专利名称：一种新型聚酯扩链剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种新型聚酯扩链剂及其制备方法，特别是涉及一种可以显著提高聚
酯的特性粘度且能降低体系中的羧基含量的新型聚酯扩链剂及其制备方法。
背景技术：
含有酯基的高聚物材料，如聚对苯二甲酸乙二酯等，在混炼、挤出、注塑，纺丝等工 序加工中，由于氧化、热、水气介质作用，大分子会发生降解，使分子量下降，造成材料性能 下降，影响产物加工使用性能。如何最大限度的提高或恢复降解的高分子材料的性能，已经 成为研究的重要领域之一。许多单位进行过扩链剂的研究，但相关专利和技术成果并不多， 真正实现商品化的更是少之又少。 对于不同的聚酯扩链齐U， Journal of Applied Polymer Science杂志Chain extenders forpolyester—文做了一系列的研究和探索，指出如双(2_噁唑啉)等双杂环 化合物可以作为羧基反应型扩链剂。双噁唑啉是一种羧基反应型聚酯扩链剂，在熔融加工 温度条件下，可与PET分子的端羧基发生偶联反应，使聚合物的分子链增长，从而使聚酯的
特性粘度增大。但因双噁唑啉是羧基反应型扩链剂，聚合物中大量的羟基并不参加反应，致 使扩链效率不高，增粘效果有限。其它还有羟基反应型扩链剂如二异氰酸酯、双环酸酐、双 环氧类化合物也可用于PET扩链，由于聚酯中羟基和羧基相比，羟基占大部分，所以使用羟 基反应型扩链剂在单纯提高PET分子量方面有独到的优势，但羟基反应型扩链剂不能有效 降低体系中羧基含量。 中国专利CN100432306C采用均苯四甲酸酸酐作为扩链剂制备高模超低縮聚酯 工业丝，扩链后的高黏度聚酯熔体粘度为1. 05±0. 02dL/g，含水率《30卯m，羧基含量 《15mol/t。但由于酸酐只与PET中的端羟基反应，如将其与羧基反应型扩链剂联用作为聚 酯的扩链剂应该起到更加优异的扩链效果。"扩链剂联用技术对PET扩链反应的影响"一文 将噁唑啉和苯酐联用结果表明，扩链剂联用对于PET树脂增粘是一个良好的方法，可使扩 链产物的特性粘度由0. 62dL/g增至1. ldL/g，并且羧基含量降至很低，在一定的联用条件 下扩链产物的热稳定性可保持在较好水平。但引入两种扩链剂使制备成本提高，同时也使 反应体系的副反应增加，影响最终产品的性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型聚酯扩链剂及其制备方法，也就是提供一种可以显 著提高聚酯的特性粘度且能降低体系中的羧基含量的新型聚酯扩链剂及其制备方法。本发 明的新型聚酯扩链剂中的酰亚胺结构可以与聚酯中的羟基发生反应，显著提高聚酯的特性 粘度，噁唑啉可以与聚酯中的羧基发生扩链反应，提高粘度的同时降低体系羧基含量，降低 聚酯加工和使用过程中的热降解。 本发明的一种新型聚酯扩链剂，在苯环的邻位分别含有o- (4， 4- 二甲基噁唑啉) 和丁二酰亚胺结构，其结构式为
—种制备如上所述的新型聚酯扩链剂的方法，包括以下步骤 a)将摩尔比为1 : 2 2. 8靛红酸酐与2_氨基醇溶解在氯苯(按20mg/L的比例)
中，ZnCl2作为催化剂，其加入量为靛红酸酐与2-氨基醇质量的0. 08 0. 20%，在100
12(TC反应20 26h，将反应液去除氯苯溶剂后得到粗产物，重结晶提纯得到噁唑啉苯胺； b)将所得噁唑啉苯胺按溶于乙醚(按45mg/L)中，待固体完全溶解后，加入与噁唑
啉苯胺摩尔比为1 : 0. 75 0. 9的丁二酸酐，在室温下搅拌反应2 6h，将反应产物过滤
得到中间体，用于下一步合成； c)将中间体、无水氯化锌与硅藻士按质量比1. 0 : 0. 3 1. 2 : 6. 0 7. 5混合
均匀，碾磨至细粉术，在功率为380 800W微波辐照下，加热5 20min，取出冷却至室温 后，加入乙酸乙酯溶出产物后，进行过滤，将过滤后的滤液脱除乙酸乙酯溶剂，得到粗产品 后，结晶即得新型聚酯扩链剂。 本发明的一种新型聚酯扩链剂的制备方法，其反应过程如下
和现有技术相比本发明的特点是，根据本专利所制备的产品能与聚酯中存在的端 羟基和羧基发生化学反应，达到扩链效果，使聚酯的粘度提高，且有效降低端羧基含量，提 高熔体的均匀性，降低聚酯加工和使用过程中的热降解。 本发明的扩链剂制备工艺简单，合成所需原料方使易得，扩链剂的结构，分子量、 反应活性侧基量可根据要求调整，且其用量少，特别适用于聚酯的扩链增粘反应，用其制备 的聚酯产品具有分子量高、制备工艺简单、成本低的特点，且降低加工过程中的热降解，提 高聚酯的使用价值。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发
明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术
人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限
