一种用以转化成lpet的改性pet构成物及lpet的制备方法
阅读说明：本技术 一种用以转化成lpet的改性pet构成物及lpet的制备方法 (Modified PET (polyethylene terephthalate) composition for converting into LPET (Linear Low energy et) and preparation method of LPET ) 是由 张海涛 于汉青 朱闻宇 沈良华 于 2021-07-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种用以转化成LPET的改性PET构成物,所述改性PET构成物包括以下质量份数的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物80～99份；改性剂1～20份；金属盐添加剂0.01～0.05份；所述聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物包括1～10wt％的二甘醇以及90～99wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯,所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的酸阶在25～40meqKOH/kg；所述改性剂为C6-C10的二元酸、C5-C10二元醇中的一种或者多种。同时本发明还提供了该LPET的制备方法,主要包括第一中间体的生成、PET混合物的制备、第二中间体的生成以及叠加反应生成LPET。本发明获得的LPET熔点在210℃以下,且熔点与熔融软化点之差为15℃以内,提高了材料在加热时的热熔均匀性,并有效地提高了最终成型产品的尺寸稳定性。(The invention discloses a modified PET (polyethylene terephthalate) composition for converting into LPET (low power polyethylene terephthalate), which comprises the following components in parts by mass: 80-99 parts of a polyethylene terephthalate composition; 1-20 parts of a modifier; 0.01-0.05 part of metal salt additive; the polyethylene terephthalate composition comprises 1-10 wt% of diethylene glycol and 90-99 wt% of polyethylene terephthalate, and the acid level of the polyethylene terephthalate is 25-40 meqKOH/kg; the modifier is one or more of C6-C10 dibasic acid and C5-C10 dihydric alcohol. The invention also provides a preparation method of the LPET, which mainly comprises the steps of generating a first intermediate, preparing a PET mixture, generating a second intermediate and carrying out superposition reaction to generate the LPET. The melting point of the LPET obtained by the invention is below 210 ℃, and the difference between the melting point and the melting softening point is within 15 ℃, so that the hot melting uniformity of the material during heating is improved, and the dimensional stability of the final formed product is effectively improved.)
技术领域
本发明涉及合成纤维单(聚合)体制造技术领域，尤其是涉及一种用以转化成LPET的改性PET构成物及LPET的制备方法。
背景技术
通常，PET材料受到其高熔点特性(约为0.66g/dl)的限制，并且它们的应用领域也受到限制。因此通常将PET材料改性以降低其熔点，并通常称为LPET。LPET是指熔点在130℃至230℃范围内的改性PET，而未改性PET材料的熔点通常在240℃以上。
