一種抗菌聚酯材料的製作方法

2023-10-09 19:15:09 3

一種抗菌聚酯材料的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種抗菌聚酯材料的製作方法，包括如下步驟：（1）將對苯二甲酸和乙二醇以1:1.1-1.3的摩爾比混合均勻後進行酯化反應，得酯化產物，當酯化水餾出量達到下述計量值時即為反應終點：酯化水餾出量/kg=對苯二甲酸進料量/kg×0.217；（2）在上述酯化產物中加入抗菌劑、二氧化鈦和催化劑進行縮聚反應，得所述抗菌聚酯材料，其中抗菌劑為內含銀離子的可溶性玻璃載體添加劑，該抗菌劑佔聚酯總質量的0.2-0.5%。本發明方法簡化了抗菌聚酯的生產工藝，且生產的聚酯材料所加工成的纖維的抗菌性能穩定、抗菌效果良好、持久，具有除臭性能。
【專利說明】一種抗菌聚酯材料的製作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於聚酯生產【技術領域】，具體涉及一種抗菌聚酯材料的製作方法。
【背景技術】
[0002]隨著人們生活水平的提高和生活質量的不斷改善，人們對服裝原料等纖維製品的合適性、健康性、安全性和環保性等要求越來越高，抗菌成為了本世紀的熱門詞彙之一。目前，抗菌纖維的製造大多是通過紡絲過程中添加抗菌母粒或者在纖維面料製品的後整理中進行浸潰而製成，前者抗菌效果不佳，抗菌有效成份分散不均，紡絲時過濾性不佳易毛絲、飄絲，假捻加工時部分粉體會析出，斷絲率高，粉塵多。後者不耐洗滌抗菌劑容易析出，抗菌性能不能長久且在後整理過程中對環境的影響較嚴重。
[0003]此外現有技術專利中，中國發明專利CN1182176C公開了一種抗菌聚酯的製備方法，其所用的抗菌劑是載銀離子、鋅離子、銀的氧化物或鋅的氧化物的沸石、磷酸鹽、二氧化鈦其中一種或混合物，其描述中在對抗菌劑添加前需對抗菌劑進行長時間的處理，處理採用的分散劑是二元醇，如乙二醇、1.3-丙二醇、1.4- 丁二醇。在分散過程需經過長達6~9小時處理，其中2~3小時的高速分散機分散，再經3~5小時的研磨，然後用超聲波發生器處理15~45分鐘而製得抗菌劑添加液，而需在處理後儘快用掉，其抗菌劑添加液處理時間長，配套設備多，工序複雜，成本高，而在超聲波處理過程中抗菌劑的內部結構會產生變化，直接表現為添加液色澤產生變化，其添加量增大，佔聚酯總量的0.5~1%。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在於克服現有技術缺陷，提供一種抗菌聚酯材料的製作方法。
[0005]本發明的技術方案如下:
[0006]一種抗菌聚酯材料的製作方法，包括如下步驟:
[0007](I)將對苯二甲酸和乙二醇以1:1.1-1.3的摩爾比混合均勻後進行酯化反應，得酯化產物，當酯化水餾出量達到下述計量值時即為反應終點:酯化水餾出量/kg=對苯二甲酸進料量/kgX0.217 ；
[0008](2)在上述酯化產物中加入抗菌劑、二氧化鈦和催化劑進行縮聚反應，得所述抗菌聚酯材料，其中抗菌劑為內含銀離子的可溶性玻璃載體添加劑，該抗菌劑佔聚酯總質量的
0.2_0.5%ο
[0009]在本發明的一個優選實施方案中，所述步驟(1)的酯化反應的壓力為常壓至
0.03MPa，溫度為245-260°C，時間為1.5-3小時。
[0010]在本發明的一個優選實施方案中，所述步驟(2)的縮聚反應依次包括:
[0011]a、降溫階段:在步驟(1)所得酯化產物中加入乙二醇使溫度降至220_230°C ；
