一種高舒適複合功能聚酯纖維的製備方法

2023-06-10 11:32:36

專利名稱：一種高舒適複合功能聚酯纖維的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種高舒適複合功能聚酯纖維的製備方法。
背景技術：
舒適性聚酯纖維的開發，在化纖行業經歷了細旦、超細旦快速發展以後，成為近年來國際國內產業界開發的重點領域，自2008年國際金融危機以來，發達國家加快了紡織品技術升級的腳步，各種優良品質的功能性纖維面料批量投放市場，對天然纖維包括棉、毛、 絲、麻的精細化整理與加工集束也取得了長足的進步，面料質量與功能實現跨越性升級。同時、天然纖維漿粕紡絲技術的突破，也給聚酯化纖產品市場帶來巨大衝擊。當今世界纖維與面料發展趨勢，包括了通過加工技術的創新使天然纖維在保證原來優勢的基礎上具有合成纖維的優良性能，而合成纖維同時也要經過改性與整理技術賦予某些天然纖維的性能。這就為具有複合性能的高舒適性聚酯纖維提供了廣闊的發展空間。自聚酯纖維問世以來，憑藉其良好的強度、優良的抗皺性能、懸垂性能及洗可穿性能而被廣泛應用於服裝紡織品，經過近幾十年的長足發展，PET聚酯纖維已經成為目前世界上產量最大、應用範圍最廣的合成聚酯品種。但其與各種天然纖維相比還存在著諸多不足 手感發硬、吸溼性差、抗紫外線性能差、易產生靜電、易起球、難於染色等。天然纖維如棉、真絲、毛、麻等雖然具有良好的染色性能、面料具有透氣性、吸汗保溼性能好，無靜電、舒適性好的特點，但卻存在易皺、導溼以及速乾性差等不足。隨著聚酯纖維應用範圍的逐步擴大，自上世紀70年代開始，發達國家針對聚酯纖維的上述不足，以天然纖維的諸多優點為目標，在纖維的服用舒適性方面，從三個方面入手，改善聚酯纖維的服用性能。一方面通過紡絲工藝技術的革新，生產各種差別化纖維，逐步開發出細旦、超細旦纖維紡絲技術，通過複合紡絲技術生產海島纖維、桔瓣纖維、雙組分複合纖維、異形截面纖維等一系列差別化紡絲品種，使聚酯面料在柔軟性、彈性、仿真絲等功能方面取得了長足進步；另一方面通過不同組分的共混紡絲，以物理共混方式生產各種具有特殊功能的纖維品種，通過面料的後整理也可賦予面料全新的功能；第三方面通過共聚反應，改善聚酯大分子鏈本身結構，通過引入可改善聚酯纖維面料性能的共聚組分基團，永久性賦予纖維各種特殊性能。目前，包括阻燃、陽離子可染、高收縮、分散染料易染、 抗靜電、抗紫外線、遠紅外保溫等一系列功能性聚酯纖維，對聚酯纖維及面料細分市場產生了重要影響。我國的化纖市場經過改革開放幾十年來的長足進步，在常規聚酯纖維生產方面已經達到世界總產量的68%水平，但在功能性聚酯纖維的開發和應用領域，我國目前還處於起步階段，目前多限於單功能聚酯及纖維的開發，如抗紫外聚酯纖維，抗靜電聚酯纖維等。 而對於具有複合功能、高附加值功能性纖維的開發，則還亟需科研人員在多功能複合纖維領域取得突破。公告號為CN1204196C的中國發明專利公開了一種抗紫外氧化鋅複合聚酯及其製備方法，該方法首先製備抗紫外劑中間體鹼式碳酸鋅乙二醇的懸浮液，然後在PET聚酯合