LPET的制造方法在基于普通PET生产的基础上。通过添加适度占比的二元酸或二元醇改质剂，可以生产制造出不一样LPET熔体。关键在于聚酯分子结构链的分子结构排序，因添加二元酸或二元醇改质剂参加共聚物后产生镶嵌预聚物，更改了熔体中原先整齐的分子结构链排序，原本熔体较高的熔点随分子结构链毁坏而减少，因而预聚物的熔点伴随着改质剂加上量的提升而减少。例如，可以通过添加间苯二甲酸(IPA)或己二酸(AA)等；或丁二醇，己二醇或新戊二醇(NPG)等，这些对苯二甲酸(TPA)以外的二元酸和除乙二醇(EG)以外的其他二元醇，更改熔体中原先整齐的分子结构链排序，降低预聚物的熔点。
近年来，随着环境保护意识的提高，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)相关产品的生产制造方法也随着更改，由回收材料制成的商品也越来越普及。现阶段回收再生的商品的物理或化学性质没有任何重大变化，比如：运用收购的聚酯原材料与低烷基醛类的醇解解聚工艺，其工艺简易，但并未改进聚合物的物理性能，且还需附加添加原料，比如：对苯二甲酸(TPA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)。
尽管现有参考文献表明一部分的碱土金属盐与碱金属盐具备形核功效，但并不是全部的碱金属材料与碱金属盐皆能做为效率高的聚酯成核剂。现有技术中可以迅速结晶聚酯做为成核剂的，如：聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酸丁二醇酯，它们被添加了含钠物质，比如：氢氧化钠溶液、苯甲酸钠、和邻氯苯甲酸钠，使聚酯的酸尾端基COO-与碱土金属正离子产生COO-Na形式，这种成核剂虽然可以促进结晶作用，但是不能达到降低熔点或熔化软化灵界点差值的作用。
如果聚合物材料的熔点和软化点之间的差不能控制在一定范围内，即熔点和软化点之间的差太大，或者软化点值太低，则表示聚合物中的晶体或晶核很小。物体在达到熔点之前已经开始熔化。这种聚合物材料在进行生产和加热过程中，容易引起加热不均匀，或部分结构加热时间过长，导致成型产品的尺寸稳定性差，甚至在材料的外观上会产生黄系色差。
如上所述这些常规技术揭示了可以通过改性原料来获得LPET，但是仍然存在熔点和软化点之间的差异太大的问题，这限制了未来的加工过程，没有经济利益。原材料也容易引起环境争议。如果我们能进一步开发出一种由改性PET制成的LPET，它可以同时实现低熔点以及更低的熔点和软化点差，那么上述疑虑就可以克服。
发明内容
本发明是为了避免现有技术存在的不足之处，提供了一种用以转化成LPET的改性PET构成物及LPET的制备方法，获得的LPET熔点范围在180℃～220℃之间，且熔点与软化点之间的差≤15℃。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种用以转化成LPET的改性PET构成物，其特征在于，所述改性PET构成物包括以下质量份数的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物80～99份；改性剂1～20份；金属盐添加剂0.01～0.05份；所述聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物包括1～10wt％的二甘醇以及90～99wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的酸阶在25～40meqKOH/kg；所述改性剂为C6-C10的二元酸、C5-C10二元醇中的一种或者多种。
进一步的，所述C6～C10的二元酸为：己二酸、亚甲基琥珀酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、2,2-二甲基戊二酸中的一种或者多种。
进一步的，所述C5～C10二元醇为：新戊二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、2-甲基-1,3-丙二醇种的一种或者多种。
进一步的，所述金属盐添加剂包括碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、碳酸锌、乙酸钠、乙酸锌、苯甲酸钠中的一种或者多种。
进一步的，所述金属盐添加剂为碳酸钠、乙酸钠、苯甲酸钠中的一种或者多种。
进一步的，所述改性PET构成物包括以下质量份数的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物96～97份；改性剂3～4份；金属盐添加剂0.02～0.03份。
本发明还提供了该两亲型清机专用料的制备方法，包括以下步骤：A：配备聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物和C6-C10的二元醇，并在140摄氏度至210摄氏度的温度下进行醇解反应1至3小时，然后使其通过惰性气体，除去二元醇以生成第一中间体；B：配备改性剂以与第一中间体形成PET混合物；C：配备金属盐添加剂，并与PET混合物在240℃至250℃的温度下进行1.3-2小时的酯化反应以生成第二中间体，然后，使第二中间体在260℃至280℃的温度下进行2至3小时的叠加反应以生成LPET。
