[發明專利]一種無重金屬低熔點聚酯用組合物的制備方法及應用

在審

• 申請號: 202011044191.3
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112280022A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 臧國強;李少山;趙長江;苑娜娟;趙永冰;楊力芳
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: C08G63/84
• 分類號: C08G63/84;C08G63/183;C08G63/78;C08G63/672
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本發明公開了一種無重金屬低熔點聚酯用組合物的制備方法及應用。將鋁化合物、堿性物在乙二醇中攪拌反應成為中間產物，繼續在中間產物中加入磷化合物和二元醇，再升溫至90～200℃攪拌反應除去低沸點小分子，冷卻至室溫后成為穩定的組合物。該組合物應用于合成低熔點聚對苯二甲酸乙二醇酯，在不需要添加其他聚合催化劑的條件下，加入到精對苯二甲酸、乙二醇，以及三單體、四單體的反應物體系中，進行酯化反應和聚合反應合成聚酯，組合物在酯化反應前加入反應體系。所合成聚酯的熔點比正常聚酯熔點低，可在90～240℃內任一溫度范圍，不含重金屬，具有色相優異、熱穩定性良好和可加工性好的特點。

技術領域

本發明屬于聚酯領域，具體涉及到一種無重金屬低熔點聚酯用組合物的制備方法及應用。

背景技術

聚對苯二甲酸乙二醇酯(簡稱聚酯，英文縮寫為PET)是以精對苯二甲酸和乙二醇為主要原料合成的一類高分子材料，具有優良的機械性能、電氣絕緣性能、水汽阻隔性能、耐熱性能、尺寸穩定性、耐化學藥品性等綜合性能，在纖維、包裝材料、膜片等領域應用廣泛。對常規聚酯進行改性，賦予其新的特性，可以滿足不同的需求。

低熔點聚酯，是一系列熔點比常規聚酯熔點低的改性聚酯的總稱，熔點范圍在90～240℃之間。通常是在常規聚酯聚合過程中添加改性組分，破壞分子鏈規整性，從而達到降低熔點的目的。低熔點聚酯由于與常規聚酯的結構相似，保留了常規聚酯的部分特性，與常規聚酯有良好的相容性，同時具有熔點低、流動性好等優點，因此用途非常廣泛。低熔點聚酯可廣泛應用于生產皮芯復合短絲、長絲、色母粒、無紡布等領域，例如：過濾網、服裝、睡袋、沙發、床上用品、軟墊、護理保健用品及醫療衛生材料等等。

低熔點聚酯可制成皮芯復合纖維，可用于羊毛混紡改善精仿毛織物的耐洗性能，特別是低熔點聚酯紡制的熱粘合纖維可應用于無紡布行業，可使滌綸絮片更為柔軟、蓬松。低熔點聚酯也可開發成聚酯熱熔膠產品，具有耐水洗、干洗的優良性能。低熔點聚酯制成的超短纖維，主要用于粘合纖維，可以提高紙張的干、濕強度，如濾材基材、濾紙等。

制備低熔點聚酯的方法通常是在反應物中添加第三、第四單體，常見的組分一般為：脂肪族二元酸，如已二酸、癸二酸及其酯類；芳香族二元酸，如鄰苯二甲酸、間苯二甲酸及其酯類，導致分子體積變大，降低分子鏈規整性，熔點變低；二元醇，如丙二醇、己二醇、丁二醇、新戊二醇等，降低分子鏈柔順性，改變結晶性能，也起到降低熔點的作用。

已有的低熔點聚酯制備方法中大部分采用的是銻系化合物，銻系化合物雖然有良好的催化作用，但由于其本身有一定的毒性，容易對環境造成污染，不符合環保的理念，其使用將逐漸受到限制。而已有的鈦系催化劑雖然對環境、人體無毒，但在聚合反應過程中，對副反應的催化作用也很明顯，導致聚酯產品色相很黃，無法應用，因此很少有鈦系催化劑用于低熔點聚酯的聚合生產的報道。

已有公開技術在低熔點聚酯的聚合催化劑、催化劑制備過程及成本、產品性能等方面還存在著缺陷和不足，導致制備低熔點聚酯過程中應用銻系催化劑，再分別加入三、四單體，制備過程較繁瑣、難于控制，所制備的低熔點聚酯顏色發黃、性能難以達到后續加工工藝的使用要求、產品中含有重金屬。另外，也有使用單一的鋁化合物制備改性聚酯，如水溶性聚酯；以及使用單一鈦化合物制備聚酯樹脂的報道，但是所制備的目標產品不是低熔點聚酯，而使用單一的鋁化合物或者鈦化合物制備聚酯時還存在使用方面和產品性能上的缺陷。

專利CN 106854262公開了一種吸濕可染低熔點聚酯切片及其制備方法。該方法的不足是，(1)制備聚酯切片時加入了馬來酸酐和磺酸鈉鹽，增加了反應的困難程度，(2)聚酯切片的熔點為135-160℃，熔點范圍有局限性。(3)聚合過程中應用乙二醇銻催化劑，銻系催化劑不符合環保的理念，所合成低熔點切片中含有重金屬銻。

專利CN 106750219公開了一種低熔點聚酯及其制備方法，該方法中低熔點聚酯由對苯二甲酸鏈段、間苯二甲酸鏈段、乙二醇鏈段、二甘醇鏈段、分子量調節劑鏈段以及含支鏈的十二碳二醇鏈段組成。該方法的不足是低熔點聚酯所采用的催化劑是銻系化合物，即三氧化二銻、乙二醇銻或醋酸銻。