4成的酯化反應階段結束後、低真空聚合前，將抗紫外劑中間體鹼式碳酸鋅乙二醇的懸浮液加入，在聚合反應生成聚酯的同時，鹼式碳酸鋅分解生成氧化鋅，得到抗紫外線氧化鋅複合聚酯，其中氧化鋅含量為聚酯切片重量的0. 5%。該方法所得聚酯中，氧化鋅能夠保持較小的粒度，從而吸收紫外線的性能增強。然而，該方法為了使碳酸鋅分解，必須使聚合在285°C以上進行，而鹼式碳酸鋅將分解成二氧化碳、水及氧化鋅，而在終聚過程中，一方面二氧化碳會影響真空度、並造成切片含有大量氣泡，另一方面、縮聚最後階段產生大量水分會產生降解反應，嚴重影響產品質量，同時，未完全分解的鹼式碳酸鋅在紡絲過程中將會繼續分解，纖維可紡性變差，斷裂強度降低。公開號為CN101864067A的中國發明專利申請公開了一種具有抗紫外線功能的聚酯的製備方法，其包括(1)複合型抗紫外劑的製造複合型抗紫外劑由無機抗紫外遮蔽劑和有機紫外吸收劑組成；無機抗紫外遮蔽劑的成分是納米級TiA和Ai2O3或SiA無機氧化物；有機紫外吸收劑為苯並三唑類有機物質；無機抗紫外遮蔽劑與有機紫外吸收劑的重量比為1 1，稱取此複合型抗紫外劑與乙二醇配成漿液，然後置於球磨機中分散0.5-1小時；( 、酯化反應工序熔融的對苯二酸和乙二醇，連續或間歇供給酯化釜，在溫度160 220°C，壓力0. 3Mpa下進行酯化反應，待蒸出的副產物水達到理論量的90%時，酯化反應停止；C3)聚合反應工序酯化反應工序後得到對苯二甲酸二羥基乙酯單體，加入複合型抗紫外劑，同時加入催化劑醋酸銻，送入聚合工序，以對苯二甲酸重量％計，催化劑加入量為0. 03-0. 04%，複合型抗紫外劑的加入量在1. 5-2. 0% ；單體在聚合釜中先在常壓215 225°C下進行預聚合，然後在絕對壓力小於150pa，溫度285士2°C下進行聚合，促使反應達到一定的聚合度，產生的乙二醇經冷凝器後回收；(4)縮合反應結束後，物料經過鑄帶、冷卻、切粒、乾燥製得抗紫外聚酯切片。該方法的不足是苯並三唑為有機酚類化合物，高溫條件下作為質子酸形式存在，可破壞無機納米粉體TW2和Al2O3或SiO2的表面有機處理劑， 導致預聚過程中無機納米粉體的團聚。另外，由於無機納米粉體在聚合過程中，在高溫條件下持續4 6小時的時間，納米粒子發生團聚現象明顯，在低溫超分散條件下，無機納米離子是以巨大的比表面積使光線在穿過面料時產生強漫散射效應，達到抗紫外線的目的，但是經過長時間的高溫反應以後，原來的無機納米粉體大量團聚形成了微米級粒子，對光線的漫散射作用大幅降低，另外，該方法在預聚反應前加入苯並三唑類有機物，預聚反應過程中，會因大量EG蒸發被抽出體系。公告號為CN100503910C的中國發明專利公開了一種納米氮化鈦抗紫外線聚酯纖維，其是通過母粒法紡制抗紫外線纖維。公告號為CN1300M6C的中國發明專利公開了一種原位生成納米二氧化鈦製備抗紫外聚酯的方法，其製備鈦的乙二醇鹽雖經有機處理劑或矽烷偶聯劑進行表面處理，但乙二醇鈦作為聚合催化劑，對PET聚合反應具有強催化作用與副反應降解作用，易造成PET切片色相差、分子量分布過寬，另外，聚合過程中原位水解生成納米級二氧化鈦，一方面聚合後期的分解產生的水分子嚴重影響聚合反應，另一方面，該方法製成的納米級二氧化鈦是良好的汙水有機物分解材料，切片在經長時間陽光照射後，粘度下降，產生分解。公開號為CN101864067A的發明專利申請，公開了抗紫外超細滌綸及其製備方法，是一種經偶聯劑處理過的抗紫外線添加劑共混紡絲技術。公告號為 CN101735578B的發明專利公開了一種阻燃抗紫外線複合材料及其製備方法，使用的是以無機納米抗紫外線材料為紫外線散射材料，產生一定的抗紫外線效果。
