CN1353126A - 一种共聚酯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可用于生产纤维、薄膜、工程塑料共聚酯的合成配方、制备方法。本发明具体合成工艺流程是,以对苯二甲酸PTA和醚酸OBBA为反应原料酸,其重量比为:PTA≥80%,OBBA≤20%,与乙二醇EG直接进行酯化反应,它们的摩尔比为:乙二醇∶酸=1.1-3.5∶1,酯化反应的酯化温度为210-280℃,酯化压力为0.0-0.5MPa,酯化反应时间为1-5小时,所得酯化物在锑、钛、锗、锡等化合物单独或者复合使用作催化剂的条件下,进行缩聚反应,缩聚反应温度为270—295℃,缩聚绝对压力≤1KPa,缩聚反应时间为2-4小时,缩聚反应后即得本发明的共聚酯。本发明用直接酯化法代替酯交换路线,减化了工艺路线,降低了生产成本,有利于连续化、批量化稳定生产和提高共聚酯性能。

Description

一种共聚酯的制备方法
技术领域
本发明属于一种共聚酯的制备方法。
背景技术
中国专利95114018.3“一种聚酯薄膜及其制造方法”提出以4,4’-二苯醚二甲酸二甲酯为共聚组份,采用酯交换路线制备PET共聚物。所得的共聚酯具有良好的热稳定性,同时减慢了结晶速率,并且成膜性良好,可拉制0.02-0.3mm的聚酯薄膜。
但该中国专利95114018.3主要存在以下问题:
a、首先需由4,4’-二苯醚二甲酸与甲醇经酯化反应制得4,4’-二苯醚二甲酸二甲酯,然后将所制得的酯与乙二醇进行酯交换反应,才能制备共聚酯;
b、在共聚酯的生产过程中,必然有甲醇副产物产生;
c、因使用了酯交换催化剂,使共聚酯中含有一定的灰份,产品性能有所影响;
d、酯交换法不利于连续化、批量化的生产,不利于产品性能的稳定控制。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题,提出一种生产工艺简单、降低灰份含量和反应成本、有利于环境保护的一种共聚酯的制备方法。
本发明的技术解决方案:
一种共聚酯的制备方法,其特征在于直接使用结构式为 的4,4’-二苯醚二甲酸(简称醚酸,OBBA)作为共聚改性剂,采用直接酯化法对聚酯进行共聚改性,从而制备醚酸改性共聚酯。具体合成工艺过程是,将对苯二甲酸(PTA)和醚酸(OBBA)共同作为参加反应的原料酸,其重量比为:PTA≥80%,OBBA≤20%,与乙二醇(EG)直接进行酯化反应。它们的摩尔比为:乙二醇∶酸=1.1-3.5∶1,酯化反应的酯化温度为210-280℃,酯化压力(表压)为0.0-0.5MPa,酯化反应时间为1-5小时,所得酯化物在锑、钛、锗、锡等化合物单独或者复合使用作为催化剂的条件下,进行缩聚反应,缩聚反应温度为270-295℃,缩聚压力(绝对压力)不大于1KPa,缩聚反应时间为2-4小时。缩聚反应后即得本发明的共聚酯,称为“聚对苯二甲酸4,4’-二苯醚二甲酸乙二醇酯”,其结构式为:
Figure A0113734300032
在制备过程中,本发明使用OBBA作为改性剂,在反应初期即加入OBBA,采用PTA与EG的直接酯化法(即PTA法)制备。反应方程式为:
具体操作过程为:
将原料对苯二甲酸PTA和醚酸OBBA,其重量比为:PTA≥80%,OBBA≤20%,与乙二醇EG直接进行酯化反应,它们的摩尔比为:乙二醇∶酸=1.1-3.5∶1,酯化反应的酯化温度为210-280℃,酯化压力为0.0-0.5MPa,酯化反应时间为1-5小时,所得酯化物在锑、钛、锗、锡等化合物单独或者复合使用作催化剂的条件下,进行缩聚反应,缩聚反应温度为270-295℃,缩聚绝对压力≤1KPa,缩聚反应时间为2-4小时,缩聚反应后即得本发明的共聚酯,称为“聚对苯二甲酸4,4’-二苯醚二甲酸乙二醇酯”,其结构式为:
Figure A0113734300051
在合成过程中可以使用防醚剂、热稳定剂、消光剂、调色剂等聚酯添加剂。
本发明在保持中国专利95114018.3所述共聚酯具有的较低的结晶速率、良好的热氧化性能,优良的成膜性等性能的基础上,简化了工艺过程,降低了灰份含量,减少了生产成本,并且避免了中间产物甲醇的产生,有利于保护生态环境。本发明以4,4’-二苯醚二甲酸为共聚组份,采用直接酯化路线,可以利用间歇、半连续、连续等各种类型的聚酯生产装置,均能制备醚酸改性共聚酯。本发明所得共聚酯除了具有中国专利95114018.3(一种聚酯薄膜及其制造)制得的共聚酯所具有的结晶速率减慢、成膜性能良好、可拉成0.2mm以上的厚膜,以及膜的热氧化性能提高等特性和用途以外,还具有以下特点:
