一种光学透明膜级聚酯生产方法
【专利摘要】本发明公开一种光学透明膜级聚酯生产方法，包括以下步骤：1)将PTA、EG和IPA搅拌，配制成均匀的浆料，在250～260℃、1.2～1.6bar(a)条件下进行一酯化，一酯化时，控制PTA与EG的摩尔比为1:1.7～2.0，直到一酯化产物的酸值达到50～65mgKOH/g；2)然后进行二酯化，同时加入50～200ppm季戊四醇到二酯化中，二酯化时PTA与EG的摩尔比为1:1.7～2.0，酯化率达到93％～97％时终止；3)然后二酯化产物进行预缩聚一反应，然后进一步进行预缩聚二反应，最终得到特性粘度为0.28～0.36dl/g和端羧基为50-65mol/t的预熔体；4)预熔体在278～283℃的高温和1.0～1.5mbar(a)条件终缩聚，得到光学透明膜级聚酯。与现有技术相比，本发明的工艺控制更简单，可大规模生产，生产成本低，生产的薄膜产品质量更稳定。
【专利说明】一种光学透明膜级聚酯生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光学透明膜级聚酯生产方法。
【背景技术】
[0002] 传统光电信息产业中最有发展前景的通讯、显示和存储三大类产品都离不开光学 薄膜，如投影机、背投影电视机、数码照相机、摄像机、DVD，以及光通讯中的DWDM、GFF滤光 片等，光学薄膜的性能在很大程度上决定了这些产品的最终性能。光学薄膜正在突破传统 的范畴，越来越广泛地渗透到从空间探测器、集成电路、生物芯片、激光器件、液晶显示到集 成光学等各学科领域中，对科学技术的进步和全球经济的发展都起着重要的作用，研究光 学薄膜物理特性及其技术已构成现代科技的一个分支--薄膜光学。光学薄膜技术水平已 成为衡量一个国家光电信息等高新技术产业科技发展水平的关键技术之一。
[0003] 目前，市场上已有的生产方法有：
[0004] 1)现有技术主要是在拉膜阶段，通过调整拉膜工艺参数（生产速度、拉伸比、拉伸 温度、定型温度等）以及改进膜表面防粘连母粒的方式生产光学膜。
[0005] 2)开发膜用聚酯切片专用基料，在技术上主要是通过优化工艺，调整添加剂用量， 实现对特性粘度、DEG及色值的控制。通过控制切片的特性粘度、熔点、二甘醇、水分、灰份、 羧基、凝聚粒子等参数来保证聚酯薄膜的性能。
[0006] 3)开发PET/PTT共混聚酯，PTT具有良好的加工性能、电气性能、机械性能和尺寸 的稳定性，可广泛应用于合成纤维和工程塑料领域。PTT和PET同属聚酯一族，两者具备共 混改性的条件。当PET添加适量PTT熔融共混，可改善膜用PET的后加工性能及成品膜的 机械性能。
[0007] 但以上工艺控制繁琐，生产规模小，生产成本高，薄膜产品质量不稳定。
【发明内容】
[0008] 为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提出一种光学透明膜级聚酯 生产方法。
[0009] 为实现上述目的，本发明可通过以下技术方案予以解决：
[0010] 本发明的一种光学透明膜级聚酯生产方法，包括以下步骤：
[0011] 1)将PTA、EG和IPA搅拌，配制成均匀的浆料，在250?260°C、1.2?1.6bar(a) 条件下进行一酯化，直到一酯化产物的酸值达到50?65mgK0H/g，一酯化时，控制PTA与EG 的摩尔比为1:1. 7?2. 0 ;
[0012] 由于PTA易溶于酯化物，因此要求一酯化酸值必须低于72mgK0H/g，才能在第一酯 化釜达到均相反应，提高酯化速率，产生均匀酯化物。
