[发明专利]一种瓶用聚酯的制备方法及其反应设备

说明书

本发明公开了一种瓶用聚酯的制备方法及其反应设备，本发明对苯二甲酸、乙二醇为主要原料，复配添加间苯二甲酸、1,4‑环己烷二甲醇、2‑甲基‑1,3‑丙二醇为聚酯改性单体，通过连续化的酯化和熔融聚合反应得到特性黏度高于0.65dL/gdL/g的聚酯熔体，然后通过造粒、余热结晶、温度平衡后进行低温脱醛，并在脱醛过程中将粒子乙醛降至1.0μg/g以内、特性黏度高于0.80dL/g以上。本发明具有色相优、分子量分布窄、成品小分子少、结晶度低，聚酯结晶度低于50％，熔融焓小于55J/g，粒子内外黏度差低于0.01dL/g，粉尘含量低于10μg/g，初始熔融塑化温度小于205℃，分子量分布窄，成品非乙醛小分子低于0.5μg/g。

技术领域

本发明涉及一种聚酯的制备方法及其反应设备，尤其涉及一种瓶用聚酯的制备方法及其反应设备。

背景技术

目前，市场上使用透明外包装材料的树脂一般为瓶用聚酯。瓶用聚酯是由乙二醇(EG)和对苯二甲酸(PTA)按一定摩尔比混合成浆料，浆料在一定的温度和压力下完成酯化反应，然后经过预缩聚、终缩聚制成间苯二甲酸改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。基础瓶用PET特性黏度一般为0.62dL/g，此后通过固相增黏(SSP)将PET的特性黏度增至0.80dL/g以上。目前，瓶用聚酯生产的成熟工艺为固相增黏技术，代表性的企业有瑞士布勒、意大利兴科、美国康泰斯、中国仪征化纤等技术，采用热氮气/空气脱除PET固体颗粒内的小分子，提高PET的特性黏度，但该技术存在能耗物耗高、PET产品分子量分布不均、粉尘多等问题，尤其在使用1,4-环己烷二甲醇(CHDM)改性时高温脱醛环境下易造成CHDM热降解从而导致色相发黄。

公开号为CN 101842208A的专利公开了一种自高粘聚酯熔体制备低水解聚酯颗粒的方法及制备聚酯颗粒的设备，使用聚合度为132-165的高黏聚酯熔体，经水下造粒、干燥、预干燥、小分子脱除后制备低水解聚酯，在预干燥设备中停留时间至多8分钟、小分子脱除设备反应温度150～180℃和停留时间6～12小时，但在实际验证过程中其工艺无法满足小分子低于1.0μg/g的技术指标，且该技术采用空气氛围脱除，但聚酯颗粒在空气氛围大于150℃条件下会发生热氧降解，降解会导致聚酯颗粒色相发黄，大分子链断裂，从而导致聚酯各项性能下降。

公开号为CN 103140337 A的专利公开了利用聚酯粒料的残余热提高其分子量的方法。该发明涉及在聚酯热处理过程中与潜热造粒结合提高分子量。这种新开发的方法使得固态后缩合(SSP)直接与水下造粒结合。所述方法与常规固态后缩合的不同之处在于：没有额外的热量输入而只利用工艺中所得的残余热和结晶热就可以提高分子量。特征的要素是造粒过程中改善的水分离和除湿。这是在平均颗粒重量不大于20mg的小粒料存在的情况下确保黏度可以增加的唯一方式。但该专利将造粒后的粒子经过震动筛后直接输送至乙醛脱除设备，未介绍如何解决造粒后粒子结晶发粘的问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种色相优、分子量分布窄、成品小分子少、结晶度低的瓶用聚酯的制备方法；本发明的另一目的是提供一种降低瓶用聚酯生产能耗、提升瓶用聚酯产品品质、提高加工性能、实现绿色、低能耗的制备瓶用聚酯所用的反应设备。

技术方案：本发明的瓶用聚酯的制备方法，包括以下步骤：

(1)苯二甲酸、乙二醇和聚酯改性单体构成的原料，经酯化、预缩聚、终缩聚，制得聚酯熔体；

(2)聚酯熔体经过水下造粒、余热结晶和温度平衡，得到脱除粒子内部小分子的聚酯粒子；

(3)聚酯粒子采用粒子高效沸腾流脱醛，即得。

进一步地，还包括步骤(4)脱醛后的聚酯粒子经除尘和降温振动，去除聚酯粒子中的异状物。

进一步地，步骤(1)中，聚酯改性单体占聚酯熔体的质量比为0.2-9.0％，聚酯改性单体为质量比为0.2～2.0：0～5：0～2.0的间苯二甲酸、1,4-环己烷二甲醇和2-甲基-1,3-丙二醇的混合物；