一種抗蠕變聚酯及其製備方法:專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,技術

一種抗蠕變聚酯及其製備方法

《一種抗蠕變聚酯及其製備方法》是江蘇恆力化纖股份有限公司於2013年10月14日申請的專利，該專利的申請號為2013104796580，公布號為CN103556289A，授權公布日為2014年2月5日，發明人是高亮、王麗麗、李文剛、湯方明、孫曉華。

《一種抗蠕變聚酯及其製備方法》涉及一種抗蠕變聚酯及其製備方法，是將聚酯與含氟環氧化合物共混或者在聚酯的合成過程中加入含氟環氧化合物，即可得到抗蠕變聚酯。通過使用含氟環氧化合物對聚酯進行封端改性，可以在一定程度上改善聚酯的抗蠕變性能，同時可以提高聚酯的抗水解性能及性能穩定性；採用該發明的一種抗蠕變聚酯製得的纖維，可長時間使用於高溫高濕環境中，在塑膠包裝、防水面料、繩索、纜繩以及海洋用纖維等領域有巨大的前景。

2018年12月20日，《一種抗蠕變聚酯及其製備方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

基本介紹

中文名：一種抗蠕變聚酯及其製備方法
公布號：CN103556289A
授權日：2014年2月5日
申請號：2013104796580
申請日：2013年10月14日
申請人：江蘇恆力化纖股份有限公司
地址：江蘇省蘇州市吳江市盛澤鎮南麻開發區恆力路1號
發明人：高亮、王麗麗、李文剛、湯方明、孫曉華
Int.Cl.：D01F6/84(2006.01)I、D01F8/14(2006.01)I、C08G81/00(2006.01)I、C08G63/682(2006.01)I
類別：發明專利

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

截至2013年10月，聚酯（PET）是人類使用最為廣泛的合成高聚物之一，具有高強度、高模量以及良好的耐熱性，是最早實現工業化套用的線性熱塑性聚合物，其在塑膠包裝、薄膜及化纖等領域中得到了廣泛的套用。

聚酯的分子鏈結構是含有苯環結構的線性大分子，分子鏈上的官能團排列整齊，無支鏈，大分子鏈的柔性較差。與其他高分子材料相比，聚酯的分子鏈發生滑移較為困難，具有一定的尺寸穩定性。但是，聚酯材料在玻璃化溫度以上長時間使用時會發生蠕變。蠕變是在應力影響下固體材料緩慢永久性的移動或者變形的趨勢，它的發生是由於在低於材料屈服強度的應力下長時間作用的結果。當材料長時間處於加熱狀態或者在熔點附近的溫度時，蠕變會更加劇烈。蠕變變形發生的溫度範圍因材料不同而不同，與其分子結構有關。聚酯材料在使用的過程中如果發生較大的蠕變，就會導致其尺寸、形態的不穩定，這將嚴重限制聚酯材料在很多領域特別是高強繩索領域中的套用。

改善聚酯材料抗蠕變性能可以通過以下幾種方式：（1）在材料的玻璃化溫度以下使用；（2）採取各種改性方法，使大分子發生交聯；（3）提高大分子的相對分子質量；（4）提高大分子鏈間作用力，包括向主鏈引入芳雜環、極性基團或形成互穿網路結構等。

相關專利如美國艾利丹尼森公司的專利CN200680017951.3公開了一種以含有乙烯基取代的芳香烴和共軛二烯嵌段共聚物為主要成分的抗蠕變壓敏膠產品。相關專利如CN200910097866.8通過加入光敏劑對聚乙烯纖維預處理，再經過紫外輻照來改善纖維的抗蠕變性能。CN201110434278.6採用光敏劑和熱引發劑對聚乙烯纖維共同引發交聯，從而增加纖維的抗蠕變性能。但是，2013年10月之前很少有針對聚酯關於抗蠕變的研究。

發明內容

專利目的

《一種抗蠕變聚酯及其製備方法》的目的是提供一種抗蠕變聚酯及其製備方法，特別是涉及一種用含氟環氧化合物作為封端劑進行改性的抗蠕變聚酯及其製備方法。通過使用含氟環氧化合物對聚酯進行封端改性，可以在一定程度上改善聚酯的抗蠕變性能，同時可以提高聚酯的抗水解性能及性能穩定性；採用《一種抗蠕變聚酯及其製備方法》的一種抗蠕變聚酯製得的纖維，可長時間使用於高溫高濕環境中，在塑膠包裝、防水面料、繩索、纜繩以及海洋用纖維等領域有巨大的前景。

技術方案

《一種抗蠕變聚酯及其製備方法》的一種抗蠕變聚酯的製備方法，是將聚酯與含氟環氧化合物進行共混反應得到所述抗蠕變聚酯；共混反應條件：溫度為270～290℃，時間為3～5分鐘；所述含氟環氧化合物加入量是聚酯的0.5～5wt％；所述聚酯是指PET、PTT和PBT中的一種或幾種的混合物或幾種的共聚物；所述聚酯中，PET的特性粘度為0.6～0.7分升/克；PTT的特性粘度為0.7～0.9分升/克；PBT的特性粘度為0.7～0.9分升/克。

