[发明专利]一种改性PTT共聚酯及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性聚酯，具体涉及一种化学共聚改性PTT共聚酯及其制备方法与应用。

背景技术

聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)分子结构中三个亚甲基的奇碳效应，使得PTT纤维具有一些优异的性能。与聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT相比，PTT纤维具有较低的模量、较好的弯曲性能和较好的拉伸弹性恢复性能。因此PTT纤维可以制成柔软的、并具有良好手感和触感的可拉伸纺织品和弹性恢复地毯。

PTT纤维适合作为衣料用纤维，同时还被广泛用于地毯、无纺布等方面。然而，PTT纤维只能采用分散染料染色，成本高，环保效果差，并且色泽也没有用阳离子染料染色的纤维鲜艳亮丽。如果要将其染成较深的色泽，还必须加压染色。PTT纤维及其织物由于受到染色的局限性，严重制约着该产品的应用。

中国专利申请200510054950.3公开了一种改性聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维及其制备方法，通过在聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT的聚合过程中加入间苯二甲酸-5-磺酸钠或者在聚对苯二甲酸丙二醇酯纺丝前在螺杆挤出机中与间苯二甲酸-5-磺酸钠共同进行化学反应，将磺酸基团引入PTT大分子链，形成能够对阳离子染料有吸附作用的吸附基团，改善PTT的染色性能。该法制得的聚对苯二甲酸丙二醇酯的玻璃化转变温度较高，树脂的流动性和可纺性有待进一步改善。

中国专利申请20031025429.5公开了一种易染深色共聚酯及其制备方法，通过对苯二甲酸PTA与乙二醇EG、1，3-丙二醇和聚亚烷基二醇共同进行聚合反应的方法，提供了一种易染深色的共聚酯。其通过在PET的分子链中加入1，3-丙二醇单元，使得PET共聚酯的染色性得到改善，同时聚亚烷基二醇的加入进一步是共聚酯结构变得疏松，提高上染率。该发明提供的方法中，使用了乙二醇与1，3-丙二醇两种低沸点的二元醇单元，二者的沸点接近，在缩聚过程中，都会从反应体系中脱除，使得共聚酯中二种醇比例的控制变得困难，同时也会加大缩聚溜出液分离的难度，不利于工业生产。

中国专利申请00807624.3公开了一种具有改进气阻性能的1，3-丙二醇共聚酯，通过在聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT聚合过程中加入乙二醇、间苯二甲酸、萘二甲酸等二元酸或二元醇共聚单体，且共聚单体小于15摩尔％，得到了具有改进热性能和气阻性能的PTT共聚酯。通过共聚降低了共聚酯的结晶温度，使其可以容易的制备得到无定形制件，其主要用于吹塑成瓶子，挤塑成薄膜或片材。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种可以在常温常压下用阳离子染色的改性PTT共聚酯。

本发明的另一目的在于提供上述改性PTT共聚酯的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述改性PTT共聚酯的用途。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种改性PTT共聚酯，是由以下质量百分比的成分制备得到：

对苯二甲酸：         38.8-43.1％

间苯二甲酸-5-磺酸钠：6.0-20.7％

1，3-丙二醇：        35.0-48.4％

脂肪族聚醚：         3.2-6.8％；

所述脂肪族聚醚为聚乙二醇、聚四氢呋喃或聚环氧丙烷中的一种；所述脂肪族聚醚的分子量为200～100000，优选400～6000。在上述分子量范围内，脂肪族聚醚可以在改善聚酯的流动性能，改善可纺性，降低聚酯的玻璃化转变温度的同时，对共聚酯的加工稳定性没有明显的影响。

上述改性PTT共聚酯的制备方法，是以对苯二甲酸(PTA)和1，3-丙二醇(PDO)为主要原料，添加间苯二甲酸-5-磺酸钠和脂肪族聚醚共同进行化学反应，生成改性PTT共聚酯。

上述改性PTT共聚酯的制备方法具体包括以下步骤：

(1)酯化反应：将对苯二甲酸(PTA)、1，3-丙二醇(PDO)、间苯二甲酸-5-磺酸钠与催化剂混合，200～240℃下进行酯化反应1～3个小时，生成酯化物；

(2)缩聚反应；当步骤(1)酯化反应生成的水的摩尔量为对苯二甲酸与间苯二甲酸-5-磺酸钠摩尔量之和的2倍时，往酯化物中加入脂肪族聚醚、稳定剂，常压缩聚45～60分钟后，将反应环境压力降至60Pa，同时将温度升高至250～270℃，进行缩聚反应，当产物的特性粘度达到0.65～0.90dL/g后，铸带、切粒，得到缩聚物；