CN101935394A

CN101935394A - 一种单丝用功能性高粘切片的制备方法

Info

Publication number: CN101935394A
Application number: CN 201010243727
Authority: CN
Inventors: 黄永灼; 谭巨德; 罗伟; 关海云; 叶卫; 李勇军; 莫梅英; 梁春景; 洪达想; 何杞有
Original assignee: GUANGDONG KAIPING CHUNHUI CO Ltd
Current assignee: GUANGDONG KAIPING CHUNHUI CO Ltd
Priority date: 2010-08-03
Filing date: 2010-08-03
Publication date: 2011-01-05

Abstract

本发明公开了一种单丝用功能性高粘切片的制备方法，其以二元酸和二元醇为原料，利用PTA法生产特性粘度不超过0.70dl/g的功能性低粘度聚酯切片，再经连续固相缩聚生产特性粘度在0.76dl/g～1.2dl/g范围的单丝用功能性高粘切片，本发明所生产的单丝用功能性高粘切片性能稳定，品质优异，调色添加剂含量稳定并在一定范围可调整，该切片可直接用于拉制单丝，无需添加调色母粒切片，本发明还便于下游用户生产工艺的控制，提高单丝生产的稳定性，降低废料的产生，从而降低下游用户的生产成本。

Description

一种单丝用功能性高粘切片的制备方法

技术领域

本发明涉及一种高粘度聚酯切片的制备方法，特别是一种单丝用功能性高粘切片的制备方法。

背景技术

高粘度聚酯切片广泛应用于涤纶工业丝、工业用单丝、包装瓶、包装盒等众多领域。

高粘度聚酯切片的制造一般分两个步骤完成：一是通过PTA法或DMT法（其中PTA表示精对苯二甲酸，DMT表示对苯二甲酸二甲酯）在液相的反应条件下生产特性粘度不超过0.70dl/g的普通低粘度聚酯切片；二是以普通低粘度聚酯切片为原料，通过固相缩聚增粘的方法生产特性粘度超过0.76dl/g的高粘度聚酯切片。

普通低粘度聚酯切片制备首先由原料精对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯（DMT）与乙二醇（EG）进行酯化反应或酯交换反应，得到对苯二甲酸双羟乙酯（BHET），然后进行缩聚反应，再经切粒、干燥后得到普通低粘度聚酯切片。然后再以普通低粘度聚酯切片为原料，通过固相缩聚增粘生产出高粘度聚酯切片。一般情况下，直接酯化不需要加入催化剂，酯交换反应需要加入酯交换催化剂，液相缩聚反应需加入缩聚催化剂，固相缩聚反应不需加入催化剂。

目前，生产工业用单丝一般用高粘度聚酯切片和调色母粒切片按一定的比例混合使用。在单丝生产线中，混合切片经干燥、熔融、挤出、冷却、牵伸等工序后制成具有特定颜色的单丝。一般调色母粒切片的粘度较低，和高粘度聚酯切片混合后使原料的粘度下降，而且混合不均匀造成调色添加剂含量不稳定，影响单丝强度和色泽的均匀性，单丝质量差。另外，调色母粒切片及其添加费用高、产品质量稳定性差、强度低、废品率高、转产废料多等诸多因素造成生产成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不必添加调色母粒切片的单丝用功能性高粘切片的制备方法，保障单丝强度和色泽的均匀性和单丝质量，降低生产成本。

为了解决上述技术问题，本发明的一种单丝用功能性高粘切片的制备方法，包括以下步骤：

a.以二元酸和二元醇为原料，利用PTA法生产特性粘度不超过0.70dl/g的功能性低粘度聚酯切片；

b.经连续固相缩聚反应生产特性粘度在0.76dl/g～1.2 dl/g范围的单丝用功能性高粘切片。

所述生产功能性低粘度聚酯切片的PTA法包括酯化反应和缩聚反应，其在反应时加入调色添加剂、聚合催化剂、稳定剂，酯化温度为250～275℃，绝对压力0.1～0.3MPa，反应时间为2.5～4.5小时，缩聚温度为265～295℃，绝对压力≤20KPa，反应时间为4.0～7.0小时，反应生成的功能性低粘度聚酯经切粒和干燥后成为功能性低粘度聚酯切片。

所述连续固相缩聚反应包括预结晶、结晶、预热、缩聚、冷却几个阶段，各阶段的绝对压力为0.1～0.2MPa，预结晶的温度为150～180℃，预结晶时间为15分钟到1小时；结晶的温度为150～190℃，结晶时间为15分钟到1小时；预热的温度为180～250℃，预热时间为4.5～6.5小时；缩聚的温度为180～230℃，缩聚时间为12～18小时；冷却的温度为30～80℃，冷却时间为1.5～3.5小时，预结晶和结晶阶段的加热介质为空气，预热和缩聚阶段的加热介质为氮气，冷却阶段的冷却介质为空气或氮气。

所述二元酸为对苯二甲酸，所述的二元醇为乙二醇，所得的聚酯为均聚物。

所述聚合催化剂为缩聚催化剂，为金属锑、钛、锗的化合物或它们的有机催化剂，其加入量为原料中二元酸重量的0.01～0.1%。

所述调色添加剂为钛或硅的氧化物，其中加入钛的氧化物的量为原料中二元酸重量的0.12～0.52%。

所述稳定剂为含磷化合物，加入量相当于二元酸重量的0.001～0.04%。

所述含磷化合物是磷酸、亚磷酸、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、磷酸二甲酯中的一种。

本发明的有益效果是：由于采用上述制备方法，本发明所生产的单丝用功能性高粘切片性能稳定，品质优异，调色添加剂含量稳定并在一定范围可调整，该切片可直接用于拉制单丝，无需添加调色母粒切片。拉制单丝时，生产稳定，单丝的强度高、耐磨性好，单丝表面圆润光滑、直径偏差小；解决下游单丝用户以高粘度聚酯切片和调色母粒切片混合生产单丝时，单丝的粘度下降幅度较大、单丝颜色不稳定、单丝质量差的难题；本发明还便于下游用户生产工艺的控制，提高单丝生产的稳定性，降低废料的产生，从而降低下游用户的生产成本。