定的范围。 实施例l 1.将摩尔比为l : 2靛红酸酐与2-氨基醇按20g/L的比例溶解在氯苯中，加入所 述靛红酸酐与2-氨基醇总质量的0. 08的ZnCl2作为催化剂，在IO(TC反应20h，将反应液 去除氯苯溶剂后得到粗产物，重结晶提纯得到噁唑啉苯胺。 2.将所得噁唑啉苯胺按45g/L的比例溶于乙醚中，待固体完全溶解后，加入丁二 酸酐，丁二酸酐与噁唑啉苯胺摩尔比为1 : 0.75，在室温下搅拌2h，得到悬浊液。将反应液 过滤得到中间体，用于下一步合成。
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3.将质量比为l.O : 0.3 : 6. o的中间体，无水氯化锌与硅藻土混合均匀，碾磨至 细粉末。于380W微波辐照功率下，加热5min。取出冷却至室温后，加入乙酸乙酯溶出产物 后，脱除乙酸乙酯溶剂，得到粗产品后，结晶即得扩链剂，产率为59.2%。
实施例2 1.将摩尔比为l : 2.4靛红酸酐与2-氨基醇按20g/L的比例溶解在氯苯中，加入 所述靛红酸酐与2-氨基醇总质量的0. 14X的ZnC^作为催化剂，在12(TC反应23h，将反应 液去除氯苯溶剂后得到粗产物，重结晶提纯得到噁唑啉苯胺。 2.将所得噁唑啉苯胺按45g/L的比例溶于乙醚中，待固体完全溶解后，加入丁二 酸酐，丁二酸酐与噁唑啉苯胺摩尔比为1 : 0.82，在室温下搅拌4h，得到悬浊液。将反应液 过滤得到中间体，用于下一步合成。 3.将质量比为l.O : 0.8 : 7.0的中间体，无水氯化锌与硅藻土混合均匀，碾磨至 细粉末。于500W微波辐照功率下，加热12min。取出冷却至室温后，加入乙酸乙酯溶出产物 后，脱除乙酸乙酯溶剂，得到粗产品后，结晶即得扩链剂，产率为69.7%。
实施例3 4.将摩尔比为l : 2.8靛红酸酐与2-氨基醇按20g/L的比例溶解在氯苯中，加入 所述靛红酸酐与2-氨基醇总质量的0. 2%的ZnCl2作为催化剂，在12(TC反应26h，将反应 液去除氯苯溶剂后得到粗产物，重结晶提纯得到噁唑啉苯胺。 5.将所得噁唑啉苯胺按45g/L的比例溶于乙醚中，待固体完全溶解后，加入丁二 酸酐，丁二酸酐与噁唑啉苯胺摩尔比为1 : 0.9，在室温下搅拌6h，得到悬浊液。将反应液 过滤得到中间体，用于下一步合成。 6.将质量比为l.O : 1.2 : 7.5的中间体，无水氯化锌与硅藻土混合均匀，碾磨至 细粉末。于800W微波辐照功率下，加热20min。取出冷却至室温后，加入乙酸乙酯溶出产物 后，脱除乙酸乙酯溶剂，得到粗产品后，结晶即得扩链剂，产率为69.7%。
权利要求
一种新型聚酯扩链剂，其特征是在苯环的邻位分别含有o-(4，4二甲基噁唑啉)和丁二酰亚胺结构，其结构式为FSA00000078019600011.tif
2. —种制备如权利要求1所述的新型聚酯扩链剂的方法，其特征在于包括以下步骤a) 将摩尔比为l : 2 2.8的靛红酸酐与2氨基醇按20g/L的比例溶解在氯苯中，ZnCl2作为催化剂，其加入量为靛红酸酐与2氨基醇质量之和的0. 08 0. 20%，在100 12(TC反应20 26h，将反应液去除氯苯溶剂后得到粗产物，重结晶提纯得到噁唑啉苯胺；b) 将所得噁唑啉苯胺按45g/L的比例溶于乙醚中，待固体完全溶解后，加入丁二酸酐，丁二酸酐与噁唑啉苯胺摩尔比为1 : 0. 75 0. 9，在室温下搅拌反应2 6h，将反应产物过滤得到中间体，用于下一步合成；c) 将上一步所得的中间体、无水氯化锌与硅藻土按质量比1. 0 : 0. 3 1. 2 : 6. 0 7. 5混合均匀，碾磨至细粉末，在功率为380 800W微波辐照下，加热5 20min，取出冷却至室温后，加入乙酸乙酯溶出产物后，进行过滤，将过滤后的滤液脱除乙酸乙酯溶剂，得到粗产品后，结晶即得新型聚酯扩链剂。
全文摘要
本发明涉及一种新型聚酯扩链剂及其制备方法，所涉及的新型聚酯扩链剂可以显著提高聚酯的特性粘度且能降低体系中的羧基含量，本新型聚酯扩链剂在苯环的邻位分别含有o-(4，4-二甲基噁唑啉)和丁二酰亚胺结构，其中酰亚胺结构可以与聚酯中的羟基发生反应，显著提高聚酯的特性粘度；噁唑啉可以与聚酯中的羧基发生扩链反应，提高粘度的同时降低体系羧基含量。其制备方法是(a)将靛红酸酐与2-氨基醇溶解在氯苯中，加入催化剂反应制备出噁唑啉苯胺；(b)将所得噁唑啉苯胺溶于乙醚中，加入丁二酸酐反应过滤后得到中间体；(c)将中间体、无水氯化锌与硅藻土混合均匀，经微波辐照加热，冷却后加入乙酸乙酯，溶出产物，脱除溶剂，结晶即得新型聚酯扩链剂。
文档编号C08G63/91GK101792523SQ20101014054
公开日2010年8月4日 申请日期2010年4月7日 优先权日2010年4月7日
发明者丁文科, 张军, 张历, 李喆, 李文刚, 李羿, 潘磊, 王朝生, 王炯, 王麒, 胡伟立, 蒋汉雄, 赵万金, 陈向玲, 陈大钟, 黄伟锋 申请人:东华大学