[发明专利]一种快结晶改性PET共聚酯及制备方法

说明书

本发明公开了一种快结晶改性PET共聚酯及制备方法，采用对苯二甲酸、乙二醇、成核剂、促结晶剂、催化剂、醚抑制剂和助剂为原料共聚合成单体，再加入高分子离聚物共混改性制得，其中对苯二甲酸62.8～70.4wt％、乙二醇26.3～29.4wt％、成核剂0.1～2.0wt％、促结晶剂0.1～5.0wt％、催化剂4～20ppm、醚抑制剂1～100ppm、助剂0.01～0.2wt％、高分子离聚物0.1～5.0wt％，成核剂为有机酸金属盐，促结晶剂为聚醚醇，助剂为热氧稳定剂。该改性共聚酯的冷结晶温度较低、结晶速率为传统聚酯5倍以上、特性粘度高，满足工程塑料领域的要求；其制备方法脱模温度低、结晶速率快。

技术领域

本发明涉及化工生产领域，具体涉及一种快结晶改性PET共聚酯及制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET，简称聚酯)作为热塑通用塑料中产量最大的品种，具有良好的综合性能，但从注塑成型角度来看PET尚有很多不足。常规的PET通常不能用作注塑成型树脂，因为其结晶速度慢，需在很高的模温140℃左右下注塑成型，模塑周期长，冷却固化时结晶不充分，易发生粘模现象，而且在脱模之后因继续结晶而使制品发生翘曲，限制了PET在工程塑料上的应用。快结晶PET改性手段分共聚改性和共混改性，但各自具有各自的优势。共聚改性制得的PET力学性能优异、强度高，但结晶速率提高有限，而共混改性制得的PET结晶速率大幅提高，但力学性能和强度下降明显。

中国专利CN101974210B提出了一种快速成型增强热塑性聚酯的制备方法，专利采用聚对苯二甲酸乙二醇酯作为基体，添加有成核剂(硬脂酸钠)、抗氧剂、阻燃剂和填料，还加入了乙二醇，其中各组分的质量百分数：聚对苯二甲酸乙二醇49～79、成核剂0.1～3.5、抗氧剂0.2～1、乙二醇0.2～4、阻燃剂10～18、填料10～40。该发明介绍通过上述手段解决现有PET结晶速度慢，导致塑料成型慢的问题。该专利采用共混挤出手段制备快结晶聚酯工程塑料，但成核剂易与聚酯分子链端的羧基形成羧酸钠盐，降低聚酯分子链长度，从而降低聚酯的分子量。同时，该专利还在共混过程中添加乙二醇作为结晶促进剂，而EG对于PET具有醇解效果，高温下易使PET大分子断裂，PET分子量的降低会使得结晶速率明显加快，但是以牺牲力学性能为代价获得的。专利解决力学性能降低的方法是在挤出过程中加入玻纤，但玻纤不会参与PET反应，仅从物理角度提高力学性能，但低分子量的PET在长期使用过程中会受环境影响进一步水解，使用寿命极大缩短，该专利针对该问题点未详细说明。

中国专利CN103087302B提到一种共聚酯、制备方法及其应用，该专利在PET聚合过程中加入酸组分和醇组分进行酯化反应，得到酯化物(A)，所述酸组分包括对苯二甲酸与间苯二甲酸，所述醇组分是乙二醇；将预热的聚乙二醇、催化剂、稳定剂加入到上述酯化物(A)中进行酯交换反应后，经缩聚反应、固相增粘反应后，得到共聚酯；其中，所述对苯二甲酸与所述间苯二甲酸的摩尔比为(19-99)：1；醇组分与酸组分摩尔比为(1.1-1.4)：1；聚乙二醇与所述酸组分的重量比为(0.024-0.061)：1。该专利加入所述比例的聚乙二醇制备共聚酯，使得共聚酯具有良好的抗跌落性能，所述共聚酯能广泛应用于玩具、食品包装领域。该专利中加入结晶促进剂，提高共聚酯结晶性能及抗跌落性能，但仅加入聚乙二醇提高聚酯结晶性能有限，不能完全达到工程塑料PET的使用要求。

目前，大部分快结晶PET共聚酯均采用共混挤出方式制备，虽然共混技术简单、成本低、产量大，但仍存在共混效果差、聚酯分子量降低等问题，尤其是与成核剂在高温条件下共混发生反应，使PET分子链端带阴离子端基，阴离子端基可作为均相成核促进结晶，但也会诱导PET分子链在高温下加快断裂，聚酯强度降低，制品老化性能和抗冲击强度减弱。

发明内容

发明目的：本发明提出一种快结晶改性PET共聚酯，采用共聚与共混相结合的方式，使用成核剂有机酸金属盐、促结晶剂聚醚醇的合成单体，高分子离聚物钠盐作为共混成核剂进一步促进成核，能够提高成核密度、降低PET球晶尺寸、降低改性共聚酯的冷结晶温度。