CN115926132A - 一种聚酯材料及其在吸音板上的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及E04B1，更具体地，本发明涉及一种聚酯材料及其在吸音板上的应用。所述聚酯材料的原料包括染料、分散剂和有机羧酸酯。控制酯化反应时的催化剂和稳定剂，不仅提高了酯化反应的产率，而且与分散剂协同作用，能够共同抑制酯化反应生成的聚酯热降解，提高所得的聚酯的稳定性，从而不仅进一步提高最终制备得到的聚酯材料的抗老化性，而且在38℃高温下，聚酯材料并不会发生褪色的现象。通过本发明制备得到的聚酯材料在用于吸音板的制备时，还能够一定程度上提高吸音板的吸音系数，降噪效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及E04B1，更具体地，本发明涉及一种聚酯材料及其在吸音板上的应用。
背景技术
聚酯材料，是一种通过醇和酸缩聚后，纺丝所得的人工合成纤维，也就是日常所说的PET纤维，由于其在保持搞得拉伸强度与弹性度的同时，还具有良好的保形性和抗皱性，因此被广泛应用和研究。
专利号CN111118651B的专利提供了一种阻燃聚酯纤维的制备方法，通过引入金属纳米氧化物，与烷基次膦酸金属盐协同作用，制备得到的树脂产率高，阻燃性好。专利号112760743A的专利提供了一种有色低熔点聚酯纤维的制备方法，邻苯二甲酸二异辛酯与颜料混合得到的料浆在酯化反应后加入，降低了聚酯纤维的色差。
然而有时候，得到的聚酯纤维放置时间过长或其所处环境空间温度过高，聚酯材料的色彩或性能均会发生较大幅度的下降，给聚酯纤维的应用带来了一些不便。
发明内容
为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种聚酯材料，所述聚酯材料的原料包括染料、分散剂和有机羧酸酯。
作为本发明一种优选的技术方案，所述分散剂为酰胺分散剂。
作为本发明一种优选的技术方案，所述酰胺分散剂的胺值为2-3mgKOH/g。
胺值2-3mgKOH/g表示1g碱性胺需2-3mg酸中和。
作为本发明一种优选的技术方案，所述酰胺分散剂的粒径为70-150目。
通常来说，聚酯制备得到聚酯纤维的过程中，会根据实际需要添加颜料，这时就需要使用到分散剂，使其对颜料具有良好的分散性。目前经常使用到聚乙二醇作为分散剂，也有人用到酯类物质作为分散剂。这些分散剂和颜料在酯化反应前就混合进入体系，会导致已经在分散剂中分散的颜料在酯化反应时重新团聚，而导致颜料的分散性差。本申请人通过大量的实验发现，通过在体系中加入酰胺分散剂不仅可以避免上述问题，使最终得到的聚酯纤维颜色均匀，而且还出乎意料的有利于保持色彩持久度，提高了最终得到的聚酯材料的使用寿命，尤其这类聚酯材料在用于吸音板的制备时，还能够一定程度上提高吸音板的吸音系数。申请人猜测，特定胺值的酰胺分散剂由于含有特定含量的羟基，在这样的碱性环境下，羟基不仅能够与颜料发生分子间的氢键作用，还能与酯化反应得到的聚酯发生良好的分子间作用。此外，特定粒径的酰胺分散剂能够改善体系各分子间的空隙，从而改善各物质的分散性和体系的流动性，不仅有利于颜料的分散，而且有利于接下来聚酯纤维的加工工艺的顺利进行，使得到的聚酯材料更加稳定，抗老化性能提高。并且在用于吸音板的制作时，有利于与吸音材料的结合，从而进步增加吸音效果。
作为本发明一种优选的技术方案，所述有机羧酸酯通过酯化反应制备得到。
作为本发明一种优选的技术方案，所述酯化反应的原料包括有机酸、醇类物质、稳定剂和催化剂。
优选的，所述酯化反应的原料，按重量份计，包括5-20份有机酸、23-27份醇类物质、0.01-0.07份稳定剂和0.01-0.07份催化剂。
优选的，有机酸选自对苯二甲酸、环己六醇六磷酸、间苯二甲酸、己二酸、癸二酸的一种或多种。
优选的，醇类物质选自己二醇、丁二醇、乙二醇、新戊二醇、二甘醇的一种或多种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述稳定剂选自磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、磷酸、磷酰基乙酸三乙酯的一种或多种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述稳定剂为磷酸三甲酯和磷酸三苯酯的混合物；在稳定剂中，磷酸三甲酯和磷酸三苯酯的重量比为(1-3)：(0.7-2.1)。
优选的，在稳定剂中，磷酸三甲酯和磷酸三苯酯的重量比为2：1。