或者，以二元酸與二元醇為共聚單體進行反應，當反應產物的特性粘度大於0.6分升/克時，加入含氟環氧化合物，然後在真空條件下進行攪拌10～30分鐘，出料即得到所述抗蠕變聚酯；所述含氟環氧化合物加入量是二元酸的0.8～8wt％；所述二元酸是指對苯二甲酸；所述二元醇是指乙二醇、丙二醇和丁二醇中的一種或幾種。

所述抗蠕變聚酯，是指聚酯的部分大分子鏈用含氟環氧化合物封端所得的聚酯，所述封端是指對大分子鏈的一端封端和/或兩端封端，其分子式分別為：

所述含氟環氧化合物是指含氟的雙酚A型環氧樹脂，其分子結構式為：

其中n＝10～20。

所述含氟的雙酚A型環氧樹脂是由二苯基矽二醇與4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚二環氧丙基醚為原料，採用氯化錫作為催化劑進行共混反應製得；具體步驟為：

所述4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚二環氧丙基醚的製備：在氮氣氛圍中，將環氧氯丙烷和4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚以4:1的摩爾比混合，加入4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚質量的1.5～2.0％的8～10摩爾/升氫氧化鈉溶液，在室溫條件下攪拌反應16～18小時；冷卻到室溫，再加入4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚質量的30～40％的3～5摩爾/升的氫氧化鈉溶液，所述氫氧化鈉溶液為用無水碳酸鈉飽和的溶液，在室溫條件下攪拌反應10～15小時；然後用氯仿萃取，將所得有機相通過蒸除氯仿和過量的環氧氯丙烷得到稠狀液體，將其加入到無水乙醇中重結晶，即得到4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚二環氧丙基醚的晶體；

所述含氟的雙酚A型環氧樹脂的製備：將二苯基矽二醇與4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚二環氧丙基醚以1:2的摩爾比混合，加入4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚二環氧丙基醚質量0.06～0.10％的氯化錫作為催化劑，在溫度為150～180℃和攪拌時間為30～40分鐘的條件下進行共混反應，即得到所述含氟的雙酚A型環氧樹脂。

《一種抗蠕變聚酯及其製備方法》中所述含氟的雙酚A型環氧樹脂是由環氧氯丙烷與4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚反應得到4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚二環氧丙基醚，所得4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚二環氧丙基醚與二苯基矽二醇反應製得。所述含氟的雙酚A型環氧樹脂中含有

權利要求

1.一種抗蠕變聚酯的製備方法，其特徵是：將聚酯與含氟環氧化合物進行共混反應得到所述抗蠕變聚酯；共混反應條件：溫度為270～290℃，時間為3～5分鐘；所述含氟環氧化合物加入量是聚酯的0.5～5wt％；或者，以二元酸與二元醇為共聚單體進行反應，當反應產物的特性粘度大於0.6分升/克時，加入含氟環氧化合物，然後在真空條件下進行攪拌10～30分鐘，出料即得到所述抗蠕變聚酯；所述含氟環氧化合物加入量是二元酸的0.8～8wt％；所述含氟環氧化合物是指含氟的雙酚A型環氧樹脂，其分子結構式為：

實施方式

《一種抗蠕變聚酯及其製備方法》的一種抗蠕變聚酯，是指聚酯的部分大分子鏈用含氟環氧化合物封端所得的聚酯，所述封端是指對大分子鏈的一端封端和/或兩端封端，其分子結構式分別為：

如上所述的一種抗蠕變聚酯，含氟環氧化合物加入量是聚酯的0.5～5wt％，或者是二元酸的0.8～8wt％。

實施例1

4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚二環氧丙基醚的製備：在氮氣氛圍中，將環氧氯丙烷和4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚以4:1的摩爾比混合，加入4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚質量的1.5％的15摩爾/升氫氧化鈉溶液，在室溫條件下攪拌反應16小時；然後冷卻到室溫，再加入4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚質量的30％的5摩爾/升的氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液為用無水碳酸鈉飽和的溶液，在室溫條件下攪拌反應10小時；然後用氯仿萃取，將所得有機相通過蒸除氯仿和過量的環氧氯丙烷得到稠狀液體，將其加入到無水乙醇中重結晶，即得到4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚二環氧丙基醚的晶體；

含氟的雙酚A型環氧樹脂的製備：將二苯基矽二醇與4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚二環氧丙基醚以1:2的摩爾比混合，加入4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚二環氧丙基醚質量0.06％的氯化錫作為催化劑，在溫度為180℃和攪拌時間為30分鐘的條件下進行共混反應，即得到所述含氟的雙酚A型環氧樹脂。

將PET聚酯與含氟的雙酚A型環氧樹脂進行共混反應得到所述抗蠕變聚酯；共混反應條件：溫度為270℃，時間為5分鐘；所述含氟的雙酚A型環氧樹脂加入量是PET聚酯的0.5wt％。