[0013] 2)然后在255?268°C、1. 0?1. lObar (a)条件下进行二酯化，同时加入50? 200ppm季戊四醇，二酯化时PTA与EG的摩尔比为1:1. 7?2. 0,酯化率达到93?97%时终 止；
[0014] 季戊四醇作为多元醇可和聚酯分子链的端基结合，由于季戊四醇的空间效应和羟 基产生的范德华力作用，限制了分子链的移动和整齐排列，降低了树脂的结晶速率和结晶 度。同时，由于空间效应，起到了增塑剂作用，有利于薄膜拉伸，有利于薄膜厚度均匀度提 商。
[0015] 第二酯化物的酯化率对聚酯树脂分子量分布影响较大，酯化率越高，则越有利于 分子量分布均匀，提高产品质量。酯化率越高要求停留时间越长，对一般装置来讲，第二酯 化酯化率控制在93- 97 %。
[0016] 第二酯化摩尔比会影响产品的端羧基，要求控制稳定，季戊四醇按lmol = lmol MEG计入二酯化的总摩尔比。
[0017] 3)二酯化产物在265?275°C、100?130mbar(a)条件下进行预缩聚一反应，停留 时间在40?60min，然后在270?275°C、10?15mbar (a)、4?8rpm揽祥器转速下进一步 进行预缩聚二反应，反应结束，即最终得到特性粘度为〇. 28?0. 36dl/g和端羧基为50? 65mol/t的预烙体；
[0018] 由于不同缩聚阶段，产物分子量不同，因此粘度不同，反应进行方式也不相同。第 一预缩聚由于粘度低，小分子（EG)易于扩散，只需要催化、高温、真空条件下进行，二缩聚 粘度升高，小分子扩散困难，在提高真空度的同时需要搅拌协助，才能达到粘度要求。
[0019] 4)所述预烙体在278?283°C的高温和1. 0?1. 5mbar (a)压力、臣卜式圆盘搅拌条 件下终缩聚，直至熔体特性粘度达到〇. 570- 0. 640dl/g，即得到光学透明膜级聚酯。
[0020] 终缩聚物粘度高，小分子（EG)扩散是缩聚反应制约因素，因此，终聚在高温、高真 空的同时，采用特殊结构的搅拌，提高聚合物蒸发面积，提高缩聚反应速度，才能满足产品 粘度要求。
[0021] 作为本发明的进一步特征，所述步骤1)将原料PTA与EG按照摩尔比1:1. 10? 1. 30进行配料，同时加入含量为1?3wt %的IPA后进行搅拌。
[0022] 作为本发明的进一步特征，所述一酯化和二酯化步骤中控制PTA与EG的摩尔比为 1:1. 7?2. 0通过以下步骤实现：经过所述二酯化反应生成的水和高温下蒸出的EG形成的 混合蒸汽由工艺塔进行分离，分离出的EG返回到进行所述一酯化的酯化一反应釜中和进 行所述二酯化的酯化二反应釜中用来调节物料摩尔比，使酯化一反应釜和酯化二反应釜内 的PTA :EG摩尔比保持稳定在1:1. 7?2. 0。
[0023] 作为本发明的进一步特征，所述步骤4)中预熔体经过预聚物输送泵经预熔体过 滤器滤去杂质和粗大粒子后再进行终缩聚。
[0024] 作为本发明的进一步特征，所述预熔体经过终缩聚后由盘环式搅拌器在3. 5rpm 条件下生成优级熔体。
[0025] 作为本发明的进一步特征，所述优级熔体由聚合物输送泵经过聚合物过滤器进一 步滤去杂质后经聚合物三通分配阀分配熔体，然后熔体至拉膜车间进行拉膜生产。
[0026] 作为本发明的进一步特征，所述优级熔体由聚合物输送泵经过聚合物过滤器进一 步滤去杂质后经聚合物三通分配阀分配熔体，然后熔体分配到侧切粒系统进行切粒，生产 膜级切片。
[0027] 作为本发明的进一步特征，所述预熔体过滤器的微孔直径为20um。
[0028] 作为本发明的进一步特征，所述聚合物过滤器的微孔直径为15um。