聚酯材料的制备工艺为：(1)染料的分散：15-20重量份染料加入95-110重量份分散剂中，混合，得第一混合物；(2)酯化反应：将有机酸、醇类物质、稳定剂和催化剂按重量份混合，加入第一混合物，245-250℃下反应3-4.5h，保温10-15min，得到有机羧酸酯；(3)缩聚：取步骤(2)得到的有机羧酸酯，控制温度275-280℃，压力40-80Pa，反应50-65min，得聚酯；(4)纺丝：聚酯熔融纺丝装置熔融后，通过挤出机在290-293℃挤出，冷却至25℃，上油处理后拉伸定型、3400-3500m/min卷绕得到聚酯材料。
作为本发明一种优选的技术方案，按重量份计，所述催化剂为锡类催化剂和/或钛类催化剂。
优选的，所述催化剂为锡类催化剂和钛类催化剂。
进一步优选的，锡类催化剂为单丁基氧化锡；钛类催化剂为钛酸四乙酯。
更进一步的，催化剂中，锡类催化剂和钛类催化剂的重量比为2：(3-4)。
本发明第二个方面提供了一种聚酯材料的应用，其特征在于，所述聚酯材料应用于吸音板领域。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
胺值为2-3mgKOH/g，粒径为70-150目的酰胺分散剂与体系中的染料的酯化反应得到的聚酯相互作用，使最终得到的聚酯纤维颜色均匀，而且还出乎意料的有利于保持色彩持久度，提高了最终得到的聚酯材料的使用寿命。控制酯化反应时磷酸三甲酯和磷酸三苯酯的重量比为(1-3)：(0.7-2.1)，催化剂中，锡类催化剂和钛类催化剂的重量比为2：(3-4)，不仅提高了酯化反应的产率，而且与分散剂协同作用，能够共同抑制酯化反应生成的聚酯热降解，提高所得的聚酯的稳定性，从而不仅进一步提高最终制备得到的聚酯材料的抗老化性，而且在38℃高温下，聚酯材料并不会发生褪色的现象。通过本发明制备得到的聚酯材料在用于吸音板的制备时，还能够一定程度上提高吸音板的吸音系数，降噪效果显著。
具体实施方式
实施例
实施例中组合物的制备原料均为市售，其中酰胺分散剂购自日本花王，型号BE-FF，胺值为2.5mgKOH/g，粒径100目，单丁基氧化锡CAS号2273-43-0，钛酸四乙酯CAS号3087-36-3，染料购自深圳市大兴化工有限公司，型号为溶剂黄GK，CAS号94945-27-4。
实施例1
本例提供了一种聚酯材料，按重量份计，包括10份有机酸、24份醇类物质、0.03份稳定剂和0.03份催化剂。
有机羧酸酯通过酯化反应制备得到。
酯化反应的原料，按重量份计，包括13份有机酸、25份醇类物质、0.03份稳定剂和0.04份催化剂。
有机酸为间苯二甲酸。醇类物质为二甘醇。
在稳定剂中，磷酸三甲酯和磷酸三苯酯的重量比为2：1。
聚酯材料的制备工艺为：(1)染料的分散：18重量份染料加入103重量份分散剂中，混合，得第一混合物；(2)酯化反应：将有机酸、醇类物质、稳定剂和催化剂按重量份混合，加入第一混合物，248℃下反应4h，保温12min，得到有机羧酸酯；(3)缩聚：取步骤(2)得到的有机羧酸酯，控制温度278℃，压力50Pa，反应60min，得聚酯；(4)纺丝：聚酯加入熔融纺丝装置熔融，通过挤出机在290℃挤出，冷却至25℃，上油处理后拉伸定型、3450m/min卷绕得到聚酯材料。
催化剂为锡类催化剂和钛类催化剂。
锡类催化剂为单丁基氧化锡；钛类催化剂为钛酸四乙酯。
催化剂中，锡类催化剂和钛类催化剂的重量比为2：3.5。
实施例2
本例提供了一种聚酯材料，与实施例1不同的是，酯化反应的原料，按重量份计，包括8份有机酸、23份醇类物质、0.02份稳定剂和0.02份催化剂。
聚酯材料的制备工艺为：(1)染料的分散：16重量份染料加入98重量份分散剂中，混合，得第一混合物；(2)酯化反应：将有机酸、醇类物质、稳定剂和催化剂按重量份混合，加入第一混合物，245℃下反应4.2h，保温15min，得到有机羧酸酯；(3)缩聚：取步骤(2)得到的有机羧酸酯，控制温度276℃，压力50Pa，反应55min，得聚酯；(4)纺丝：聚酯加入熔融纺丝装置熔融，通过挤出机在290℃挤出，冷却至25℃，上油处理后拉伸定型、3400m/min卷绕得到聚酯材料。
实施例3
本例提供了一种聚酯材料，与实施例1不同的是，酯化反应的原料，按重量份计，包括18份有机酸、27份醇类物质、0.06份稳定剂和0.067份催化剂。
聚酯材料的制备工艺为：(1)染料的分散：20重量份染料加入108重量份分散剂中，混合，得第一混合物；(2)酯化反应：将有机酸、醇类物质、稳定剂和催化剂按重量份混合，加入第一混合物，245℃下反应3.5h，保温15min，得到有机羧酸酯；(3)缩聚：取步骤(2)得到的有机羧酸酯，控制温度276℃，压力50Pa，反应55min，得聚酯；(4)纺丝：聚酯加入熔融纺丝装置熔融，通过挤出机在290℃挤出，冷却至25℃，上油处理后拉伸定型、3400m/min卷绕得到聚酯材料。
实施例4
本例提供一种聚酯材料及其在吸音板上的应用，与实施例1不同的是，分散剂为聚乙二醇。聚乙二醇购自陶氏，CAS号25322-68-3。有机酸为对苯二甲酸。
