[發(fā)明專(zhuān)利]一種耐水解陽(yáng)離子可染共聚酯及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210399062.5
• 申請(qǐng)日: 2012-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103772680A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊娟;李旭;望月克彥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東麗纖維研究所(中國(guó))有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08G63/688
• 分類(lèi)號(hào): C08G63/688;C08G63/85
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種耐水解性能優(yōu)良的陽(yáng)離子可染聚酯及其制備方法。

背景技術(shù)

聚酯由于其優(yōu)異的性能，在纖維、薄膜、塑料方面有著廣泛的應(yīng)用。但是，由于普通的聚酯纖維染色性差，必須在高溫及高壓下才可進(jìn)行染色，限制了聚酯纖維的應(yīng)用。解決聚酯纖維不易染色的方法有很多，通過(guò)共聚合技術(shù)是主要的手段之一。例如，將聚酯原料與聚乙二醇之類(lèi)的聚亞烷基二醇共聚后形成聚合物，或與己二酸、癸二酸等直鏈脂肪族羧酸共聚后形成聚合物。但是這種方法必須在聚酯鏈段中引入聚醚結(jié)構(gòu)單元或其他單體共聚單元，勢(shì)必導(dǎo)致聚酯耐熱性能下降的問(wèn)題。

除了染色的問(wèn)題，聚酯鏈段中的酯鍵、末端羧基和羥基還會(huì)導(dǎo)致聚酯的耐水解性能變差，特別是聚酯水解為自加速反應(yīng)，羧基含量增加會(huì)加速水解。即聚酯末端羧基的含量越高，其耐水解性越差。水解使得聚酯材料的力學(xué)及其他性能迅速惡化，這就極大地限制了它在一些要求濕熱的產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種耐水解性能優(yōu)良的陽(yáng)離子可染共聚酯及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

本發(fā)明所述一種耐水解陽(yáng)離子可染共聚酯，構(gòu)成共聚酯的酸成分中，對(duì)苯二甲酸結(jié)構(gòu)單元含量為92mol%～99.7mol%，由含磺酸鈉基團(tuán)的間苯二甲酸及其衍生物形成的結(jié)構(gòu)單元含量為0.3mol%～8mol%；構(gòu)成共聚酯的醇成分中，乙二醇結(jié)構(gòu)單元含量為60～98mol%，2，2-二甲基-1，3-丙二醇結(jié)構(gòu)單元含量為2～40mol%；共聚酯中含有相對(duì)于聚酯總量為3～20ppm的鈦元素。

磺酸鈉基團(tuán)可以賦予共聚酯可染性能，但該基團(tuán)的引入會(huì)提高體系的酸性和水溶性，使所得共聚酯的耐水解性能變差，所以在構(gòu)成共聚酯的酸成分中，由含磺酸鈉基團(tuán)的間苯二甲酸及其衍生物形成的結(jié)構(gòu)單元含量為0.3mol%～8mol%，優(yōu)選0.5～6mol%。

本發(fā)明所述共聚酯的醇成分中，含有2,2-二甲基-1,3-丙二醇（NPG）結(jié)構(gòu)單元，該結(jié)構(gòu)單元能夠改善共聚酯的結(jié)晶和非晶形態(tài)，使結(jié)晶區(qū)部分微晶化、降低非晶區(qū)部分的活性，從而降低聚合物材料在高溫高濕環(huán)境下的活動(dòng)性，進(jìn)而提高共聚酯的耐水解性。在共聚酯的醇成分中，2,2-二甲基-1,3-丙二醇的含量為2～40mol%，在此范圍內(nèi)，既可以保留共聚酯本身的特性，也能提高共聚酯的染色性和耐水解性能。若共聚酯醇成分中該結(jié)構(gòu)單元含量大于40mol%，則共聚酯的結(jié)晶性能變差；若共聚酯醇成分中該結(jié)構(gòu)單元含量小于2mol%，則對(duì)共聚酯的性能沒(méi)有改善效果。2,2-二甲基-1,3-丙二醇的含量?jī)?yōu)選為4～20mol%。

本發(fā)明所述耐水解陽(yáng)離子可染共聚酯可以通過(guò)下述方法制備制得：

????（1）將對(duì)苯二甲酸及其衍生物、含磺酸鈉基團(tuán)的間苯二甲酸及其衍生物、乙二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇和鈦化合物在230～280℃、常壓下進(jìn)行反應(yīng)2～6小時(shí)得到預(yù)聚物，其中含磺酸鈉基團(tuán)的間苯二甲酸及其衍生物的添加量占酸成分總量的0.3mol%～8mol%，2，2-二甲基-1，3-丙二醇的添加量占醇成分總量的2.2～44mol%，鈦化合物的添加量以鈦元素計(jì)占共聚酯的3.15～21ppm；

（2）將得到的預(yù)聚物在低真空30~40kPa下預(yù)縮聚30～60min，再在200Pa以下的真空度中進(jìn)行高真空縮聚，反應(yīng)溫度為260℃～320℃，得到共聚酯。

所述含磺酸鈉基團(tuán)的間苯二甲酸及其衍生物為間苯二甲酸-5-磺酸鈉(SIPA)、間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉(SIPM)或間苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸鈉(SIPE)。在共聚酯反應(yīng)過(guò)程中，優(yōu)選含磺酸鈉基團(tuán)的間苯二甲酸及其衍生物的添加量占酸成分總量的0.53mol%～6.4mol%，2，2-二甲基-1，3-丙二醇的添加量占二元醇總量的4.4～22mol%。

所述聚酯合成過(guò)程中加入鈦催化劑，且該鈦催化劑中鈦元素的量為相對(duì)于聚酯總量的3~20ppm。所述鈦催化劑中的鈦化合物如化學(xué)式（1）所示的化合物，

R₁O-[Ti(OR₂)(OR₃)-O-]n-R₄??（1），其中R1、R2、R3和R4是碳原子數(shù)2~10的烷基或苯基，可以相同也可以不同，n為1~6的整數(shù)，但當(dāng)n為2~6的整數(shù)時(shí)，R2和R3可以相同也可以不同。