[0029] 由于采用以上技术方案，与现有技术相比，本发明的工艺控制更简单，可大规模生 产，生产成本低，及生产的薄膜产品质量更稳定，通过这个方法生产出来的光学透明膜级聚 酯具有易拉伸，薄膜厚度均匀，聚酯熔点比普通膜级聚酯熔点低〇. 5?1. 0°C，厚度188 μ光 学透明薄膜：雾度0.9?1.0%，透光率：91-93%。
【具体实施方式】
[0030] 下面根据【具体实施方式】，对本发明作进一步说明：
[0031] 实施例1
[0032] 一种光学透明膜级聚酯生产方法，包括以下步骤：
[0033] 1)将原料PTA与EG按照摩尔比1:1. 10进行配料，同时加入含量为lwt %的IPA 后进行搅拌，配制成均匀的浆料，在250°C、1. 2bar (a)条件下进行一酯化，直到一酯化产物 的酸值达到50mgK0H/g，一酯化时，控制PTA与EG的摩尔比为1:1. 7 ;
[0034] 2)然后在255°C、1. Obar(a)条件下进行二酯化，同时加入70ppm季戊四醇，二酯 化时，控制PTA与EG的摩尔比为1:1. 7,酯化率达到93-97 %时终止；以上一酯化和二酯化 步骤中控制PTA与EG的摩尔比为1:1. 7通过以下步骤实现：经过二酯化反应生成的水和高 温下蒸出的EG形成的混合蒸汽由工艺塔进行分离，分离出的EG返回到进行一酯化的酯化 一反应釜中和进行二酯化的酯化二反应釜中用来调节物料摩尔比，使酯化一反应釜和酯化 二反应釜内的PTA :EG摩尔比保持稳定在1:1. 7。
[0035] 3)二酯化产物在265°C、100mbar (a)条件下进行预缩聚一反应，保持40min，然 后在270°C、10mbar (a)、4rpm搅拌器转速下进一步进行预缩聚二反应，得到特性粘度为 0· 28dl/g和端羧基为55mol/t的预熔体；
[0036] 4)预熔体经过预聚物输送泵经微孔直径为20um的预熔体过滤器滤去杂质和粗大 粒子后在278°C的高温和l.Ombar(a)压力、卧式圆盘搅拌条件下终缩聚，然后再由盘环式 搅拌器在3. 5rpm条件下生成优级熔体，直至熔体特性粘度达到膜级聚酯特性粘度要求，即 0. 570- 0. 640dl/g，优级熔体可由聚合物输送泵经过聚合物过滤器进一步滤去杂质后经聚 合物三通分配阀分配熔体，然后熔体至拉膜车间进行拉膜生产；也可以由聚合物输送泵经 过微孔直径为15um的聚合物过滤器进一步滤去杂质后经聚合物三通分配阀分配熔体，然 后熔体分配到侧切粒系统进行切粒，生产膜级切片。
[0037] 通过该方法生产出来的光学透明膜级聚酯容易拉伸，生产的光学基膜厚度均匀， 具有良好的热稳定性和尺寸稳定，聚酯熔点比普通膜级聚酯熔点低0.5?1.0°C，厚度 188 μ光学透明薄膜：雾度0.9?1.0%，透光率：91--93%。
[0038] 实施例2
[0039] 一种光学透明膜级聚酯生产方法，包括以下步骤：
[0040] 1)将PTA、EG和IPA搅拌为将原料PTA与EG按照摩尔比1:1. 30进行配料，同时加 入含量为3wt%的IPA后进行搅拌，配制成均匀的浆料，在260°C、1. 6bar(a)条件下进行一 酯化，直到一酯化产物的酸值达到65mgK0H/g，一酯化时，控制PTA与EG的摩尔比为1:2. 0 ;
[0041] 2)然后在268°C、1. 10bar(a)条件下进行二酯化，同时加入200ppm季戊四醇，二 酯化时，控制PTA与EG的摩尔比为1:2.0,酯化率达到97 %时终止；以上一酯化和二酯化步 骤中控制PTA与EG的摩尔比为1:2. 0通过以下步骤实现：经过二酯化反应生成的水和高温 下蒸出的EG形成的混合蒸汽由工艺塔进行分离，分离出的EG返回到进行一酯化的酯化一 反应釜中和进行二酯化的酯化二反应釜中用来调节物料摩尔比，使酯化一反应釜和酯化二 反应釜内的PTA :EG摩尔比保持稳定在1:2. 0