[0012]b、加壓階段:在上述降溫後的酯化產物中氮氣並維持0.04-0.0SMPa的壓力，再加入所述內含銀離子的可溶性 玻璃載體添加劑，保持反應溫度220-230°C，反應時間0.3-0.5小時；[0013]C、常壓階段:上述加壓階段完畢後，進行卸壓至常壓狀態，加入二氧化鈦和催化劑進行反應，溫度控制在225-235°C，反應時間為0.4-0.7小時；
[0014]d、第一真空階段:將壓力從常壓平穩抽至絕對壓力IKPa以下繼續進行反應，溫度控制在265-275°C，反應時間為0.3-0.8小時；
[0015]e、第二真空階段:繼續抽真空至SOPa以下繼續進行反應，溫度控制在275_290°C，反應時間為1-2小時，反應結束即得所述抗菌聚酯材料。
[0016]在本發明的一個優選實施方案中，所述降溫階段的乙二醇的加入量為所述抗菌聚酯的總質量的3.5-5%。
[0017]在本發明的一個優選實施方案中，述內含銀離子的可溶性玻璃載體添加劑的平均粒徑為0.8-0.9 μ m，最大粒徑≤I μ m。
[0018]在本發明的一個優選實施方案中，所述內含銀離子的可溶性玻璃載體添加劑的加入方式為:將其與乙二醇混合得濃度20-25%的混合液，再將該混合液加入所述降溫後的酯化產物進行攪拌10-20分鐘。
[0019]在本發明的一個優選實施方案中，所述二氧化鈦佔所述抗菌聚酯材料的總質量的0.02-2.4%ο
[0020]在本發明的一個優選實施方案中，所述催化劑為乙二醇銻，加入量為對苯二甲酸總質量的300-600ppm。
[0021]本發明的有益效果是:
[0022]1、本發明的製作方法所用的抗菌劑為內含銀離子的可溶性玻璃載體添加劑，該抗菌劑佔聚酯總質量的0.2-0.5%，添加量少，成本低，該抗菌劑已量產化；
[0023]2、本發明在縮聚反應的加壓階段加入抗菌劑，在低溫帶壓條件下有利於抗菌有效成份的均勻分散，抗菌劑的加入不影響聚酯材料的物理性能，其可紡性和後加工性能良好；
[0024]3、本發明所用的抗菌劑的加入方式為:將其與乙二醇混合得濃度20-25%的混合液，再將該混合液加入所述降溫後的酯化產物進行攪拌10-20分鐘，添加配製操作簡單，進而簡化了抗菌聚酯材料的生產工藝；
[0025]4、本發明方法生產的聚酯材料所加工成的纖維的抗菌性能穩定、抗菌效果良好、持久，且具有除臭性能。
【具體實施方式】
[0026]以下通過【具體實施方式】對本發明的技術方案進行進一步的說明和描述。
[0027]下述各實施例所得抗菌聚酯切粒的主要指標測試方法如下:
[0028]特性粘度、色值B/L值、灰份和端羧基含量等指標測試同常規聚酯切粒測試方法，按國家標準GB/T14190— 2008進行。
[0029]溶點:用DSC(Different Scanning Calorimetry)熱差分析儀(美國 TA 公司 2010型)或熔點儀直接測得。DSC條件:氮氣氛圍，氣體流速40ml/min，分別稱取IOmg樣品於樣品盒中與參比物一起放入樣品室中升溫，升溫速率10°C /min。
[0030]抗菌性能依美國AATCC100— 2004標準測試評定。
[0031]除臭性能參照臺灣FTTS-FA-018之消臭加工紡織品驗證規範試驗方法進行檢測。[0032]實施例1
[0033](I)酯化反應:將對苯二甲酸和乙二醇以1:1.2的摩爾比混合均勻後進行酯化反應，反應壓力為常壓，溫度為245-260°C，時間為2小時，得酯化產物，當酯化水餾出量達到下述計量值時即為反應終點:酯化水餾出量/kg=對苯二甲酸進料量/kgX0.217 ；