綜上，現有技術主要都是依靠無機納米粉體具有的巨大比表面積為基礎的對紫外線產生漫散射產生抗紫外線效果，其抗紫外效果的穩定性及效率有待改善，這就需要從抗紫外線機理入手，製備具有更優抗紫外效果且具有良好紡絲性的聚酯。另外，還亟需開發在具有抗紫外線功能的同時，還兼具其它功能例如抗老化性、吸溼速乾性，抗靜電性，抗起球性的高舒適性複合功能聚酯。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種同時具有抗紫外線、抗靜電、抗老化、抗起球以及吸溼速乾性能的高舒適複合功能聚酯纖維的製備方法。為解決以上技術問題，本發明採取如下技術方案一種高舒適複合功能聚酯纖維的製備方法，包括依次進行的酯化反應工序、聚合反應工序和紡絲工序，其中所述酯化反應工序包括一次酯化反應段和二次酯化反應段，其中所述一次酯化反應段實施如下將對苯二甲酸、乙二醇以及第三單體加入到酯化反應釜中，在255°C 260°C下進行一次酯化反應，所述對苯二甲酸、乙二醇的投料摩爾比為1 1.2 1.3，所述的第三單體為脂肪族二元羧酸和非對位芳基二元羧酸中的一種或幾種，且其加入量為對苯二甲酸重量的0.5% 4. 5% ；所述二次酯化反應段實施如下一次酯化反應段完成後，加入乙二醇降溫至230°C 235°C，在惰性氣體保護下，加入數均分子量為200 6000的聚乙二醇作為第四單體，第四單體的加入量為聚酯切片重量的0. 5% 3. 0%，然後加入質量濃度為2% 5%的受阻胺類光穩定劑的調配液和質量濃度為2% 5%的受阻酚類抗氧劑的調配液，攪拌均勻，反應釜開始升溫，緩慢加入羥值為0. 5% 8. 0%的羥基矽油，進行二次酯化反應，至酯化出水完全，反應溫釜溫度達到260°C，以聚酯切片重量為基準，所述受阻胺類光穩定劑和受阻酚類抗氧劑的加入量分別為10 300ppm，所述的受阻胺類光穩定劑的調配液為受阻胺類光穩定劑分散在溶劑乙二醇中並加入醋酸後所得PH值為4 5的溶液， 所述的受阻酚類抗氧劑的調配液為受阻酚類抗氧劑分散在溶劑乙二醇中並加入醋酸後所得PH值為4 5的溶液；所述羥基矽油的加入量為聚酯切片重量的0. 1. 2% ；所述聚合反應工序實施如下向二次酯化反應後的體系中，加入聚合催化劑，攪拌均勻後，送至預聚釜中，進行預聚反應，預聚反應溫度控制在沈0 275°C，壓力為0. 6 2. Okpa;預聚反應結束後，關閉真空系統，在氮氣保護以及負壓下，將液態或熔融的紫外線吸收劑注入，攪拌均勻，然後將已熔融好的抗靜電劑注入，攪拌均勻，經過濾器過濾後送至終聚釜，其中，所述紫外線吸收劑的加入量為聚酯切片重量的0. 2.0%，所述抗靜電劑的加入量為對苯二甲酸重量的0.5% 4. 5%;最後，在終聚釜中，溫度275°C ^0°C、壓力40 100 下進行終聚合反應，終聚合反應完成後，出料切粒，得高舒適複合功能聚酯切片；所述製備方法還包括在紡絲工序之前，對所述高舒適複合功能聚酯切片先後進行預結晶和乾燥的步驟，所述預結晶在溫度110°C 130°C下進行3 5小時，所述乾燥在溫度130°C 145°C下進行3. 