具体实施方式

本发明的一种单丝用功能性高粘切片的制备方法以二元酸和二元醇为原料，所述的二元酸为PTA（精对苯二甲酸），所述的二元醇为EG（乙二醇），所得的聚酯为单丝用功能性高粘切片。利用PTA法生产单丝用功能性高粘切片包括液相聚合和固相缩聚两个部分。液相聚合过程包括酯化反应和缩聚反应，其中在反应时加入聚合催化剂、调色添加剂、稳定剂。所述的聚合催化剂为缩聚时使用的催化剂，为金属锑的化合物或它们的有机催化剂，其中加入量相当于原料中二元酸重量的0.033%。聚合时所加入的调色添加剂为钛的氧化物，加入量相当于原料中二元酸重量的0.35%，钛的氧化物经研磨或搅拌分散后以EG悬浮液的形式加入酯化阶段中。所添加的稳定剂为含磷化合物，其中加入量相当于原料中二元酸重量的0.01%。固相缩聚阶段无需加入添加剂。

实施例：

在90吨/天的聚酯生产线中加入PTA、EG、TiO₂、磷酸三乙酯、催化剂的比例为860 : 340 : 3.0 : 0.086 : 0.28。酯化反应温度为250～275℃，绝对压力0.1～0.3MPa，反应时间为2.5～4小时；缩聚温度为265～295℃，绝对压力≤20KPa，反应时间为4.5～6.5小时，反应生成的功能性低粘度聚酯经切粒和干燥后成为功能性低粘度聚酯切片。

在90吨/天的固相缩聚生产线中以功能性低粘度聚酯切片为原料，生产单丝用功能性高粘切片。预结晶温度为150～160℃，时间为15分钟到1小时；结晶温度为170～185℃，时间为15分钟到1小时；预热温度为210～230℃，时间为5～6小时；缩聚温度为190～210℃，时间为13～17小时；冷却温度为35～65℃，时间为2～3小时。预结晶和结晶阶段的加热介质为空气，预热阶段、缩聚阶段的加热介质和冷却阶段的冷却介质均为氮气。固相缩聚生产线各反应系统的绝对压力为0.1～0.2MPa。生产的单丝用功能性高粘切片的常规性能见表1。

反应生成的单丝用功能性高粘切片在单丝生产线中经干燥、270～300℃螺杆熔融和挤出、冷却和牵伸等工序后，得到直径为0.2mm和0.35mm的造纸网用单丝。单丝的物理性能见表2。

表1 单丝用功能性高粘切片的性能

Figure 2010102437274100002DEST_PATH_IMAGE002

表2 单丝的物理性能

Claims

1.一种单丝用功能性高粘切片的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

a. 以二元酸和二元醇为原料，利用PTA法生产特性粘度不超过0.70dl/g的功能性低粘度聚酯切片；

2.根据权利要求1所述的单丝用功能性高粘切片的制备方法，其特征在于所述生产功能性低粘度聚酯切片的PTA法包括酯化反应和缩聚反应，其在反应时加入调色添加剂、聚合催化剂、稳定剂，酯化温度为250～275℃，绝对压力0.1～0.3MPa，反应时间为2.5～4.5小时，缩聚温度为265～295℃，绝对压力≤20KPa，反应时间为4.0～7.0小时，反应生成的功能性低粘度聚酯经切粒和干燥后成为功能性低粘度聚酯切片。

3.根据权利要求1所述的单丝用功能性高粘切片的制备方法，其特征在于所述连续固相缩聚反应包括预结晶、结晶、预热、缩聚、冷却几个阶段，各阶段的绝对压力为0.1～0.2MPa，预结晶的温度为150～180℃，预结晶时间为15分钟到1小时；结晶的温度为150～190℃，结晶时间为15分钟到1小时；预热的温度为180～250℃，预热时间为4.5～6.5小时；缩聚的温度为180～230℃，缩聚时间为12～18小时；冷却的温度为30～80℃，冷却时间为1.5～3.5小时，预结晶和结晶阶段的加热介质为空气，预热和缩聚阶段的加热介质为氮气，冷却阶段的冷却介质为空气或氮气。

4.根据权利要求1所述的单丝用功能性高粘切片的制备方法，其特征在于所述二元酸为对苯二甲酸，所述的二元醇为乙二醇，所得的聚酯为均聚物。

5.根据权利要求2所述的单丝用功能性高粘切片的制备方法，其特征在于所述聚合催化剂为缩聚催化剂，为金属锑、钛、锗的化合物或它们的有机催化剂，其加入量为原料中二元酸重量的0.01～0.1%。

6.根据权利要求2所述的单丝用功能性高粘切片的制备方法，其特征在于所述调色添加剂为钛或硅的氧化物，其中加入钛的氧化物的量为原料中二元酸重量的0.12～0.52%。

7.根据权利要求2所述的单丝用功能性高粘切片的制备方法，其特征在于所述稳定剂为含磷化合物，加入量相当于二元酸重量的0.001～0.04%。

8.根据权利要求7所述的单丝用功能性高粘切片的制备方法，其特征在于所述含磷化合物是磷酸、亚磷酸、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、磷酸二甲酯中的一种。