[0034](2)縮聚反應:依次包括:
[0035]a、降溫階段:在步驟(1)所得酯化產物中加入聚酯總質量4%的乙二醇使溫度降至228 0C ；
[0036]b、加壓階段:在上述降溫後的酯化產物中氮氣並維持0.06MPa的壓力，再加入所述內含銀離子的可溶性玻璃載體添加劑(佔聚酯總質量的0.3%，平均粒徑為0.8-0.9 μ m,最大粒徑< I μ m,其加入方式為:將其與乙二醇混合得濃度20-25%的混合液，再將該混合液加入所述降溫後的酯化產物進行攪拌10-20分鐘)進行反應，保持反應溫度228°C，反應時間0.4小時；
[0037]C、常壓階段:上述加壓階段完畢後，進行卸壓至常壓狀態，加入二氧化鈦(佔所述抗菌聚酯材料的總質量的0.3%)和乙二醇銻(加入量為對苯二甲酸總質量的500ppm)進行反應，溫度控制在227°C，反應時間為0.5小時；
[0038]d、第一真空階段:將壓力從常壓平穩抽至絕對壓力0.906KPa繼續進行反應，溫度控制在274°C，反應時間為0.4小時；
[0039]e、第二真空階段:繼續抽真空至30Pa繼續進行反應，溫度控制在280°C，反應時間為1.8小時，反應結束即得所述抗菌聚酯材料；
[0040]上述抗菌聚酯材料的熔體出料後鑄帶頭出料、切料、冷卻輸送、乾燥、打包得到抗菌聚酯切粒。該抗菌聚酯切粒的主要指標如下:熔點255.5°C，特性粘度0.688dl/g，端羧基含量20mol/t，色度B值0.93，色度L值60，灰分0.62%，抗菌率≥99.97%，除臭性能100%
[0041]實施例2
[0042](I)酯化反應:將對苯二甲酸和乙二醇以1:1.2的摩爾比混合均勻後進行酯化反應，反應壓力為常壓，溫度為245-260°C，時間為1.9小時，得酯化產物，當酯化水餾出量達到下述計量值時即為反應終點:酯化水餾出量/kg=對苯二甲酸進料量/kgX0.217 ；
[0043](2)縮聚反應:依次包括:
[0044]a、降溫階段:在步驟(1)所得酯化產物中加入聚酯總質量3.5%的乙二醇使溫度降至 230 0C ；
[0045]b、加壓階段:在上述降溫後的酯化產物中氮氣並維持0.045MPa的壓力，再加入所述內含銀離子的可溶性玻璃載體添加劑(佔聚酯總質量的0.25%，平均粒徑為0.8-0.9 μ m,最大粒徑< I μ m，其加入方式為:將其與乙二醇混合得濃度20-25%的混合液，再將該混合液加入所述降溫後的酯化產物進行攪拌10-20分鐘)進行反應，保持反應溫度230°C，反應時間0.4小時；
[0046]C、常壓階段:上述加壓階段完畢後，進行卸壓至常壓狀態，加入二氧化鈦(佔所述抗菌聚酯材料的總質量的0.05%)和乙二醇銻(加入量為對苯二甲酸總質量的430ppm)進行反應，溫度控制在225°C，反應時間為0.45小時；
[0047]d、第一真空階段:將壓力從常壓平穩抽至絕對壓力0.898KPa繼續進行反應，溫度控制在275°C，反應時間為0.4小時；[0048]e、第二真空階段:繼續抽真空至30Pa繼續進行反應，溫度控制在283°C，反應時間為1.75小時，反應結束即得所述抗菌聚酯材料；
[0049]上述抗菌聚酯材料的熔體出料後鑄帶頭出料、切料、冷卻輸送、乾燥、打包得到抗菌聚酯切粒。該抗菌聚酯切粒的主要指標如下:熔點256°C，特性粘度0.69dl/g，端羧基含量23mol/t，色度B值0.78，色度L值63，灰分0.33%，抗菌率≥99.92%，除臭性能100%
