[发明专利]聚酯组合物及其生产方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种耐水解聚酯组合物及其生产方法。

背景技术：

聚酯本身具有优良的特性，特别是聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二酯和聚对苯二甲酸丁二酯，由于其机械、物理、化学性能优异，如机械强度好、耐热、耐化学试剂、透明性好特点，在各种领域被广泛用作纤维、薄膜、树脂和其他模塑产品。然而，大部分的聚酯在高温潮湿的环境下的耐水解性不佳。在此种条件下，聚酯极易受其残存末端酸基催化而水解，造成物理性能的劣化。

由于聚酯末端基对湿气敏感的特性大幅度地限制了聚酯在产业上的应用，因此，为了扩展其应用领域，实有必要针对上述问题寻求在性能上得以改善的聚酯。

在干热条件下，聚酯的耐水解性极佳，它比同样温度下的氧化降解要稳定5000倍，比同样温度下的热降解稳定1000倍，但在湿热下却极易发生水解断裂。在100℃以上，相对湿度为100％的条件下，聚酯的水解速度比相同温度下的热降解速度快10⁴倍，比在空气中的氧化降解速度快500倍。这是因为聚酯主链含有酯键，末端基是羧基和羟基，聚酯耐水解性能较差，特别是因为聚酯水解为自加速反应，酸含量增加会加速水解，则末端羧基的含量越高，聚酯的耐水解性越差。水解使的聚酯材料的力学及其他性能迅速严重噁化，这就极大地限制了它在很多领域中的应用。

国外对聚酯的水解稳定性作了不少的研究，早在1959年，Daniels就提出通过减少聚酯端羧基含量的方法来改善聚酯的水解稳定性，之后，有人提出用交联，表面涂层的方法。但较多的还是通过添加助剂的方法来达到的。

目前大多以加入含有功能官能团的封端剂来改进聚酯的耐水解性。已知专利CN 1312327A报道含有环氧和氨基基团高分子封端剂来改善聚酯的耐水解性，但封端剂的制备过程复杂。

还有重要的一点就是单独使用封端剂的方法来改善聚酯的水解性，其共混反应活性不高，导致耐水解性不佳，若提高添加量，则会导致成本增加。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种耐水解性能好的聚酯组合物及其生产方法。

本发明的技术解决方案是：

一种聚酯组合物，由聚酯和封端剂化合物共混组成，(1)至少含有一种化合物A来自稳定剂有机磷化合物，其中磷元素含量相对于聚酯的重量为1～1000ppm；(2)至少含有一种化合物B来自无机磷酸盐，其中磷酸盐中磷元素的含量相对于聚酯的重量为1～200ppm；磷酸盐中金属元素M与磷元素P的摩尔比为0.5≤M/P≤2；(3)含有封端剂化合物，选自含有反应活性官能团的硅烷偶联剂化合物、碳化二亚胺化合物、噁唑啉化合物中的任意一种化合物；其中封端剂化合物的含量相对于该聚酯组合物的重量为0.01～10wt％。

本发明的聚酯组合物，(1)至少还含有一种化合物C来自无机锑化合物，其锑元素含量相对于聚酯的重量为1～500ppm；(2)至少还含有一种化合物D来自有机酸钙化合物，其钙元素含量相对于聚酯的重量为1～500ppm；(3)至少还含有一种化合物E来自有机酸锂化合物，其锂元素含量相对于聚酯的重量为1～500ppm。

本发明所得聚酯组合物的末端羧基含量COOH≤13eq/t，特性粘度为0.500～0.850，耐水解指标％BB≤0.5。

适于本发明的聚酯有：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘酸乙二醇酯(PEN)、PET的共聚物、PBT的共聚聚、PTT的共聚物、PEN的共聚物等。其中又以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为佳。

本发明的聚酯可以使用现存的设备工艺，首先通过酯交换反应，在此过程中添加无机锑化合物、有机酸钙化合物作为催化剂，在酯交换反应达到反应率为95％或95％以上的时候，添加有机酸锂化合物，有机磷化合物后，转移进行缩聚反应。

可用于本发明的无机锑化合物并不特别限定，且优选的化合物包括三氧化二锑，五氧化二锑等，其中优选使用三氧化二锑。

有机酸钙化合物是草酸钙、醋酸钙、硬脂酸钙等；本发明优选的钙化合物为醋酸钙。

有机酸锂化合物是醋酸锂、丁基锂、苯基锂等，本发明优选的锂化合物为醋酸锂。

本发明中所用到的稳定剂有机磷化合物，可以是三价的磷或五价的磷的有机化合物，可以简单列举的有磷酸三甲酯、磷酸三苯酯，可以是市售的磷系的三价和五价的抗氧化剂，如市售PEP36(三价的磷的有机化合物，日本旭电化会社)、AP1500、AX-71。在此不进行更具体的列举。本发明中优选的磷酸三甲酯。

无机磷酸盐作为缓冲剂是碱金属磷酸盐或碱土金属磷酸盐中的一种或几种。