醇类物质为新戊二醇，CAS号126-30-7。
酯化反应的原料，按重量份计，包括12份有机酸、25份醇类物质、0.04份稳定剂和0.04份催化剂。聚酯材料的制备工艺为：(1)染料的分散：19重量份染料加入100重量份分散剂中，混合，得第一混合物。
实施例5
本例提供一种聚酯材料，与实施例1不同的是，酯化反应的原料，按重量份计，包括15份有机酸、26份醇类物质、0.04份稳定剂和0.04份催化剂。稳定剂为磷酸三甲酯和磷酸三苯酯的混合物；在稳定剂中，磷酸三甲酯和磷酸三苯酯的重量比为4：0.5。催化剂中，锡类催化剂和钛类催化剂的重量比为2：3.2。
性能测试：
1、有害气体测试：将实施例1-5得到的聚酯材料在38℃条件下放置3个月后，观察外观是否出现颜色的变化，是否产生褪色现象，结果如表1：
表1
| 实施例 | 外观 |
| 实施例1 | 无颜色变化，无褪色现象 |
| 实施例2 | 无颜色变化，无褪色现象 |
| 实施例3 | 无颜色变化，无褪色现象 |
| 实施例4 | 有颜色变化，有褪色现象 |
| 实施例5 | 有颜色变化，有褪色现象 |
2、性能测试：分别将实施例1-5得到的聚酯材料按照本领域常规方法，开松、加入阻燃剂和粘合剂，阻燃剂加入量是聚酯材料的8wt％，阻燃剂购自南通泽西新材料科技有限公司，型号为FR-PU1，粘合剂加入量是聚酯材料的5wt％，粘合剂购自JVP信越，型号DF-17，热压成形后得到吸音板，按照JT/T 646.4-2016测试吸音系数，并将其在35℃下放置60天后，再次测试吸音系数，结果如表2：
表2
| 实施例 | 吸音系数 | 60天后吸音系数 |
| 1 | 1.10 | 1.05 |
| 2 | 0.92 | 0.87 |
| 3 | 0.95 | 0.89 |
| 4 | 0.82 | 0.77 |
| 5 | 0.86 | 0.72 |
Claims (10)
1.一种聚酯材料，其特征在于，所述聚酯材料的原料包括染料、分散剂和有机羧酸酯。
2.根据权利要求1所述的聚酯材料，其特征在于，所述分散剂为酰胺分散剂。
3.根据权利要求2所述的聚酯材料，其特征在于，所述酰胺分散剂的胺值为2-3mgKOH/g。
4.根据权利要求2或3所述的聚酯材料，其特征在于，所述酰胺分散剂的粒径为70-150目。
5.根据权利要求1所述的聚酯材料，其特征在于，所述有机羧酸酯通过酯化反应制备得到。
6.根据权利要求5所述的聚酯材料，其特征在于，所述酯化反应的原料包括有机酸、醇类物质、稳定剂和催化剂。
7.根据权利要求6所述的聚酯材料，其特征在于，所述稳定剂选自磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、磷酸、磷酰基乙酸三乙酯的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的聚酯材料，其特征在于，所述稳定剂为磷酸三甲酯和磷酸三苯酯的混合物；在稳定剂中，磷酸三甲酯和磷酸三苯酯的重量比为(1-3)：(0.7-2.1)。
9.根据权利要求6-8任一项所述的聚酯材料，其特征在于，所述催化剂为锡类催化剂和/或钛类催化剂。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的聚酯材料的应用，其特征在于，所述聚酯材料应用于吸音板领域。
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| JP2004051982A (ja) * | 2003-06-20 | 2004-02-19 | Daicel Chem Ind Ltd | 分散液 |
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| CN109537088A (zh) * | 2018-11-24 | 2019-03-29 | 开氏石化股份有限公司 | 一种异收缩涤纶低弹丝的制造方法 |
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2022
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Patent Citations (5)
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| JP2004051982A (ja) * | 2003-06-20 | 2004-02-19 | Daicel Chem Ind Ltd | 分散液 |
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