[0050]實施例3
[0051](I)酯化反應:將對苯二甲酸和乙二醇以1:1.2的摩爾比混合均勻後進行酯化反應，反應壓力為常壓，溫度為245-260°C，時間為2小時，得酯化產物，當酯化水餾出量達到下述計量值時即為反應終點:酯化水餾出量/kg=對苯二甲酸進料量/kgX0.217 ；
[0052] (2)縮聚反應:依次包括:
[0053]a、降溫階段:在步驟(1)所得酯化產物中加入聚酯總質量5%的乙二醇使溫度降至221。。；
[0054]b、加壓階段:在上述降溫後的酯化產物中氮氣並維持0.07MPa的壓力，再加入所述內含銀離子的可溶性玻璃載體添加劑(佔聚酯總質量的0.45%，平均粒徑為0.8-0.9 μ m,最大粒徑< I μ m，其加入方式為:將其與乙二醇混合得濃度20-25%的混合液，再將該混合液加入所述降溫後的酯化產物進行攪拌10-20分鐘)進行反應，保持反應溫度221°C，反應時間0.4小時；
[0055]C、常壓階段:上述加壓階段完畢後，進行卸壓至常壓狀態，加入二氧化鈦(佔所述抗菌聚酯材料的總質量的2.4%)和乙二醇鋪(加入量為對苯二甲酸總質量的550ppm)進行反應，溫度控制在230°C，反應時間為0.6小時；
[0056]d、第一真空階段:將壓力從常壓平穩抽至絕對壓力0.883KPa繼續進行反應，溫度控制在270°C，反應時間為0.5小時；
[0057]e、第二真空階段:繼續抽真空至35Pa繼續進行反應，溫度控制在278°C，反應時間為1.9小時，反應結束即得所述抗菌聚酯材料；
[0058]上述抗菌聚酯材料的熔體出料後鑄帶頭出料、切料、冷卻輸送、乾燥、打包得到抗菌聚酯切粒。該抗菌聚酯切粒的主要指標如下:熔點255°C，特性粘度0.73dl/g，端羧基含量20mol/t，色度B值0.3，色度L值75，灰分2.87%，抗菌率≥99.99%，除臭性能100%
[0059]實施例4
[0060](I)酯化反應:將對苯二甲酸和乙二醇以1:1.15的摩爾比混合均勻後進行酯化反應，反應壓力為0.03MPa，溫度為245-260°C，時間為1.8小時，得酯化產物，當酯化水餾出量達到下述計量值時即為反應終點:酯化水餾出量/kg=對苯二甲酸進料量/kgX0.217 ；
[0061](2)縮聚反應:依次包括:
[0062]a、降溫階段:在步驟(1)所得酯化產物中加入聚酯總質量5%的乙二醇使溫度降至220 0C ；
[0063]b、加壓階段:在上述降溫後的酯化產物中氮氣並維持0.07MPa的壓力，再加入所述內含銀離子的可溶性玻璃載體添加劑(佔聚酯總質量的0.5%，平均粒徑為0.8-0.9 μ m,最大粒徑< I μ m,其加入方式為:將其與乙二醇混合得濃度20-25%的混合液，再將該混合液加入所述降溫後的酯化產物進行攪拌10-20分鐘)進行反應，保持反應溫度220°C，反應時間0.5小時；[0064]C、常壓階段:上述加壓階段完畢後，進行卸壓至常壓狀態，加入二氧化鈦(佔所述抗菌聚酯材料的總質量的2.4%)和乙二醇銻(加入量為對苯二甲酸總質量的450ppm)進行反應,溫度控制在234°C，反應時間為0.6小時；
[0065]d、第一真空階段:將壓力從常壓平穩抽至絕對壓力0.89KPa繼續進行反應,溫度控制在275°C，反應時間為0.5小時；[0066]e、第二真空階段:繼續抽真空至65Pa繼續進行反應,溫度控制在285°C，反應時間為2小時，反應結束即得所述抗菌聚酯材料；