本发明具有如下有益效果：本发明获得的低熔点LPET可以将熔点和软化点之间的差异控制在一定范围内，提高了材料在加热时的热熔均匀性，并有效地提高了最终成型产品的尺寸稳定性，同时本发明的低熔点LPET可用于纺丝，短丝或无纺布，或进一步应用于建筑材料，工业材料，鞋材等。
具体实施方式
下面，详细描述本发明的实施例，为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种用以转化成LPET的改性PET构成物，包括以下质量份数的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物80～99份；改性剂1～20份；金属盐添加剂0.01～0.05份，其中聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物包括1～10wt％的二甘醇以及90～99wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯的酸阶在25～40meqKOH/kg，改性剂为C6-C10的二元酸、C5-C10二元醇中的一种或者多种。
具体的，C6～C10的二元酸为：己二酸、亚甲基琥珀酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、2,2-二甲基戊二酸中的一种或者多种。
C5～C10二元醇为：新戊二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、2-甲基-1,3-丙二醇种的一种或者多种。
金属盐添加剂包括碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、碳酸锌、乙酸钠、乙酸锌、苯甲酸钠中的一种或者多种，优选为为碳酸钠、乙酸钠、苯甲酸钠中的一种或者多种。
具体的，改性PET构成物包括以下质量份数的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物96～97份；改性剂3～4份；金属盐添加剂0.02～0.03份。
本发明提供的LPET的制备方法，主要包括：首先配备聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物和C6-C10的二元醇，并在140摄氏度至210摄氏度的温度下进行醇解反应1至3小时，然后使其通过惰性气体，除去二元醇以生成第一中间体；然后配备改性剂以与第一中间体形成PET混合物；最后配备金属盐添加剂，并与PET混合物在240℃至250℃的温度下进行1.3-2小时的酯化反应以生成第二中间体，然后，使第二中间体在260℃至280℃的温度下进行2至3小时的叠加反应以生成LPET。
下面结合具体实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
配备80公斤的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物，该组合物包括0.8公斤的二甘醇以及79.2公斤的聚对苯二甲酸乙二醇酯，且聚对苯二甲酸乙二醇酯的酸阶在25meqKOH/kg，混合0.8公斤的己二酸，在140摄氏度温度下进行醇解反应1小时，然后使其通过惰性气体，除去二元醇以生成第一中间体，掺入0.2公斤的己二酸形成PET混合物，然后加入0.01公斤的碳酸钠，在240℃的温度下进行1.3-2小时的酯化反应以生成第二个中间体，然后，使第二中间体在260℃的温度下进行2至3小时的叠加反应以生成LPET。获得的LPET熔点为200℃，熔点与熔融软化点之差为15℃。
实施例2
配备96公斤的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物，该组合物包括0.96公斤的二甘醇以及95.04公斤的聚对苯二甲酸乙二醇酯，且聚对苯二甲酸乙二醇酯的酸阶在25meqKOH/kg，混合8公斤的己二酸，在140摄氏度温度下进行醇解反应1小时，然后使其通过惰性气体，除去二元醇以生成第一中间体，掺入2公斤的己二酸形成PET混合物，然后加入0.01公斤的碳酸钠，在240℃的温度下进行1.3-2小时的酯化反应以生成第二个中间体，然后，使第二中间体在260℃的温度下进行2至3小时的叠加反应以生成LPET。获得的LPET熔点为195℃，熔点与熔融软化点之差为15℃。
实施例3
配备96公斤的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物，该组合物包括4.8公斤的二甘醇以及91.2公斤的聚对苯二甲酸乙二醇酯，且聚对苯二甲酸乙二醇酯的酸阶在25meqKOH/kg，混合8公斤的己二酸，在140摄氏度温度下进行醇解反应1小时，然后使其通过惰性气体，除去二元醇以生成第一中间体，掺入2公斤的己二酸形成PET混合物，然后加入0.01公斤的碳酸钠，在250℃的温度下进行1.3-2小时的酯化反应以生成第二个中间体，然后，使第二中间体在270℃的温度下进行2至3小时的叠加反应以生成LPET。获得的LPET熔点为180℃，熔点与熔融软化点之差为13℃。
