CN101338021B - 用于制造工业丝的聚酯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造工业丝的聚酯的制备方法，包括过程：对苯二甲酸和乙二醇在250～275℃温度下进行酯化反应，生成中间体对苯二甲酸双羟乙酯，反应至酯化率至少为92％，反应过程移走生成的水；中间体对苯二甲酸双羟乙酯在催化剂体系的存在下，于负压的条件下进行缩聚反应得到聚酯产品，缩聚反应温度为270～291℃，反应时间2～3小时，该催化剂体系含有乙二醇锑和三氧化钼。催化剂用量基于缩聚反应得到聚酯的理论产量计，其中乙二醇锑的用量以锑离子计为250～320ppm；三氧化钼以钼离子计为5～30ppm。本发明的优点是聚酯产品端羧基含量更低，可缩短固相聚合时间，纺丝熔体均匀性更高，制得工业丝产品的耐热性也明显提高。

Description

用于制造工业丝的聚酯的制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚酯的制造方法，特别涉及以对苯二甲酸和乙二醇为单体制造工业丝专用聚酯的制造方法，缩聚反应采用的催化剂体系中含有乙二醇锑和三氧化钼。
背景技术
随着经济的发展，聚酯工业用丝的需求日益增长，汽车、建筑、水利和交通等领域中聚酯纤维都已得到广泛的应用。聚酯工业用丝通常指高强、粗旦长丝纤维，其纤度等于或大于550dtex。为了获得较高的强度，一般采用固相增粘的方法来进一步提高以常规酯化及缩聚过程得到的聚酯的分子量，通常要求最终聚合物的分子量为25000或更高。由此制得的工业丝一般要求其强度为：中旦的纤维大于5cN/drex(Instron法)；粗旦的纤维大于6.3cN/drex(Instron法)。
由于用于制造工业丝的聚酯的粘度高，流动性差，在纺丝加工过程将经受较长时间的高温处理，因此对耐热性有着更高的要求。通常认为聚酯产品的端羧基含量是影响其耐热性的重要因素。一般聚酯端羧基含量为30～35％，这不仅导致纺丝加工过程较易产生热降解，而且使得最终的纤维产品中因端羧基的含量过高而导致耐热性的下降。现有技术中通常采用延长固相聚合的时间来减少用于纺丝的聚酯端羧基含量，但这反过来会增加固相聚合过程发生热降解的概率。
发明内容
本发明提供了一种用于制造工业丝的聚酯的制备方法，它通过对缩聚反应使用的催化剂体系的改进，其所要解决的技术问题是进一步降低产品中的端羧基含量，以此来降低固相聚合和纺丝加工过程热降解的发生概率，并进而提高最终制得的聚酯工业丝的耐热性能。
以下是本发明解决上述技术问题的技术方案：
一种用于制造工业丝的聚酯的制备方法，包括以下过程：
1)对苯二甲酸和乙二醇在250～275℃温度下进行酯化反应，生成中间体对苯二甲酸双羟乙酯，反应至酯化率至少为92％，反应过程移走生成的水；
2)中间体对苯二甲酸双羟乙酯在催化剂体系的存在下，于负压的条件下进行缩聚反应得到聚酯产品，缩聚反应温度为270～291℃，反应时间2～3小时，该催化剂体系含有乙二醇锑和三氧化钼。
上述催化剂体系的用量基于缩聚反应得到聚酯的理论产量计，其中乙二醇锑的用量以锑离子计为250～320ppm，最好为270～300ppm；三氧化钼以钼离子计为5～30ppm，最好为8～25ppm。
上述过程1)中，反应原料投料摩尔比一般为对苯二甲酸∶乙二醇＝1∶1.1～1.5。
本发明的关键在于对缩聚过程使用的催化剂体系进行了改进，发明人通过实验发现，缩聚反应使用上述技术方案所述的催化剂体系，能有效地降低聚酯产品的端羧基含量，通常至少能控制在30％以下，一般能达到28％左右。
与现有技术相比，本发明的优点在于聚酯产品端羧基含量更低，不仅可缩短固相聚合的时间，且经固相聚合后聚酯的熔体均匀性更高，具有更好的可纺性，制得工业丝产品的耐热性也明显提高。
下面将通过具体的实施方案对本发明作进一步的描述。
具体实施方式
【实施例1～8】
对苯二甲酸和乙二醇在250～275℃温度下进行酯化反应，原料投料摩尔比为对苯二甲酸∶乙二醇＝1∶1.1～1.5。生成中间体对苯二甲酸双羟乙酯，反应至酯化率至少为92％，反应过程移走生成的水；
中间体对苯二甲酸双羟乙酯在催化剂体系的存在下，于负压的条件下进行缩聚反应得到聚酯产品，缩聚反应温度为270～291℃，反应时间2～3小时。
各实施例缩聚反应使用的催化剂体系见表1，催化剂体系的用量基于缩聚反应得到聚酯的理论产量计，其中乙二醇锑的用量以锑离子计，三氧化钼以钼离子计。
各实施例聚酯产品的主要质量指标见表2。
表1.
锑离子(ppm) 钼离子(ppm)
实施例1 300 5
实施例2 280 15
实施例3 270 12
实施例4 320 10
实施例5 250 25
实施例6 290 25
实施例7 270 30
实施例8 275 20
表2.
特性粘度(dl/g) 熔点(℃) DEG(％) 端羧基(％)
实施例1 0.675 260 1.0 28.0
实施例2 0.670 260 1.1 28.2
实施例3 0.675 260 0.8 27.9
实施例4 0.685 260 1.1 28.5
实施例5 0.674 260 1.0 27.5
实施例6 0.680 260 1.0 27.9
实施例7 0.682 260 0.9 28.0
实施例8 0.672 260 1.2 28.1

Claims (4)

1.一种用于制造工业丝的聚酯的制备方法，包括以下过程：
1)对苯二甲酸和乙二醇在250～275℃温度下进行酯化反应，生成中间体对苯二甲酸双羟乙酯，反应至酯化率至少为92％，反应过程移走生成的水；
2)中间体对苯二甲酸双羟乙酯在催化剂体系的存在下，于负压的条件下进行缩聚反应得到聚酯产品，缩聚反应温度为270～291℃，反应时间2～3小时，该催化剂体系含有乙二醇锑和三氧化钼，催化剂体系的用量基于缩聚反应得到聚酯的理论产量计，其中乙二醇锑的用量以锑离子计为250～320ppm，三氧化钼以钼离子计为5～30ppm。
2.据权利要求1所述的聚酯的制备方法，其特征在于所述的乙二醇锑的用量以锑离子计为270～300ppm。
3.据权利要求1所述的聚酯的制备方法，其特征在于所述的三氧化钼以钼离子计为8～25ppm。
4.据权利要求1、2或3所述的聚酯的制备方法，其特征在于所述的过程1)中，反应原料投料摩尔比为对苯二甲酸∶乙二醇＝1∶1.1～1.5。
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