙二醇溶液直接加入 到小型聚合釜中，加入2.0g熱穩(wěn)定劑磷酸三苯酯、2. 5g醋酸鈉等， 在比實(shí)施例i、 2更溫和的聚合條件下聚合20-25分鐘左右，得到含有 部分齊聚物的聚間苯二甲酸-5-磺酸鈉-雙乙二醇酯聚合體，該共聚物 特性粘度為0. 373。
權(quán)利要求
1、一種離子型共聚酯，采用質(zhì)量比為50-70％的高純度對苯二甲酸(PTA)，質(zhì)量比為30-50％的乙二醇(EG)進(jìn)行酯化反應(yīng)，將酯化反應(yīng)的產(chǎn)物與共聚單體間苯二甲酸-5-磺酸鈉乙二醇酯進(jìn)行聚合反應(yīng)制備得離子型共聚酯如式1所示式1，其中0＜X＜100。
2、一種如權(quán)利要求1所述離子型共聚酯的制備方法,其特征在于將高純度對苯二甲酸和乙二醇按質(zhì)量比50-70%:30-50%加入到反應(yīng)器 中，同時按照每10kg反應(yīng)物料量加入0.1-0.6g調(diào)色劑醋酸鈷、 2. 0-5. Og二甘醇阻止劑醋酸鈉以及1. 0-5. Og縮聚合催化劑三醋酸銻， 導(dǎo)入N2，壓力維持在0.1-0. 35MPa/cm2，在150-280。C下充分?jǐn)嚢?0-80 min，然后逐漸升溫至200-300'C，經(jīng)過80-120min反應(yīng)后，溫度逐漸 達(dá)到260-35(TC，出水量達(dá)到理論值或PTA全部酯化時，反應(yīng)停止； 酯化完成后，排泄掉反應(yīng)器的壓力，在攪拌情況下加入5-l00molW第 三共聚單體間苯二甲酸-5-磺酸鈉乙二醇酯到反應(yīng)體系中，同時加入 1. 0-5. 0g熱穩(wěn)定劑磷酸三苯酯，體系在200-300。C充分?jǐn)嚢?0-70min， 然后升溫到260-35(TC，抽真空至10-20Pa，當(dāng)反應(yīng)的聚合物熔體達(dá)到式l，其中0<X<100。所設(shè)定的粘度時，導(dǎo)入N2停止反應(yīng)，將熔融的聚合物擠出鑄帶、冷卻、切粒，即為含有磺酸鈉基團(tuán)的離子型共聚酯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種離子型共聚酯及其制備方法，更具體說是一種含有磺酸鈉基團(tuán)的離子型共聚酯及其制備方法，屬于聚合物合成領(lǐng)域。將高純度對苯二甲酸PTA和乙二醇EG按質(zhì)量比50-70％∶30-50％加入到反應(yīng)器中，酯化完成后，排泄掉反應(yīng)器的壓力，在攪拌情況下加入5-100mol％第三共聚單體間苯二甲酸-5-磺酸鈉乙二醇酯到反應(yīng)體系中，反應(yīng)到聚合物熔體達(dá)到所設(shè)定的粘度時，將熔融的聚合物擠出鑄帶、冷卻、切粒，即為含有磺酸鈉基團(tuán)的離子型共聚酯。本發(fā)明通過改變共混纖維的大分子鏈排列方式，加之磺酸基團(tuán)本身具有的極性結(jié)構(gòu)，使得共混改性纖維具有特殊的性能，具有較高的市場發(fā)展前景。
文檔編號C08G63/183GK101492530SQ200910096280
公開日2009年7月29日 申請日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者越 劉, 河 崔, 郭憲英, 馬曉光 申請人:紹興文理學(xué)院