5 5. 0小時；所述紡絲工序中，使用異形截面噴絲板從而獲得異形截面的聚酯纖維。根據本發明，所述的第三單體可以為選自丁二酸、戊二酸、己二酸、1，4_環己烷二甲酸、2，2_ 二甲基丙二甲酸、間苯二甲酸以及5-甲基間苯二甲酸中的一種或多種。第三單體可作為降低纖維結晶度改性組分，主要用於防止聚酯面料在戶外陽光直射的嚴酷條件下，纖維發生再結晶造成面料強度下降，其加入量優選為對苯二甲酸重量的0.8% 2. 5%。根據本發明，所述的紫外線吸收劑可以為以下種類的紫外線吸收劑中的一種或多種的組合苯並三唑類紫外線吸收劑:Tinuvin 326、TinUVin 234、TinUVin 350、 Tinuvin 320、TinUVin 328 ；低揮發性苯並三唑類紫外線吸收劑Tinuvin 360 ；紅移苯並三唑類紫外線吸收劑Tinuvin 327 ；以及Tinuvin UV-P，氰特紫外線吸收劑CYAS0RB UV-3638F，三嗪系列紫外線吸收劑UV-1577，紫外線吸收劑的優選加入量為聚酯切片重量的 0. 15% 1. 10%。優選地，選擇以下紫外線吸收劑的一種或幾種複合使用苯並三唑類系列紫外線吸收劑TinUVin 234,Tinuvin 320,Tinuvin 328 ；低揮發性苯並三唑類紫外線吸收劑Tinuvin 360 ；紅移苯並三唑類紫外線吸收劑Tinuvin 327 ；以及Tinuvin UV-P，氰特紫外線吸收劑CYASORB UV-3638F，三嗪系列紫外線吸收劑UV-1577等。特別優選的，選擇以下種類的紫外線吸收劑的一種或幾種複合使用苯並三唑類系列紫外線吸收劑 Tinuvin 234,Tinuvin 320,Tinuvin 328 ；以及Tinuvin UV-P，氰特紫外線吸收劑 CYASORB UV-3638F。加入紫外線吸收劑之後的攪拌時間優選為2 8分鐘。根據本發明，上述的抗靜電劑可以為抗靜電劑102、抗靜電劑103、抗靜電劑105及抗靜電劑308中的一種或多種的組合，其加入量優選為聚酯切片重量的0. 65% 2. 5%。根據本發明，所述的受阻胺類光穩定劑可以為選自非聚合型高分子量受阻胺光穩定劑CHIMASSORB l 19FL，聚合型受阻胺類光穩定劑ChimaSSOrb944、Tinuvin 788以及光穩定劑770雙0，2，6，6-四甲-4-哌啶基)癸二酸酯中的一種或多種，優選為二種以上光穩定劑混合而成的複合光穩定劑，例如為Tinuvin 788與CHIMASSORB 119FL按重量比1 1的混合物。所述的受阻胺類光穩定劑的加入量優選為15 90ppm(以聚酯總重量為基準)。所述的受阻酚類抗氧劑可以為Irganox 1076，Irganox 1010及Irgafosl68 中的一種或多種，優選為二種以上的抗氧劑混合而成的複合抗氧劑，例如Irganox 1076與 Irganox 1010按重量比1 3的混合物。受阻酚類抗氧劑的加入量為30 250ppm(以聚酯總重量為基準)。優選地，受阻胺類光穩定劑的加入量為35 60ppm，受阻酚類抗氧劑的加入量為75 180ppm。一定量的受阻胺類光穩定劑及受阻酚類抗氧劑能夠作為輔助組分， 與紫外線吸收劑產生協同效應，保證了聚酯具有良好的耐光性和抗氧化性能。