[0042] 3)二酯化产物在275 °C、130mbar(a)条件下进行预缩聚一反应，保持时间 60min)，然后在275°C、15mbar(a)、8rpm搅拌器转速下进一步进行预缩聚二反应，得到特性 粘度为〇. 36dl/g和端羧基为65mol/t的预熔体；
[0043] 4)所述预熔体经过预聚物输送泵经微孔直径为20um的预熔体过滤器滤去杂质和 粗大粒子后在283°C的高温和1.5mbar(a)压力、卧式圆盘搅拌条件下终缩聚，然后再由盘 环式搅拌器在3. 5rpm条件下生成优级熔体，直至熔体特性粘度达到膜级聚酯特性粘度要 求，即0. 570- 0. 640dl/g，优级熔体可由聚合物输送泵经过聚合物过滤器进一步滤去杂质 后经聚合物三通分配阀分配熔体，然后熔体至拉膜车间进行拉膜生产；也可以由聚合物输 送泵经过微孔直径为15um的聚合物过滤器进一步滤去杂质后经聚合物三通分配阀分配熔 体，然后熔体分配到侧切粒系统进行切粒，生产膜级切片。
[0044] 通过该方法生产出来的光学透明膜级聚酯容易拉伸，生产的光学基膜厚度均匀， 具有良好的热稳定性和尺寸稳定。聚酯熔点比普通膜级聚酯熔点低0.5?1.0°C，厚度 188 μ光学透明薄膜：雾度0.9?1.0%，透光率：91--93%。
[0045] 实施例3
[0046] 一种光学透明膜级聚酯生产方法，包括以下步骤：
[0047] 1)将原料PTA与EG按照摩尔比1:1. 2进行配料，同时加入含量为2wt%的IPA后 进行搅拌，配制成均匀的浆料，在250°C、1. 5bar (a)条件下进行一酯化，直到一酯化产物的 酸值达到50mgK0H/g，一酯化时，控制PTA与EG的摩尔比为1:1. 8 ;
[0048] 2)然后在260°C、1. 10bar(a)条件下进行二酯化，同时加入lOOppm季戊四醇，二 酯化时，控制PTA与EG的摩尔比为1:1. 8,酯化率达到93 %时终止；以上一酯化和二酯化步 骤中控制PTA与EG的摩尔比为1:1. 8通过以下步骤实现：经过二酯化反应生成的水和高温 下蒸出的EG形成的混合蒸汽由工艺塔进行分离，分离出的EG返回到进行一酯化的酯化一 反应釜中和进行二酯化的酯化二反应釜中用来调节物料摩尔比，使酯化一反应釜和酯化二 反应釜内的PTA :EG摩尔比保持稳定在1:1.8。
[0049] 3)二酯化产物在265°C、120mbar (a)条件下进行预缩聚一反应，保持时间50min)， 然后在2702、12mbar (a)、5rpm搅拌器转速下进一步进行预缩聚二反应，得到特性粘度为 0· 30dl/g和端羧基为55mol/t的预熔体；
[0050] 4)预熔体经过预聚物输送泵经微孔直径为20um的预熔体过滤器滤去杂质和粗大 粒子后在280°C的高温和1.2mbar(a)压力、卧式圆盘搅拌条件下终缩聚，然后再由盘环式 搅拌器在3. 5rpm条件下生成优级熔体，直至熔体特性粘度达到膜级聚酯特性粘度要求，即 0. 570- 0. 640dl/g，优级熔体可由聚合物输送泵经过聚合物过滤器进一步滤去杂质后经聚 合物三通分配阀分配熔体，然后熔体至拉膜车间进行拉膜生产；也可以由聚合物输送泵经 过微孔直径为15um的聚合物过滤器进一步滤去杂质后经聚合物三通分配阀分配熔体，然 后熔体分配到侧切粒系统进行切粒，生产膜级切片。
