[發(fā)明專利]一種新型聚酯擴(kuò)鏈劑及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010140542.0
• 申請日: 2010-04-07
• 公開（公告）號: CN101792523A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李文剛;王朝生;胡偉立;李喆;陳大鐘;陳向玲;丁文科;黃偉鋒;張軍;李羿;王炯;張歷;蔣漢雄;趙萬金;潘磊;王麒
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號: C08G63/91
• 分類號: C08G63/91;C07D413/10
• 代理公司: 上海天翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 武春華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型聚酯擴(kuò)鏈劑及其制備方法，特別是涉及一種可以顯著提高聚酯的特性粘度且能降低體系中的羧基含量的新型聚酯擴(kuò)鏈劑及其制備方法。

背景技術(shù)

含有酯基的高聚物材料，如聚對苯二甲酸乙二酯等，在混煉、擠出、注塑，紡絲等工序加工中，由于氧化、熱、水氣介質(zhì)作用，大分子會發(fā)生降解，使分子量下降，造成材料性能下降，影響產(chǎn)物加工使用性能。如何最大限度的提高或恢復(fù)降解的高分子材料的性能，已經(jīng)成為研究的重要領(lǐng)域之一。許多單位進(jìn)行過擴(kuò)鏈劑的研究，但相關(guān)專利和技術(shù)成果并不多，真正實(shí)現(xiàn)商品化的更是少之又少。

對于不同的聚酯擴(kuò)鏈劑，Journal?of?Applied?Polymer?Science雜志Chain?extenders?forpolyester一文做了一系列的研究和探索，指出如雙(2-噁唑啉)等雙雜環(huán)化合物可以作為羧基反應(yīng)型擴(kuò)鏈劑。雙噁唑啉是一種羧基反應(yīng)型聚酯擴(kuò)鏈劑，在熔融加工溫度條件下，可與PET分子的端羧基發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，使聚合物的分子鏈增長，從而使聚酯的特性粘度增大。但因雙噁唑啉是羧基反應(yīng)型擴(kuò)鏈劑，聚合物中大量的羥基并不參加反應(yīng)，致使擴(kuò)鏈效率不高，增粘效果有限。其它還有羥基反應(yīng)型擴(kuò)鏈劑如二異氰酸酯、雙環(huán)酸酐、雙環(huán)氧類化合物也可用于PET擴(kuò)鏈，由于聚酯中羥基和羧基相比，羥基占大部分，所以使用羥基反應(yīng)型擴(kuò)鏈劑在單純提高PET分子量方面有獨(dú)到的優(yōu)勢，但羥基反應(yīng)型擴(kuò)鏈劑不能有效降低體系中羧基含量。

中國專利CN100432306C采用均苯四甲酸酸酐作為擴(kuò)鏈劑制備高模超低縮聚酯工業(yè)絲，擴(kuò)鏈后的高黏度聚酯熔體粘度為1.05±0.02dL/g，含水率≤30ppm，羧基含量≤15mol/t。但由于酸酐只與PET中的端羥基反應(yīng)，如將其與羧基反應(yīng)型擴(kuò)鏈劑聯(lián)用作為聚酯的擴(kuò)鏈劑應(yīng)該起到更加優(yōu)異的擴(kuò)鏈效果。“擴(kuò)鏈劑聯(lián)用技術(shù)對PET擴(kuò)鏈反應(yīng)的影響”一文將噁唑啉和苯酐聯(lián)用結(jié)果表明，擴(kuò)鏈劑聯(lián)用對于PET樹脂增粘是一個良好的方法，可使擴(kuò)鏈產(chǎn)物的特性粘度由0.62dL/g增至1.1dL/g，并且羧基含量降至很低，在一定的聯(lián)用條件下擴(kuò)鏈產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性可保持在較好水平。但引入兩種擴(kuò)鏈劑使制備成本提高，同時也使反應(yīng)體系的副反應(yīng)增加，影響最終產(chǎn)品的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型聚酯擴(kuò)鏈劑及其制備方法，也就是提供一種可以顯著提高聚酯的特性粘度且能降低體系中的羧基含量的新型聚酯擴(kuò)鏈劑及其制備方法。本發(fā)明的新型聚酯擴(kuò)鏈劑中的酰亞胺結(jié)構(gòu)可以與聚酯中的羥基發(fā)生反應(yīng)，顯著提高聚酯的特性粘度，噁唑啉可以與聚酯中的羧基發(fā)生擴(kuò)鏈反應(yīng)，提高粘度的同時降低體系羧基含量，降低聚酯加工和使用過程中的熱降解。

本發(fā)明的一種新型聚酯擴(kuò)鏈劑，在苯環(huán)的鄰位分別含有o-(4，4-二甲基噁唑啉)和丁二酰亞胺結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)式為

一種制備如上所述的新型聚酯擴(kuò)鏈劑的方法，包括以下步驟：

a)將摩爾比為1∶2～2.8靛紅酸酐與2-氨基醇溶解在氯苯(按20mg/L的比例)中，ZnCl₂作為催化劑，其加入量為靛紅酸酐與2-氨基醇質(zhì)量的0.08～0.20％，在100～120℃反應(yīng)20～26h，將反應(yīng)液去除氯苯溶劑后得到粗產(chǎn)物，重結(jié)晶提純得到噁唑啉苯胺；

b)將所得噁唑啉苯胺按溶于乙醚(按45mg/L)中，待固體完全溶解后，加入與噁唑啉苯胺摩爾比為1∶0.75～0.9的丁二酸酐，在室溫下攪拌反應(yīng)2～6h，將反應(yīng)產(chǎn)物過濾得到中間體，用于下一步合成；

c)將中間體、無水氯化鋅與硅藻士按質(zhì)量比1.0∶0.3～1.2∶6.0～7.5混合均勻，碾磨至細(xì)粉術(shù)，在功率為380～800W微波輻照下，加熱5～20min，取出冷卻至室溫后，加入乙酸乙酯溶出產(chǎn)物后，進(jìn)行過濾，將過濾后的濾液脫除乙酸乙酯溶劑，得到粗產(chǎn)品后，結(jié)晶即得新型聚酯擴(kuò)鏈劑。

本發(fā)明的一種新型聚酯擴(kuò)鏈劑的制備方法，其反應(yīng)過程如下：

和現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的特點(diǎn)是，根據(jù)本專利所制備的產(chǎn)品能與聚酯中存在的端羥基和羧基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到擴(kuò)鏈效果，使聚酯的粘度提高，且有效降低端羧基含量，提高熔體的均勻性，降低聚酯加工和使用過程中的熱降解。

本發(fā)明的擴(kuò)鏈劑制備工藝簡單，合成所需原料方使易得，擴(kuò)鏈劑的結(jié)構(gòu)，分子量、反應(yīng)活性側(cè)基量可根據(jù)要求調(diào)整，且其用量少，特別適用于聚酯的擴(kuò)鏈增粘反應(yīng)，用其制備的聚酯產(chǎn)品具有分子量高、制備工藝簡單、成本低的特點(diǎn)，且降低加工過程中的熱降解，提高聚酯的使用價值。

具體實(shí)施方式