根據本發明，聚合催化劑可以是已知的各種聚酯用聚合催化劑。具體地在本發明中，聚合催化劑使用乙二醇銻，其加入量一般為450 550ppm (以聚酯切片的重量為基準)。根據本發明，所述的作為第四單體的聚乙二醇的數均分子量優選為1500 4000， 加入量優選為聚酯切片重量的1. 5% 4. 0%。根據本發明，短絲級聚酯切片，聚合過程中羥基矽油的使用量要稍高於長絲級聚酯切片，主要是短纖紡絲過程中要經過蒸汽加熱的拉伸工序與熱定型工序，纖維除在卷繞過程中高溫狀態下的一定熱降解以外，在拉伸與熱定型過程中，接觸高溫蒸汽，大分子鏈中矽酯鍵合進一步斷裂，產生二次粘度降，其纖維最終特性粘度為0. 58士0. 012，纖維斷裂強度控制在3. 2士0. 2，在滿足加工及服用強度同時，賦予纖維良好的抗起球性能。聚酯長絲的紡絲，聚合過程中羥基矽油的使用量稍低於短纖維級高舒適共聚酯切片，但要加入相對較高量的第三單體聚乙二醇，以便在紡絲過程中只有一次粘度降的情況下，有效降低纖維的斷裂強度。其纖維最終特性粘度為0. 63士0. 012，纖維斷裂強度控制在2. 6士0. 2，在滿足加工及服用強度同時，賦予纖維良好的抗起球性能。具體的方案是當製備的纖維為短纖維時，羥基矽油的加入量優選為聚酯切片重量的0.6% 1.2%。當製備的聚酯纖維為長絲時，羥基矽油的加入量優選為聚酯切片重量的0. 0.8%。根據本發明的紡絲工序與常規PET聚酯的紡絲工序相同，一般包括紡絲、卷繞、拉伸、定型步驟，但是由於本發明所得的聚酯切片其熔點與常規PET聚酯相比有所下降，因此在紡絲過程中，需對紡絲條件進行調整，實施紡絲的條件比較普通PTT聚酯纖維，螺杆各區溫度下調8 15°C。相應的拉伸定型溫度也要下調。本領域所屬技術人員可以根據具體的聚酯切片的熔點來調整相應的紡絲條件。根據本發明的一個具體方面，紡絲溫度控制在 255°C 278°C，拉伸溫度為142°C 150°C，熱定型溫度為110°C 1!35°C。為拓展聚酯纖維的使用領域，應用於春夏季戶外運動與休閒服裝系列，上述纖維截面優選為三角、十字、三葉、中空等異形形狀，以獲得良好的吸溼快幹功能。由於上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有如下優點1、本發明以紫外線吸收劑為主，通過吸收紫外線轉化為其它波長的光線減少紫外光對人體皮膚的傷害，同時，通過配合使用受阻胺類光穩定劑與受阻酚類抗氧劑，與紫外線吸收劑協同，進一步提高了纖維面料在戶外陽光直射條件下的抗紫外線性能。2、與以往在酯化反應之後即加入抗紫外劑不同，本發明是在預聚反應完成以後， 終聚反應進行前加入液體或熔融的紫外線吸收劑，如此，有效減少紫外線吸收劑的停留時間，大幅減少紫外線吸收劑的揮發或引起副反應，由於熔體在預聚反應完成後運動粘度較小，也同時保證了紫外線吸收劑在熔體中良好的分散效果，紫外線吸收劑的加入量較少，成本較低。3、通過在聚合中期添加抗靜電劑，並使用具有良好吸溼性的聚乙二醇作為第四單體，可在保持纖維基本性能基礎上，獲得優良的抗靜電特性，尤其適合春、秋季北方乾燥氣候條件下，服裝靜電消除的需要。第四單體的加入還利於降低纖維斷裂強度和提高纖維的抗起球性能。