[发明专利]一种连续制备改性聚酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及多种改性聚酯的制备方法，具体设计一种连续化制备改性聚酯的方法。

背景技术

近年来，随着聚酯改性的品种逐渐增加、制备工艺技术的不断发展，改性聚酯产品的市场份额占有率越来越大，形成了稳定的市场需求。这其中用量较大的品种主要有：阳离子染料可染聚酯、酸性染料可染聚酯、全消光聚酯、水溶性聚酯、低熔点聚酯、阻燃聚酯等。然而由于聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维本身的高结晶度、高取向度及较高的玻璃化温度等性能，在常压无载体存在下各种染料或特殊性能的物质难于扩散到PET分子中去，给染色或特殊性能聚酯的制备工艺带来了困难，因此为了得到高性能的改性聚酯，后续采用的工艺往往要在高温高压并有载体存在的苛刻条件下进行，但这些方法成本高、污染环境。为解决上述诸多问题，目前市场上应用较广泛的是采用第三种方法即加入第三单体或多单体进行共聚改性，即在PET的大分子链中引入第三单体或多单体使之与其形成嵌段共聚物(又称为共聚酯)或共混物，这种第三单体或多单体含有特殊性能的官能团，可与阳离子染料、酸性染料发生化学反应，使染料易于固定，也有赋予其阻燃、原液着色、光消性好的物性，从而从根本上改变切片的染色、阻燃、水溶性等诸多性能，而且不会由于时间长停放或使用而发生褪色、特殊性能丧失等问题。另外，采用添加三单体或多单体的方法制备的改性聚酯产品与采用传统的共混改性方法制备的改性聚酯产品在性价比上要高得多，因而目前市场需求量越来越大。

作为市场需求量较大一个领域，一直以来改性聚酯的制备处于间歇法生产阶段，虽然该法具有生产的灵活性的优点，但其生产出来的产品均匀性差，无论是从成本、质量还是产量上都处于明显的劣势。特别是最近国内聚酯原材料成本的增加，市场竞争日益激烈，为了保证产品低成本、高质量，迫使企业想方设法开辟新的途径来提高已经形成规模的改性聚酯产品的竞争优势。结合当前国内大型连续化聚酯工程发展较快，部分小型连续聚酯装置的柔性化生产是一个很好的途径，即解决如何将间歇成熟的改性聚酯品种成功的在连续聚酯装置上实现稳定的批量化生产。从现阶段连续聚酯工程建设和一些装置的改造过程中可以预见，连续化生产改性聚酯的将逐渐取代间歇化生产模式。所以，小型连续聚酯装置生产改性聚酯的技术开发有较大的优势和很好的市场前景。

因此，基于上述各方面的考虑，本发明开发出连续化工艺流程以适应大批量连续化生产，以期得到质量稳定，均匀性好的改性聚酯产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续化制备改性聚酯的方法，该方法实现了工业连续化生产，大大降低了生产成本，制备出的改性聚酯能够使赋予其性能的三单体或多单体特殊官能团比较均匀的分布在聚酯主链上，使其改性后的聚酯各种性能均一性好，且长时间放置不发生丧失性能的现象。

为实现本发明的目的，一种连续化制备改性聚酯的方法，包括如下步骤：

原料对苯二甲酸和乙二醇从进料口加入到酯化釜内进行酯化反应，得到对苯二甲酸乙二醇酯低聚物，之后对苯二甲酸乙二醇酯低聚物熔体通过管道输入到缩聚釜内与三单体或多单体以及添加剂进行聚合反应，反应得到的改性聚酯熔体后续进行切粒或直接纺丝，其特征在于，所述管道的两端分别与酯化釜和缩聚釜相连，在低聚物熔体流经该管道时，三单体或多单体以及添加剂的乙二醇溶液加入到管道内，与低聚物熔体在管道中混合均匀，同时进行酯化后期的反应，然后进入缩聚釜内进行聚合反应。

在管道中混合均匀的方法是通过高剪切均化泵或/和均化器中进行混合，其优选通过高剪切均化泵和均化器进行混合。

利用高剪切均化泵和均化器这些动态混合器或静态混和器和动态混和器的结合，可以使低聚物溶液与三单体或多单体混合均匀，同时均化器还提供了高压且增加了停留时间，从而保证混合物在其内的均相、平推流以及充分反应。使得带有各种特性的基团均匀的分布在聚酯的主链上，保证了后期得到高质量的改性聚酯产品

所述的管道上设有注入系统、温度调节系统以及高剪切均化泵和/或均化器，其优选管道上设有注入系统、温度调节系统、高剪切均化泵和均化器。

改性聚酯包括阳离子染料可染聚酯、阴离子染料可染聚酯、水溶性聚酯、低熔点聚酯、高收缩聚酯、全消光聚酯、原液着色聚酯或阻燃聚酯等。

所述的添加剂包括催化剂或稳定剂，其中催化剂包括镁类化合物、锰类化合物、钛类化合物、锑类化合物或者锗类化合物，其优选锑类化合物，更优选乙二醇锑、醋酸锑或三氧化锑；所述的稳定剂包括磷酸三甲酯((CH₃O)₃PO₄)。