[发明专利]一种低聚物含量低的聚酯及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低聚物含量低的聚酯及其制备方法，方法为：首先在催化剂A的作用下将M和二元醇进行酯化反应和第一阶段缩聚反应，然后进行第二阶段缩聚反应，接着加入催化剂B后进行第三阶段缩聚反应，最后加入扩链剂进行扩链反应制得低聚物含量低的聚酯，其中，M为二元羧酸或二元烷基羧酸酯，催化剂A为钛系催化剂、锑系催化剂或金属醋酸盐，催化剂B为异丙醇铝、氧化二丁基锡、丁基锡酸、辛酸亚锡和2‑乙基己酸亚锡中的一种以上，制得的聚酯中低聚物的含量<1.5wt％。本发明方法操作简单，制得的产品中低聚物含量低，有着极好的推广价值。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种低聚物含量低的聚酯及其制备方法。

背景技术

聚酯包括芳香聚酯、半芳香聚酯和脂肪聚酯，是一种极为重要的高分子材料。由于化学结构的不同，不同种类的聚酯具有不同的优异性能，因此聚酯可应用于生产纤维、工程塑料和薄膜等多种产品。

在聚酯的生产和加工处理过程中如切片干燥处理、纺丝及染色等过程中都可能会产生环状低聚物。不同聚酯产品所含的环状低聚物含量及种类稍有不同。其中，对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中环状低聚物约占2～3.2wt％左右，其中环状三聚体占的比例最大，约占低聚物总量的75wt％；对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中环状低聚物约占2wt％；对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)中环状低聚物含量较PET和PBT更高，有时可达5wt％，其聚合过程的环状低聚物主要为环状二聚体。

低聚物会给聚酯的生产和加工带来诸多不良影响，主要为：聚酯中包括环状低聚物在内的多种低聚物在高温聚合过程中易因升华而以白色细粉的形式沉积于聚合设备的冷却表面上，易堵塞聚合真空管道，因此需要频繁清洗，影响聚合装置的连续运行；纺丝过程中，低聚物同样会沉积于体系的冷却表面上，缩短聚酯纺丝板的更换周期，使毛丝和断头现象也随之增加等，进而增加聚酯的生产成本，同时，高温条件下低聚物容易迁移并沉积在纤维表面，会直接降低纤维拉伸强度，而低聚物沉积在塑料部件的表面，则影响其光泽度和美观；纤维染色过程中，低聚物在酸性介质中水溶性低，因此易结晶析出，析出的低聚物沉积在纤维表面会导致色差，同时扩散到染浴中的低聚物沉积在染色机上，会减短染色机的使用期限，增加生产成本。因此，制备具有较低低聚物含量的聚酯产品具有非常重要的意义。

目前研究人员常使用固相聚合反应(SSP)将这些低聚物转变成高分子量聚酯或者利用真空或者惰性气体吹扫使之升华并从聚酯内部脱除。该方法需要将聚酯切片或颗粒在高温下长时间反应，尽管可以有效降低低聚物含量，但通常会造成最终产物黏度的大幅提高而增加后续加工的难度。此方法对降低聚酯初始低聚物含量较为有效，然而却不能抑制在后续的高温加工环境中再次形成低聚物。专利CN200510095073和专利CN01020742B对聚酯切片通过优化真空干燥处理方法，在促进聚酯结晶过程中利用惰性气体吹扫以去除环状低聚物。此方法的弊端与SSP反应类似。专利CN101747531B中提出使用螯合剂、硼盐和氨基化合物的组合物来降低或抑制低聚物。专利CN101787180B提出一种通过在聚酯或聚酯制品表面施涂低表面能物质如表面活性剂来防止聚酯低聚物迁移或成核的方法来降低聚酯表面低聚物含量。类似这样的方法额外增加了加工程序，同时对纤维等聚酯制品并不适用，因为表面活性剂在面料染色及后整理的过程中难以对制品内部的低聚物进行稳定的屏蔽作用。专利US7208456A则针对纤维染色过程中低聚物沉积的问题，开发了非离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂的组合物，通过实现低聚物在染浴中稳定分散从而阻止低聚物在纤维表面结晶沉积进而避免了其对染色均一性的干扰，但上述方法均无法从源头上减少聚酯中低聚物的含量。

因此，研究一种低聚物含量低的聚酯具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的问题，提供一种低聚物含量低的聚酯及其制备方法。本发明通过调控聚酯合成过程，降低聚酯中的低聚物含量，所制备的聚酯可应用于汽车部件、移动终端、电子电器和纤维等领域，有助于提高聚酯制品的热稳定性，减少了长期使用时的热挥发物的挥发量，提高了纤维面料的染色均一性。