a、无需将4,4’-二苯醚二甲酸酯化为4,4’-二苯醚二甲酸二甲酯;
b、共聚酯生产过程中不会产生甲醇副产物;
c、因无需使用酯交换催化剂,使共聚酯中灰份含量降低,产品性能进一步提高;
d、直接酯化法更有利于连续化、批量化的生产,有利于稳定控制产品性能,如粘度、熔点、二甘醇含量、端羧基含量等指标。
具体实施方式
实施例1:
在2.5L釜中加入500g酸(其中PTA400g,OBBA100g),300gEG,0.15g醋酸钠,在210℃-230℃,0.2-0.3MPa下进行酯化反应。待出水量达100ml时,体系压力泄至常压,加入0.25g醋酸锑,将反应釜内温升至283℃,同时将压力降至100Pa,在此条件反应2.5小时,得到特性粘度[η]为0.650的共聚酯。
实施例2:
在2.5L釜中加入500g酸(其中PTA 450g,OBBA 50g),330gEG,0.15g醋酸钠,在225℃-245℃,0.2-0.3MPa下进行酯化反应。待出水量达100ml时,体系压力泄至常压,加入用0.18g三氧化二锑配成的乙二醇溶液,将反应釜内温升至277℃,同时将压力降至100Pa,在此条件反应2.8小时,得到特性粘度[η]为0.645的共聚酯。
实施例3:
在2.5L釜中加入500g酸(其中PTA 475g,OBBA25g),280gEG,0.15g醋酸钠,在240℃-255℃,0.2-0.3MPa下进行酯化反应。待出水量达100ml时,体系压力泄至常压,加入0.25g醋酸锑,将反应釜内温升至285℃,同时将压力降至100Pa,在此条件反应2.2小时,得到特性粘度[η]为0.648的共聚酯。
实施例4:
在20L釜中加入5Kg酸(其中PTA4Kg,OBBA 1Kg),3KgEG,1.5g醋酸钠,在250℃-270℃,0.2-0.3MPa下进行酯化反应。待出水量达1100ml时,体系压力泄至常压,加入2g乙二醇锑,将反应釜内温升至285℃,同时将压力降至120Pa,在此条件反应3小时,得到特性粘度[η]为0.643的共聚酯。
实施例5:
在20L釜中加入5Kg酸(其中PTA 4.5Kg,OBBA 0.5Kg),3KgEG,1.5g醋酸钠,在265℃-280℃,0.2-0.3MPa下进行酯化反应。待出水量达1100ml时,体系压力泄至常压,加入含有0.85g氧化锗的乙二醇溶液,将反应体系温度升至288℃,同时将压力降至110Pa,在此条件反应3.2小时,得到特性粘度[η]为0.655的共聚酯。
实施例6:
在1.2M3的半连续装置的打浆釜中投入400Kg酸(其中PTA 350Kg,OBBA50Kg),190KgEG,打浆均匀后,通过进料泵均匀连续加入到含有上述配比的酯化物的酯化釜中,设定并维持酯化釜内温度为265℃,在常压下进行酯化反应,待出水量达82Kg时,停止酯化反应,用0.5MPa的N2将酯化物经过滤压到缩聚釜,加入含有40g钛酸四丁酯的乙二醇溶液和20g醋酸钴及25g磷酸三苯酯。将缩聚釜内温升至284℃,同时将压力降至80Pa,在此条件反应3小时,得到特性粘度[η]为0.648的共聚酯。与中国专利95114018.3所得共聚酯相比,两者质量情况对比如下:
指标   灰份含量(%)   端羧基含量(mol/t) 色相 热稳定性
中国专利95114018.3所得共聚酯 ≤0.05 30-40 偏灰 稍差
 本发明所得共聚酯   ≤0.025     <30     好      好

Claims (2)

1、一种共聚酯的制备方法,其特征在于它直接使用结构式为
Figure A0113734300021
的4,4’-二苯醚二甲酸作为共聚改性剂,采用直接酯化法对聚酯进行共聚改性,制备醚酸改性共聚酯,具体合成工艺流程是,以对苯二甲酸PTA和醚酸OBBA为反应原料酸,其重量比为:PTA≥80%,OBBA≤20%,与乙二醇EG直接进行酯化反应,它们的摩尔比为:乙二醇∶酸=1.1-3.5∶1,酯化反应的酯化温度为210-280℃,酯化压力为0.0-0.5MPa,酯化反应时间为1-5小时,所得酯化物在锑、钛、锗、锡等化合物单独或者复合使用作催化剂的条件下,进行缩聚反应,缩聚反应温度为270-295℃,缩聚绝对压力≤1KPa,缩聚反应时间为2-4小时,缩聚反应后即得本发明的共聚酯,称为“聚对苯二甲酸4,4’-二苯醚二甲酸乙二醇酯”,其结构式为:
Figure A0113734300022
2、按权利要求1所述的一种共聚酯的制备方法,其特征在于在合成过程中加入防醚剂、热稳定剂、消光剂、调色剂等聚酯添加剂。
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