[0051] 通过该方法生产出来的光学透明膜级聚酯容易拉伸，生产的光学基膜厚度均匀， 具有良好的热稳定性和尺寸稳定。聚酯熔点比普通膜级聚酯熔点低0.5?1.0°C，厚度 188 μ光学透明薄膜：雾度0.9?1.0%，透光率：91--93%。
[0052] 实施例4
[0053] -种光学透明膜级聚酯生产方法，包括以下步骤：
[0054] 1)将原料PTA与EG按照摩尔比1:1. 30进行配料，同时加入含量为lwt %的IPA 后进行搅拌，配制成均匀的浆料，在258°C、1. 4bar (a)条件下进行一酯化，直到一酯化产物 的酸值达到60mgK0H/g，一酯化时，控制PTA与EG的摩尔比为1:1. 9 ;
[0055] 2)然后在268°C、1. Obar(a)条件下进行二酯化，同时加入120ppm季戊四醇，二酯 化时，控制PTA与EG的摩尔比为1:1. 9,酯化率达到95 %时终止；以上一酯化和二酯化步骤 中控制PTA与EG的摩尔比为1:1. 9通过以下步骤实现：经过所述二酯化反应生成的水和高 温下蒸出的EG形成的混合蒸汽由工艺塔进行分离，分离出的EG返回到进行所述一酯化的 酯化一反应釜中和进行所述二酯化的酯化二反应釜中用来调节物料摩尔比，使酯化一反应 釜和酯化二反应釜内的PTA :EG摩尔比保持稳定在1:1. 9。
[0056] 3)二酯化产物在270°C、llOmbar (a)条件下进行预缩聚一反应，保持时间40min)， 然后在275°C、13mbar (a)、5rpm搅拌器转速下进一步进行预缩聚二反应，得到特性粘度为 0· 35dl/g和端羧基为60mol/t的预烙体；
[0057] 4)所述预熔体经过预聚物输送泵经微孔直径为20um的预熔体过滤器滤去杂质和 粗大粒子后在280°C的高温和1.2mbar(a)压力、卧式圆盘搅拌条件下终缩聚，然后再由盘 环式搅拌器在3. 5rpm条件下生成优级熔体，直至熔体特性粘度达到膜级聚酯特性粘度要 求，即0. 570- 0. 640dl/g，优级熔体可由聚合物输送泵经过聚合物过滤器进一步滤去杂质 后经聚合物三通分配阀分配熔体，然后熔体至拉膜车间进行拉膜生产；也可以由聚合物输 送泵经过微孔直径为15um的聚合物过滤器进一步滤去杂质后经聚合物三通分配阀分配熔 体，然后熔体分配到侧切粒系统进行切粒，生产膜级切片。
[0058] 通过该方法生产出来的光学透明膜级聚酯容易拉伸，生产的光学基膜厚度均匀， 具有良好的热稳定性和尺寸稳定。聚酯熔点比普通膜级聚酯熔点低0.5?1.0°C，厚度 188 μ光学透明薄膜：雾度0.9?1.0%，透光率：91--93%。
[0059] 实施例5
[0060] 一种光学透明膜级聚酯生产方法，包括以下步骤：
[0061] 1)将PTA、EG和IPA搅拌为将原料PTA与EG按照摩尔比1:1. 10进行配料，同时加 入含量为3wt%的IPA后进行搅拌，配制成均匀的浆料，在260°C、1. 2bar(a)条件下进行一 酯化，直到一酯化产物的酸值达到50mgK0H/g，一酯化时，控制PTA与EG的摩尔比为1:2. 0 ;
[0062] 2)然后在268°C、1.0bar(a)条件下进行二酯化，同时加入200ppm季戊四醇，二酯 化时，控制PTA与EG的摩尔比为1:2.0,酯化率达到93 %时终止；以上一酯化和二酯化步骤 中控制PTA与EG的摩尔比为1:2. 0通过以下步骤实现：经过所述二酯化反应生成的水和高 温下蒸出的EG形成的混合蒸汽由工艺塔进行分离，分离出的EG返回到进行所述一酯化的 酯化一反应釜中和进行所述二酯化的酯化二反应釜中用来调节物料摩尔比，使酯化一反应 釜和酯化二反应釜内的PTA :EG摩尔比保持稳定在1:2. 0