实施例4
配备96公斤的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物，该组合物包括9.6公斤的二甘醇以及86.4公斤的聚对苯二甲酸乙二醇酯，且聚对苯二甲酸乙二醇酯的酸阶在25meqKOH/kg，混合8公斤的己二酸，在140摄氏度温度下进行醇解反应1小时，然后使其通过惰性气体，除去二元醇以生成第一中间体，掺入2公斤的己二酸形成PET混合物，然后加入0.01公斤的碳酸钠，在250℃的温度下进行1.3-2小时的酯化反应以生成第二个中间体，然后，使第二中间体在270℃的温度下进行2至3小时的叠加反应以生成LPET。获得的LPET熔点为190℃，熔点与熔融软化点之差为14℃。
实施例5
配备96公斤的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物，该组合物包括4.8公斤的二甘醇以及91.2公斤的聚对苯二甲酸乙二醇酯，且聚对苯二甲酸乙二醇酯的酸阶在25meqKOH/kg，混合8公斤的新戊二醇，在140摄氏度温度下进行醇解反应1小时，然后使其通过惰性气体，除去二元醇以生成第一中间体，掺入2公斤的新戊二醇形成PET混合物，然后加入0.01公斤的碳酸钠，在250℃的温度下进行1.3-2小时的酯化反应以生成第二个中间体，然后，使第二中间体在270℃的温度下进行2至3小时的叠加反应以生成LPET。获得的LPET熔点为195℃，熔点与熔融软化点之差为14℃。
实施例6
配备96公斤的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物，该组合物包括4.8公斤的二甘醇以及91.2公斤的聚对苯二甲酸乙二醇酯，且聚对苯二甲酸乙二醇酯的酸阶在25meqKOH/kg，混合5公斤的新戊二醇，在140摄氏度温度下进行醇解反应1小时，然后使其通过惰性气体，除去二元醇以生成第一中间体，掺入5公斤的新戊二醇形成PET混合物，然后加入0.01公斤的碳酸钠，在250℃的温度下进行1.3-2小时的酯化反应以生成第二个中间体，然后，使第二中间体在270℃的温度下进行2至3小时的叠加反应以生成LPET。获得的LPET熔点为200℃，熔点与熔融软化点之差为14℃。
实施例7
配备96公斤的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物，该组合物包括4.8公斤的二甘醇以及91.2公斤的聚对苯二甲酸乙二醇酯，且聚对苯二甲酸乙二醇酯的酸阶在25meqKOH/kg，混合5公斤的新戊二醇，在140摄氏度温度下进行醇解反应1小时，然后使其通过惰性气体，除去二元醇以生成第一中间体，掺入5公斤的新戊二醇形成PET混合物，然后加入0.01公斤的碳酸钠与0.01公斤的乙酸钠，在250℃的温度下进行1.3-2小时的酯化反应以生成第二个中间体，然后，使第二中间体在270℃的温度下进行2至3小时的叠加反应以生成LPET。获得的LPET熔点为205℃，熔点与熔融软化点之差为14℃。
实施例8
配备96公斤的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物，该组合物包括4.8公斤的二甘醇以及91.2公斤的聚对苯二甲酸乙二醇酯，且聚对苯二甲酸乙二醇酯的酸阶在25meqKOH/kg，混合5公斤的新戊二醇，在140摄氏度温度下进行醇解反应1小时，然后使其通过惰性气体，除去二元醇以生成第一中间体，掺入5公斤的新戊二醇形成PET混合物，然后加入0.02公斤的苯甲酸钠，在250℃的温度下进行1.3-2小时的酯化反应以生成第二个中间体，然后，使第二中间体在270℃的温度下进行2至3小时的叠加反应以生成LPET。获得的LPET熔点为200℃，熔点与熔融软化点之差为15℃。
由上述实施例可以得知，本发明提供的LPET熔点在210℃以下，且熔点与熔融软化点之差为15℃以内，提高了材料在加热时的热熔均匀性，并有效地提高了最终成型产品的尺寸稳定性。
除非另有陈述或内容明显矛盾，在本发明叙述范围内使用的术语″一(a)″和″这(the)″以及类似的指示物解释为包括单数和复数。本文叙述的数值范围仅仅作为对范围内每个单独数值的速记方式，除非另有陈述，将每个单独的数值加入详细说明如同分别记录在其中。除非另有陈述或其它内容上的明显矛盾，本文所有叙述的方式可以以任何合适的顺序进行。使用的任何和所有实例、或本文提供的示范性语言(例如″例如″)仅仅是更好地说明本发明，并非是对本发明范围的限定，除非权利要求。详细说明中的语言不应理解为指出任何未提出权利要求的实践本发明的必要因素。
本发明叙述了优选实施方案，包括本发明人所知的进行本发明的最佳方式。当然，本领域熟练技术人员显然可以看出这些优选实施方案的变化。本发明人预想熟练技术人员可以酌情使用该变化，本发明人指出本发明可以按照不同于本文具体所述的其它方式实施。因此，本发明包括由权利要求书定义的本发明主旨和范围所包括的所有改进。而且，除非另有陈述或内容上明显矛盾，本发明包括任何上述因素及其所有可能的变化。
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