[发明专利]一种聚酯组合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚酯组合物及其制备方法，该聚酯组合物中含有以钛元素计相对于聚酯组合物总量为150～2000ppm的纳米氮化钛粒子；该聚酯组合物中含有碱金属元素，且碱金属元素与钛元素的摩尔比在1.00以上；该聚酯组合物的IV在0.8dl/g以上。本发明聚酯组合物采用纳米氮化钛作为催化剂，避免了现行重金属催化剂带来的重金属污染的环境问题或者钛酸酯类催化剂导致的聚酯组合物耐热性差的问题，制得的聚酯组合物IV高、耐水解性好，且制备方法简单、易操作、处理成本低。所述聚酯组合物可用于制备高透明性的聚酯薄膜。

技术领域

本发明涉及一种聚酯组合物及其制备方法，尤其涉及一种通过氮化钛做催化剂，不经固相聚合即可获得的高粘度、耐水解性能优良的聚酯聚合物。

背景技术

目前，生产高粘度聚酯切片的方法相对而言比较繁琐。首先是将二元醇和二元酸经酯化反应，得到低聚物；其次，将低聚物再进行缩聚反应，经过一系列处理得到聚酯切片。但是，切片的特性粘度并不高。为了得到较高粘度的聚酯切片，须将缩聚后的聚酯切片进行预结晶后再经固相聚合得到。与此同时，合成聚酯切片的催化剂大多为锑催化剂为主。由于锑的催化活性不高，因此用量较大。大量的锑不仅导致切片颜色变差，而且容易污染环境，伤害身体。近年来，环境专家以及生物学家倡导减少使用甚至不使用锑系催化剂。因此，越来越多的企业开发非锑催化剂催化的聚酯切片。

钛性催化剂不仅催化活性高，用量少，而且制备的聚酯切片透明性高。因此，钛系催化剂是今后最有可能代替锑系催化剂的产品。目前，钛系催化剂的技术并不成熟，存在一些缺点。中国专利CN109517147A公开了以钛系催化剂制备聚酯的技术，具体是以钛酸酯为催化剂、纳米氮化钛为助催化剂，虽然该催化剂组合提高了聚合反应速率，但是聚酯的特性粘度仍在一般范围内（实施例的0.563-0.689dl/g），不符合高粘度的要求；另外，使用两种钛系催化剂会导致聚酯的耐热性以及耐水解性聚均变差。中国专利CN101508767A公开了一种高粘度聚酯的合成方法，利用钛系催化剂在液相聚合阶段具有较高反应活性的特点，添加少量钛系催化以控制反应速率和减少副反应，同时添加镁或锌助催化剂增加固相增粘时反应官能团与催化剂接触几率。即该专利虽然使用了钛系催化剂，但其增粘仍然是通过固相缩聚反应实现的，没有克服制备过程繁琐的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粘度高、耐水解性能优良且不含重金属的聚酯组合物及其制备方法。

本发明的技术解决方案：

聚酯组合物，主要由芳香族二元羧酸单元和脂肪族二元醇单元组成，该聚酯组合物中含有以钛元素计相对于聚酯组合物总量为150～2000ppm的纳米氮化钛粒子；该聚酯组合物中含有碱金属元素，且碱金属元素与钛元素的摩尔比在1.00以上；该聚酯组合物的IV在0.8以上。

所述纳米氮化钛粒子的含量优选以钛元素计相对于聚酯组合物总量为200～1500ppm。

所述纳米氮化钛粒子的粒径优选50～100nm。

所述碱金属元素优选锂、钠、钾中的一种或多种，且所述碱金属元素与钛元素的摩尔比优选在3.00以下。

所述聚酯组合物中锑元素、锗元素或铝元素的含量相对于聚酯组合物总量优选低于10ppm。

本发明还公开了一种上述聚酯组合物的制备方法，主要包括以下步骤：

（1）制备纳米氮化钛分散液，先将纳米氮化钛粒子在二元醇中进行预分散，制成分散均匀的悬浮液，然后将悬浮液在超声波的作用下进行超声分散并加入碱金属盐至悬浮液透明，得到纳米氮化钛分散液；所述纳米氮化钛分散液中碱金属元素与钛元素的摩尔比在1.00以上；

（2）制备聚酯组合物，以芳香族二元羧酸或其酯化衍生物与脂肪族二元醇为主要单体，在聚合反应过程中添加步骤（1）制备得到的纳米氮化钛分散液，其添加量以钛元素计相当于聚酯组合物的150～2000ppm。