實施例2

4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚二環氧丙基醚的製備：在氮氣氛圍中，將環氧氯丙烷和4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚以4:1的摩爾比混合，加入4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚質量的2.0％的10摩爾/升氫氧化鈉溶液，在室溫條件下攪拌反應18小時；冷卻到室溫，再加入4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚質量的40％的3摩爾/升的氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液為用無水碳酸鈉飽和的溶液，在室溫條件下攪拌反應15小時；然後用氯仿萃取，將所得有機相通過蒸除氯仿和過量的環氧氯丙烷得到稠狀液體，將其加入到無水乙醇中重結晶，即得到4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚二環氧丙基醚的晶體；

含氟的雙酚A型環氧樹脂的製備：將二苯基矽二醇與4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚二環氧丙基醚以1:2的摩爾比混合，加入4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚二環氧丙基醚質量0.10％的氯化錫作為催化劑，在溫度為150℃和攪拌時間為40分鐘的條件下進行共混反應，即得到所述含氟的雙酚A型環氧樹脂。

將PTT聚酯與含氟的雙酚A型環氧樹脂進行共混反應得到所述抗蠕變聚酯；共混反應條件：溫度為290℃，時間為3分鐘；所述含氟的雙酚A型環氧樹脂加入量是PTT聚酯的5wt％。

實施例3

4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚二環氧丙基醚的製備：在氮氣氛圍中，將環氧氯丙烷和4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚以4:1的摩爾比混合，加入4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚質量的1.8％的12摩爾/升氫氧化鈉溶液，在室溫條件下攪拌反應17小時；冷卻到室溫，再加入4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚質量的35％的4摩爾/升的氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液為用無水碳酸鈉飽和的溶液，在室溫條件下攪拌反應13小時；然後用氯仿萃取，將所得有機相通過蒸除氯仿和過量的環氧氯丙烷得到稠狀液體，將其加入到無水乙醇中重結晶，即得到4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚二環氧丙基醚的晶體；

含氟的雙酚A型環氧樹脂的製備：將二苯基矽二醇與4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚二環氧丙基醚以1:2的摩爾比混合，加入4，4'-[2，2，2-三氟代-1-（三氟代甲基）亞乙基]二苯酚二環氧丙基醚質量0.08％的氯化錫作為催化劑，在溫度為170℃和攪拌時間為35分鐘的條件下進行共混反應，即得到所述含氟的雙酚A型環氧樹脂。

將PET、PBT聚酯按1:1的重量比，與含氟的雙酚A型環氧樹脂進行共混反應得到所述抗蠕變聚酯；共混反應條件：溫度為280℃，時間為4分鐘；所述含氟的雙酚A型環氧樹脂為所述PET、PBT聚酯質量之和的3wt％。

實施例4

將PET、PTT聚酯按1:1的重量比，與含氟的雙酚A型環氧樹脂進行共混反應得到所述抗蠕變聚酯；共混反應條件：溫度為275℃，時間為5分鐘；所述含氟的雙酚A型環氧樹脂為所述PET、PTT聚酯質量之和的4wt％。

實施例5

將PET、PTT、PBT聚酯按1:1:1的重量比，與含氟的雙酚A型環氧樹脂進行共混反應得到所述抗蠕變聚酯；共混反應條件：溫度為285℃，時間為4分鐘；所述含氟的雙酚A型環氧樹脂為所述PET、PTT、PBT聚酯質量之和的1.5wt％。

實施例6

將對苯二甲酸與乙二醇作為共聚單體，以1:1的摩爾比加料並進行反應，當反應產物的特性粘度大於0.6分升/克時，加入含氟的雙酚A型環氧樹脂，然後在真空條件下進行攪拌10分鐘，出料即得到所述抗蠕變聚酯；所述含氟的雙酚A型環氧樹脂加入量的0.8wt％。

實施例7

將對苯二甲酸與丁二醇作為共聚單體，以1:1的摩爾比加料並進行反應，當反應產物的特性粘度大於0.6分升/克時，加入含氟的雙酚A型環氧樹脂，然後在真空條件下進行攪拌130分鐘，出料即得到所述抗蠕變聚酯；所述含氟的雙酚A型環氧樹脂加入量是對苯二甲酸的8wt％。

實施例8

將對苯二甲酸、乙二醇和丙二醇作為共聚單體，以2:1:1的摩爾比加料並進行反應，當反應產物的特性粘度大於0.6分升/克時，加入含氟的雙酚A型環氧樹脂，然後在真空條件下進行攪拌15分鐘，出料即得到所述抗蠕變聚酯；所述含氟的雙酚A型環氧樹脂加入量是對苯二甲酸的2wt％。是對苯二甲酸

實施例9

將對苯二甲酸、乙二醇和丁二醇作為共聚單體，以2:1:1的摩爾比加料並進行反應，當反應產物的特性粘度大於0.6分升/克時，加入含氟的雙酚A型環氧樹脂，然後在真空條件下進行攪拌20分鐘，出料即得到所述抗蠕變聚酯；所述含氟的雙酚A型環氧樹脂加入量是對苯二甲酸的6wt％。

榮譽表彰