[0067]上述抗菌聚酯材料的熔體出料後鑄帶頭出料、切料、冷卻輸送、乾燥、打包得到抗菌聚酯切粒。該抗菌聚酯切粒的主要指標如下:熔點255°C，特性粘度0.705dl/g，端羧基含量25mol/t，色度B值0.3，色度L值75，灰分3.05%,抗菌率≥99.99%，除臭性能100%
[0068]以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，故不能依此限定本發明實施的範圍，SP依本發明專利範圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明涵蓋的範圍內。
【權利要求】
1.一種抗菌聚酯材料的製作方法，其特徵在於:包括如下步驟: (1)將對苯二甲酸和乙二醇以1:1.1-1.3的摩爾比混合均勻後進行酯化反應，得酯化產物，當酯化水餾出量達到下述計量值時即為反應終點:酯化水餾出量/kg=對苯二甲酸進料量 /kgX0.217 ； (2)在上述酯化產物中加入抗菌劑、二氧化鈦和催化劑進行縮聚反應，得所述抗菌聚酯材料，其中抗菌劑為內含銀離子的可溶性玻璃載體添加劑，該抗菌劑佔聚酯總質量的0.2_0.5%ο
2.如權利要求1所述的一種抗菌聚酯材料的製作方法，其特徵在於:所述步驟(1)的酯化反應的壓力為常壓至0.03MPa，溫度為245-260°C，時間為1.5-3小時。
3.如權利要求3所述的一種抗菌聚酯材料的製作方法，其特徵在於:所述步驟(2)的縮聚反應依次包括: a、降溫階段:在步驟(1)所得酯化產物中加入乙二醇使溫度降至220-230°C； b、加壓階段:在上述降溫後的酯化產物中氮氣並維持0.04-0.0SMPa的壓力，再加入所述內含銀離子的可溶性玻璃載體添加劑，保持反應溫度220-230°C，反應時間0.3-0.5小時； C、常壓階段:上述加壓階段完畢後，進行卸壓至常壓狀態，加入二氧化鈦和催化劑進行反應，溫度控制在225-235°C，反應時間為0.4-0.7小時； d、第一真空階段:將壓力從常壓平穩抽至絕對壓力IKPa以下繼續進行反應，溫度控制在265-275°C，反應時間為0.3-0.8小時； e、第二真空階段:繼續抽真空至80Pa以下繼續進行反應，溫度控制在275_290°C，反應時間為1-2小時，反應結束即得所述抗菌聚酯材料。
4.如權利要求3所述的一種抗菌聚酯材料的製作方法，其特徵在於:所述降溫階段的乙二醇的加入量為所述抗菌聚酯的總質量的3.5-5%。
5.如權利要求3所述的一種抗菌聚酯材料的製作方法，其特徵在於:所述內含銀離子的可溶性玻璃載體添加劑的平均粒徑為0.8-0.9 μ m，最大粒徑< I μ m。
6.如權利要求5所述的一種抗菌聚酯材料的製作方法，其特徵在於:所述內含銀離子的可溶性玻璃載體添加劑的加入方式為:將其與乙二醇混合得濃度20-25%的混合液，再將該混合液加入所述降溫後的酯化產物進行攪拌10-20分鐘。
7.如權利要求5所述的一種抗菌聚酯材料的製作方法，其特徵在於:所述二氧化鈦佔所述抗菌聚酯材料的總質量的0.02-2.4%。
8.如權利要求7所述的一種抗菌聚酯材料的製作方法，其特徵在於:所述催化劑為乙二醇銻，加入量為對苯二甲酸總質量的300-600ppm。
【文檔編號】C08K9/12GK103524720SQ201310422038
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月16日 優先權日:2013年9月16日
【發明者】劉志麟 申請人:廈門翔鷺化纖股份有限公司