[發明專利]一種改性共聚酯及其用途

有效

• 申請號: 201010205485.X
• 申請日: 2010-06-10
• 公開（公告）號: CN102276811A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 吳亞薇;李旭;望月克彥
• 申請（專利權）人: 東麗纖維研究所(中國)有限公司
• 主分類號: C08G63/672
• 分類號: C08G63/672;C08G63/87;C08G63/86;C08G63/85;D01F6/92
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技術領域

本發明涉及一種改性共聚酯及其制成的纖維。

背景技術

聚酯中的聚對苯二甲酸乙二醇酯擁有突出的性能，廣泛應用于纖維、薄膜等領域，特別是服飾、產業資材領域。

根據用途不同聚酯纖維的染色方法有很多，但是普通的聚酯纖維由于其分子結構的原因很難被染色，使用分散染料染色的時候，需要130℃的高溫。

提高聚酯纖維的染色性能的課題已經有很長的時間的研究了。其中，通過共聚合技術來改善聚合物特性是主要的手段之一。例如：與聚乙二醇之類的聚亞烷基二醇共聚后形成的聚合物、或與己二酸、癸二酸等直鏈脂肪族羧酸共聚后形成的聚合物。但是這些方法必須加入醚鍵或是多單體共聚合會導致耐熱性下降。

中國專利CN101063236A、CN1534114A中公開了通過與帶側鏈的二元醇共聚形成聚酯的方法。但是這些聚酯的耐熱性依然不好，導致紡絲困難且纖維的物性不好等問題。

發明內容

本發明目的在于提供一種常溫常壓下染色性良好且耐熱性好的共聚酯及其用途。

本發明的技術解決方案是：

一種改性共聚酯，構成共聚酯的酸成分中對苯二甲酸結構單元含量為90mol％以上，構成共聚酯的二元醇成分主要為乙二醇結構單元和的具有式1所示結構的脂肪族二元醇結構單元，這兩種成分中乙二醇結構單元含量為70～99mol％、具有式1所示結構的脂肪族二元醇結構單元的含量為1～30mol％，并且該共聚酯的末端羧基COOH的含量為30當量/ton以下，式1如下所示

HO-(XO)_a-M-O-(YO)_b-H????????????????????式1，

其中，X與Y分別獨立地選自具有2～4個碳原子的直鏈亞烷基、支鏈亞烷基；a與b分別獨立地為0～6的整數，且a與b至少一個不為0，M為帶側鏈且碳原子數為6以下的亞烷基。

所說帶側鏈且碳原子數為6以下的亞烷基為2-甲基1，3-亞丙基、2，2-二甲基-1，3-亞丙基、2-甲基-1，4-亞丁基、2，3-二甲基-1，4-亞丁基、2-甲基-1，5-亞戊基。優選2-甲基-1，3亞丙基。選用2-甲基-1，3亞丙基時其染色性和耐熱性都很好。

本發明的共聚酯中含有具有式1結構的脂肪族二元醇結構單元，可以明顯改善染色性。普通的滌綸必須在130℃并高壓下才能達到深染的效果，白度L*值為22，而常溫常壓下白度L*值為37左右。但本發明所得的共聚酯在常溫常壓下染色就能達到深染的效果，大大降低了生產成本及設備的投入。

本發明的改性共聚酯，其酸成分主要來源于對苯二甲酸、二元醇成分主要來源于乙二醇和具有上述式1所示結構的脂肪族二元醇。

具有式1所示結構的脂肪族二元醇的共聚量必須是使得構成共聚酯的二元醇成分中具有式1所示結構的脂肪族二元醇結構單元的含量為1～30mol％。在此范圍內的話，共聚酯的染色性和耐熱性都很好。優選的范圍為6～20mol％。

本發明中改性共聚酯的末端羧基COOH的含量為30當量/ton以下。末端羧基的含量大于30當量/ton時，會使共聚酯的耐熱性降低，低耐熱性的聚酯會給紡絲帶來容易飄絲斷絲的問題。優選25當量/ton以下，更優選20當量/ton以下。

得到上述末端羧基含量的改性共聚酯的方法，對合成聚酯時的催化條件的要求很高。在迅速進行聚合反應的同時，也要保持聚酯的高耐熱性，所以本發明通過控制磷原子含量P和金屬原子M的含量來保證聚酯的耐熱性。研究表明金屬催化劑對熱降解有加速的作用，金屬催化劑的存在加劇了末端羧基的生成。而含有磷原子的磷化合物可以捕捉金屬原子，這樣就抑制了金屬催化劑過高的活性，從而控制了副反應中羧基的生成。本發明中共聚酯中的磷原子含量P和金屬原子含量M滿足式2和式3：

5≤[P]≤100(ppm)???????????????????????????式2，

0.1≤[M]/[P]≤30???????????????????????????式3。

磷原子的含量小于5ppm或大于100ppm時，共聚酯的耐熱性不好，且聚合反應不能順利進行因而生成效率低下。

而金屬原子與磷原子的比值小于0.1、大于30時，聚合反應很難進行，在生產率降低的同時，得到的聚合物的耐熱性也不高。

優選1≤[M]/[P]≤15。