CN110396181B - 一种快速结晶聚酯及其热灌装聚酯瓶片的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种快速结晶聚酯及其热灌装聚酯瓶片的制备方法，以对苯二甲酸、乙二醇为原料，通过酯化缩聚反应制备聚酯基础切片，在原料中添加聚酯重量百分比0‑0.5%的间苯二甲酸以及聚酯重量百分比0.005‑0.05%的高岭土，基础切片经过固相聚合反应得到特性粘度0.72‑0.82dL/g的热灌装聚酯瓶片。本发明方法制备的聚酯及其热灌装聚酯瓶片生产的瓶坯，无需放置，可实现连线瓶口结晶，满足热灌装的要求。且瓶坯吸水性好，结晶速率快，可省去采用长时间放置来实现吸水的生产环节。

Description

一种快速结晶聚酯及其热灌装聚酯瓶片的制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚酯，具体涉及一种快速结晶聚酯。
背景技术
市场上的果汁、茶饮料等通常采用热灌装或无菌灌装，其中一部分热灌装饮料在生产过程中需要对瓶口进行高度结晶，避免在灌装时瓶口高温变形。生产热灌装瓶的原料主要是添加少量间苯二甲酸改性的PET共聚酯，由该PET共聚酯生产的热灌装瓶经过热定型后，具有透明度高、耐热性好的优点。但是这种共聚酯用于生产热灌装瓶时，不能连续生产，主要因为新注塑的瓶坯瓶口结晶速度慢、达不到瓶口所要求的结晶度。常规做法是将新生产的瓶坯放置7-10天，使瓶坯中水分与环境达到平衡，在水诱导条件下，进行瓶口快速结晶。该生产流程缺点是：生产周期长、占用一定库存，成本高。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种快速结晶聚酯及其热灌装聚酯瓶片的制备方法，提高热灌装瓶坯瓶口结晶速度，实现连续生产的目的。
技术方案：一种快速结晶聚酯的制备方法，以对苯二甲酸、乙二醇为原料，通过酯化缩聚反应制备聚酯，在原料中添加聚酯重量百分比0-0.5％的间苯二甲酸以及聚酯重量百分比0.005-0.05％的高岭土。
进一步，所述乙二醇和对苯二甲酸的摩尔比为1.1～1.4。
进一步，原料中还添加催化剂，所述催化剂包括乙二醇锑、钛酸酯或其复合催化剂，用量相对于聚酯总重量3～200μg/g。
进一步，所述高岭土在乙二醇中超声分散后再添加。
进一步，酯化温度为220℃-260℃，常压或正压；熔融缩聚温度为275℃-285℃，在真空度小于80Pa条件下进行。
一种快速结晶热灌装聚酯瓶片的制备方法，以对苯二甲酸、乙二醇为原料，通过酯化缩聚反应制备聚酯基础切片，在原料中添加聚酯重量百分比0-0.5％的间苯二甲酸以及聚酯重量百分比0.005-0.05％的高岭土，基础切片经过固相聚合反应得到特性粘度0.72-0.82dL/g的热灌装聚酯瓶片。
进一步，所述固相聚合反应温度为200℃-220℃。
发明原理：现有技术中一般在聚酯生产过程中加入大量高岭土作为结晶成核剂，只有添加量超过一定量时才能起到促结晶的作用：聚酯分子链以高岭土颗粒为结晶核，迅速结晶，晶体将高岭土包裹，此时高岭土层间间隙由于被致密晶体包裹丧失吸水能力。但在本发明中，通过高岭土的微量添加，根据高岭土为双层片状结构，层间距小，聚酯分子链无法进入层间，高岭土的层状结构分散在聚酯中形成空腔，该空腔极易吸收环境中水分，使聚酯在水诱导下快速结晶。利用层间距的吸水能力，通过所吸收的水进行诱导结晶，而高岭土本身对结晶无促进作用。相对于现有技术，该种诱导结晶的方式具有用量少，不会引起制品其他部位发雾的效果。
有益效果：本发明方法制备的聚酯及其热灌装聚酯瓶片生产的瓶坯，无需放置，可实现连线瓶口结晶，满足热灌装的要求。且瓶坯吸水性好，结晶速率快，可省去采用长时间放置来实现吸水的生产环节。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
对比例1：仪化公司热灌装瓶级切片BG801。该产品为：采用间苯二甲酸(聚酯重量比：0.2～0.3％)对对苯二甲酸乙二醇酯进行共聚改性，产品特性粘度：0.80±0.020dL/g。主要用于热灌装瓶的生产，在生产热灌装瓶时，注塑好的瓶坯结晶慢，需存放7～10天，吸收环境中水分后，才能进行瓶口结晶。
对比例2：采用300L聚合反应装置，添加对苯二甲酸150Kg、乙二醇78Kg、高岭土347g，再添加乙二醇锑催化剂200μg/g、醚抑制剂，通过酯化(温度：220℃～260℃；压力：0.2MPa～0.3MPa)、缩聚反应(温度：275℃～285℃)，当搅拌电流达到预定目标，熔体(理论产量为：173.49Kg)经过冷却、造粒得到聚酯基础切片。基础切片发雾，不满足瓶级聚酯透明性要求。
实施例1：采用300L聚合反应装置，添加对苯二甲酸150Kg、乙二醇78Kg、高岭土8.675g，再添加乙二醇锑催化剂200μg/g、醚抑制剂，通过酯化(温度：220℃～260℃；压力：0.2MPa～0.3MPa)、缩聚反应(温度：275℃～285℃)，当搅拌电流达到预定目标，熔体(理论产量为：173.49Kg)经过冷却、造粒得到聚酯基础切片，基础切片经过固相聚合(温度：200℃～220℃)过程得到热灌装瓶片。常规质量指标：特性粘度为0.720dL/g，端羧基32mol/t，二甘醇1.4％。
实施例2：采用300L聚合反应装置，添加对苯二甲酸150Kg、乙二醇62Kg、间苯二甲酸0.867Kg，高岭土86.75g，再添加钛酸酯聚合催化剂3μg/g、醚抑制剂，通过酯化(温度：220℃～260℃；压力：0.2MPa～0.3MPa)、缩聚反应(温度：275℃～285℃)，当搅拌电流达到预定目标，熔体(理论产量为：173.49Kg)经过冷却、造粒得到聚酯基础切片，基础切片经过固相聚合(温度：200℃～220℃)过程得到热灌装瓶片。常规质量指标：特性粘度为0.820dL/g，端羧基32mol/t，二甘醇1.4％。
实施例3：采用300L聚合反应装置，添加对苯二甲酸150Kg、乙二醇78Kg、间苯二甲酸0.450Kg，高岭土44.20g，再添加钛酸酯聚合催化剂6μg/g、醚抑制剂，通过酯化(温度：220℃～260℃；压力：0.2MPa～0.3MPa)、缩聚反应(温度：275℃～285℃)，当搅拌电流达到预定目标，熔体(理论产量为：173.49Kg)经过冷却、造粒得到聚酯基础切片，基础切片经过固相聚合(温度：200℃～220℃)过程得到热灌装瓶片。常规质量指标：特性粘度为0.730dL/g，端羧基32mol/t，二甘醇1.3％。
实施例4：采用300L聚合反应装置，添加对苯二甲酸150Kg、乙二醇73Kg、间苯二甲酸0.450Kg，高岭土86.75g，再添加乙二醇锑催化剂150μg/g、醚抑制剂，通过酯化(温度：220℃～260℃；压力：0.2MPa～0.3MPa)、缩聚反应(温度：275℃～285℃)，当搅拌电流达到预定目标，熔体(理论产量为：173.49Kg)经过冷却、造粒得到聚酯基础切片，基础切片经过固相聚合(温度：200℃～220℃)过程得到热灌装瓶片。常规质量指标：特性粘度为0.740dL/g，端羧基30mol/t，二甘醇1.4％。
实施例5：采用300L聚合反应装置，添加对苯二甲酸150Kg、乙二醇78Kg、间苯二甲酸0.250Kg，高岭土26.75g，再添加乙二醇锑催化剂100μg/g和钛酸酯催化剂6μg/g、醚抑制剂，通过酯化(温度：220℃～260℃；压力：0.2MPa～0.3MPa)、缩聚反应(温度：275℃～285℃)，当搅拌电流达到预定目标，熔体(理论产量为：173.49Kg)经过冷却、造粒得到聚酯基础切片，基础切片经过固相聚合(温度：200℃～220℃)过程得到热灌装瓶片。常规质量指标：特性粘度为0.760dL/g，端羧基30mol/t，二甘醇1.4％。
由上述方法制备的热灌装聚酯，经过注塑机制成热灌装瓶坯，直接进行瓶口结晶，测试瓶口结晶度，试验结果如下表：
Figure BDA0001638524540000041
Figure BDA0001638524540000042
由对比例1及实施例1～5可知，本发明的采用新配方制备的聚酯产品，在注塑成瓶坯后，直接进行瓶口结晶，瓶口结晶度达到25％以上，满足产品质量的要求。

