[发明专利]无机粉末的二元醇分散体及其制法和含该分散体的聚酯组合物

说明书

发明领域

本发明涉及一种无机粉末的二元醇分散体及其生产方法，和一种含所述分散体的聚酯组合物。更具体地说，本发明涉及一种无机粉末的二元醇分散体及其生产方法，和一种含所述分散体的聚酯组合物，尤其对聚酯薄膜或纤维，采用将无机粉末分散于二元醇如乙二醇中，试图改善聚酯摩擦系数和色泽，并使之浑浊及形成微孔的方法，本发明可以简化生产步骤、降低运输费用，防止无机颗粒的破裂。

技术背景

迄今，工业生产的聚酯，尤其聚乙烯对苯二甲酸酯，具有很好的理化性质，故已广泛用于作为纤维、薄膜和其它成形的制品。对这种聚酯组合物，通常要使聚酯含有细颗粒，以改善聚酯摩擦系数及色泽，并使之浑浊及形成微孔。

如所周知，例如，对于降低摩擦系数场合，由于聚酯在成形加工步骤及产物处置中滑溜性差，不论它的性能多好，都会出现一些诸如加工能力下降及商业价值贬低的麻烦。而大多数原因都是由于聚酯本身的摩擦系数高。至于解决这些问题的措施，提出并实施的许多方法都是将细粒加至聚酯中，使成形制品具有适当的不匀性，从而改善成形制品的表面光滑性。

至于改善聚酯表面特征的方法，已知有下述两种：

(1)、一种方法是在反应过程中，部分或全部分离出用于合成聚酯的催化剂(内部颗粒分离法)；

(2)、一种方法是在聚合过程中或聚合之后，添加细粒诸如碳酸钙及二氧化硅(外部颗粒添加法)。

但是，内部颗粒分离法(1)的缺点是，难于控制颗粒数量及粒度和防止形成大颗粒，因为这种方法中的颗粒是在反应过程中形成的，尽管聚酯与颗粒间的亲和力尚可，但这些颗粒却是由聚酯组分的金属盐所构成。

外部颗粒添加法(2)，包括在聚合过程中或聚合之后在聚酯中添加不溶性无机化合物的细粒和惰性组分，诸如二氧化钛、二氧化硅、滑石粉、高岭土和碳酸钙，只要无机化合物的颗粒粒度及添加量选择适当及预先通过分级等方法脱出粗粒，它在改善滑动性方面优于前述(1)法。

此外，为改善这种无机化合物细粒在聚酯中的分散性能，有一种方法是，制备一种无机化合物细粒的二元醇浆液，将其加至聚酯生产过程中，但对有关无机化合物细粒在二元醇中的分散性能及长期分散稳定性的问题今后仍待完善，因为当悬浮其中的无机化合物细粒的二元醇在长期储存时，会出现一些诸如无机化合物细粒沉淀下来，形成硬饼，而难于再分散以及这些无机化合物细粒在该二元醇或在聚酯生产过程中聚结一起的问题。聚酯中出现聚结粗颗粒，在纺丝过程中会引起断纱，形成所谓“鱼眼”(fish eye)，尤其当用于生产磁带的薄膜时，会丢失信息或降低S/N比。

至于所用高分散性能的颗粒，诸如六方球方解石碳酸钙、溶胶法生产的球形二氧化硅及方解石立方碳酸钙的应用，均可作为示例。这些都采用高技术生产，因此可单粒存在而无聚结。这些通常都是在水或醇中制备的，而且必需通过以二元醇替换水或/及甲醇同时保持高分散性的方法制备单分散颗粒与二元醇的浆液。为此采用真空蒸馏器诸如蒸发器，而这种方法费用很高。此外，甚至在将此法制备的二元醇浆液输送至聚酯生产场所，或将含水或醇的浆液输送至聚酯生产场所后再在该处进行蒸馏时，二者之间毫无差异，因为输送都是以浆液形式进行，其输送效率降低和输送费用增加均不可避免。

为了解决这些问题，应当考虑的是，制取粉末采用干燥器，如喷雾干燥器，对水或醇中单粒分散的颗粒进行干燥的方法，再以二元醇混合该粉末，由此制备二元醇浆液。但是，该单分散颗粒在干燥时会形成团粒，使此法所得单分散颗粒在二元醇中不能再分散达到原有的颗粒良好分散状态。

此外，日本专利审查公告2-48174提出了一种达到良好分散性能的方法，在特定条件下于二元醇中对具有特定分散性能及粒度的沉淀碳酸钙进行湿研磨。尽管据说这种方法使用有效，在二元醇分散体中颗粒形状不均匀也不成问题，但它不适于形状及粒度均匀的球形或正方形单分散碳酸钙。

例如，如果采用粉状的经喷雾干燥器而获得的球形碳酸钙或二氧化硅作为湿研磨材料，并按上述公告方法对其二元醇浆液进行湿研磨，尽管可得到分散性能良好的二元醇分散体，但由于增加了湿研磨步骤，不仅成本增加，而且由于研磨使其形状不规则，也失去了原有形状。不仅如此，由于研磨，有时形成过于微细的颗粒，在聚酯生产步骤中聚结成粗颗粒，使组合物的物理化学性质变差。另外，按该公告所述方法，也会使用于研磨的介质碎片，如玻璃，混杂在研磨物料中。这些碎片通常都是粗颗粒，粒度10-100μm，因而该方法不适用于聚酯薄膜等。