[0063] 3)二酯化产物在265 °C、1130mbar (a)条件下进行预缩聚一反应，保持时间 60min)，然后在275°C、10mbar(a)、8rpm搅拌器转速下进一步进行预缩聚二反应，反应结 束，即最终得到特性粘度为〇. 28dl/g和端羧基为50mol/t的预熔体；
【权利要求】
1. 一种光学透明膜级聚酯生产方法，其特征在于：包括以下步骤： 1) 将PTA、EG和IPA搅拌，配制成均匀的浆料，在250?260°C、1. 2?1. 6bar (a)条件 下进行一酯化，直到一酯化产物的酸值达到50?65mgKOH/g，一酯化时，控制PTA与EG的摩 尔比为1:1. 7?2. 0 ; 2) 然后在255?268°C、1.0?1. 10bar(a)条件下进行二酯化，同时加入50?200ppm 季戊四醇，二酯化时，控制PTA与EG的摩尔比为1:1. 7?2. 0,酯化率达到93?97 %时终 止； 3) 二酯化产物在265?275°C、100?130mbar(a)条件下进行预缩聚一反应，停留时间 在40?60min，然后在270?275°C、10?15mbar (a)、4?8rpm搅拌器转速下进一步进行预 缩聚二反应，反应结束，即最终得到特性粘度为0. 28?0. 36dl/g和端羧基为50?65mol/ t的预熔体； 4) 所述预烙体在278?283 °C的高温和1. 0?1. 5mbar (a)压力、卧式圆盘搅拌条件下 终缩聚，直至熔体特性粘度达到〇. 570- 0. 640dl/g，即得到光学透明膜级聚酯。
2. 根据权利要求1所述的光学透明膜级聚酯生产方法，其特征在于：所述步骤1)将原 料PTA与EG按照摩尔比1:1. 10?1.30进行浆料配制，同时加入含量为1?3wt%的IPA 进行搅拌。
3. 根据权利要求1所述的光学透明膜级聚酯生产方法，其特征在于：所述一酯化和二 酯化步骤中控制PTA与EG的摩尔比为1:1. 7?2. 0通过以下步骤实现：经过所述二酯化反 应生成的水和高温下蒸出的EG形成的混合蒸汽由工艺塔进行分离，分离出的EG返回到进 行所述一酯化的酯化一反应釜中和进行所述二酯化的酯化二反应釜中用来调节物料摩尔 t匕，使酯化一反应釜和酯化二反应釜内的PTA :EG摩尔比保持稳定在1:1. 7?2. 0。
4. 根据权利要求1所述的光学透明膜级聚酯生产方法，其特征在于：所述步骤4)中预 熔体经过预聚物输送泵经预熔体过滤器滤去杂质和粗大粒子后再进行终缩聚。
5. 根据权利要求4所述的光学透明膜级聚酯生产方法，其特征在于：所述预熔体经过 终缩聚后由盘环式搅拌器在3. 5rpm条件下生成优级熔体。
6. 根据权利要求5所述的光学透明膜级聚酯生产方法，其特征在于；所述优级熔体由 聚合物输送泵经过聚合物过滤器进一步滤去杂质后经聚合物三通分配阀分配熔体，然后 熔体至拉膜车间进行拉膜生产。
7. 根据权利要求5所述的光学透明膜级聚酯生产方法，其特征在于：所述优级熔体由 聚合物输送泵经过聚合物过滤器进一步滤去杂质后经聚合物三通分配阀分配熔体，然后熔 体分配到侧切粒系统进行切粒，生产膜级切片。
8. 根据权利要求4所述的光学透明膜级聚酯生产方法，其特征在于：所述预熔体过滤 器的微孔直径为20um。
9. 根据权利要求6所述的光学透明膜级聚酯生产方法，其特征在于：所述聚合物过滤 器的微孔直径为15um。
【文档编号】C08G63/20GK104086756SQ201410364527
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】刘建, 鞠培勇, 李平, 赵旗 申请人:营口康辉石化有限公司