Claims (7)

1.一种快速结晶聚酯的制备方法，以对苯二甲酸、乙二醇为原料，通过酯化缩聚反应制备聚酯，其特征在于：在原料中添加聚酯重量百分比0-0.5%的间苯二甲酸以及聚酯重量百分比0.005-0.05%的高岭土。
2.根据权利要求1所述的快速结晶聚酯的制备方法，其特征在于：所述乙二醇和对苯二甲酸的摩尔比为1.1~1.4。
3.根据权利要求1所述的快速结晶聚酯的制备方法，其特征在于：原料中还添加催化剂，所述催化剂包括乙二醇锑、钛酸酯或其复合催化剂，用量相对于聚酯总重量3~200μg/g。
4.根据权利要求1所述的快速结晶聚酯的制备方法，其特征在于：所述高岭土在乙二醇中超声分散后再添加。
5.根据权利要求1所述的快速结晶聚酯的制备方法，其特征在于：酯化温度为220℃-260℃，常压或正压；熔融缩聚温度为275℃-285℃，在真空度小于80Pa条件下进行。
6.一种快速结晶热灌装聚酯瓶片的制备方法，其特征在于：以对苯二甲酸、乙二醇为原料，通过酯化缩聚反应制备聚酯基础切片，在原料中添加聚酯重量百分比0-0.5%的间苯二甲酸以及聚酯重量百分比0.005-0.05%的高岭土，基础切片经过固相聚合反应得到特性粘度0.72-0.82dL/g的热灌装聚酯瓶片。
7.根据权利要求6所述的快速结晶热灌装聚酯瓶片的制备方法，其特征在于：所述固相聚合反应温度为200℃-220℃。
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