4、本發明在二次酯化反應段加入羥基矽油，在形成大分子鏈過程中，羥基矽油參與聚合反應，一方面，羥基矽油反應活化能低，有利於加速聚合反應速度；另一方面，其與羧酸反應後的鍵合屬於弱鍵，在紡絲過程中受熱易斷裂，會使聚酯熔體產生均勻且較大的粘度降，如此，通過控制羥基矽油的加入量與紡絲條件，一方面可生產適合短纖維與長絲不同紡絲要求的切片品種，另一方面根據短纖維與長絲紡絲工藝的不同，可在紡絲卷繞與拉伸定型期間控制聚酯粘度降，有效降低纖維強度，從而使纖維具有良好的抗起球性能。5、將受阻胺類光穩定劑與受阻酚類抗氧劑先分散在醋酸和乙二醇中再加入，可以在不影響產品質量的前提下(醋酸在預聚反應過程中可迅速發生閃蒸，排出系統)，有效抑制受阻胺類光穩定劑與受阻酚類抗氧劑與後續加入的羥基矽油在高溫下發生反應(羥基矽油高溫下為具有一定強度的質子酸，可與受阻胺類光穩定劑及受阻酚類抗氧劑在高溫下產生反應)。6、本發明在一次酯化反應段加入的第三單體，能夠降低纖維的結晶性能，防止在戶外條件下纖維因誘導結晶造成的強度下降，使面料在戶外陽光直射條件下因結晶造成面料強度降低的影響消除，提高了服裝的耐穿性能；在二次酯化反應階段加入的聚乙二醇提高了纖維的柔軟性，有效降低纖維的斷裂強度，提高了纖維的抗起球性能。7、根據本發明，所製得的高舒適複合功能聚酯切片，由於添加了多種改性組分，其切片玻璃化溫度較常規PET聚酯有不同程度的下降，在紡絲切片乾燥過程中容易造成粘結，在紡絲前，首先進行預結晶可有效避免粘結。8、以本發明所得聚酯切片紡成的纖維為原料的針織和機織面料，經測試其相關技術指標為紫外光透過率 4級，纖維體積比電阻 120mm，蒸發速率> 0. 20g/hr，抗紫外線、抗起球，抗靜電，抗老化及吸溼速乾性能優
已
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明做進一步詳細的說明，但本發明並不限於以下實施例。以下實施例中，均採用pH值為4 5、質量濃度2%的複合光穩定劑的調配液 (溶劑為乙二醇，並用醋酸調節PH值)，以及pH值為4 5、質量濃度2 %的複合抗氧劑的調配液(溶劑為乙二醇，並用醋酸調節PH值)。其中，複合光穩定劑由Tinuvin 788與 CHIMASSORB 119FL按重量比1 1組成；複合抗氧劑由Irganox 1076與Irganox 1010按重量比1 3組成。另外，為適應不同紡絲過程要求，短纖級聚酯切片特性粘度控制為0. 730士0. 012 ； 熔點243 士 1°C;玻璃化溫度69 士 1°C;長纖級聚酯切片特性粘度控制為0. 710 士0. 012 ；熔點 246 士 1 °C ；玻璃化溫度72 士 1 °C。實施例1本實施例提供一種高舒適複合功能聚酯切片的製備方法，其包括如下步驟(1)、一次酯化反應段取18kg精對苯二甲酸(PTA)、7. 5kg乙二醇(EG)以及225g 1，4-環己烷二甲酸，加入70升聚酯實驗裝置，攪拌均勻後，開始升溫並加壓至0. 3Mpa,進行酯化，酯化溫度控制在255°C 260°C，至酯化出水完畢，回復常壓化，結束反應。O)、二次酯化反應段一次酯化完成後，首先加入乙二醇，使反應釜溫度降至 230 235°C，然後將450g已經加熱融化好的數均分子量為2500的聚乙二醇在氮氣保護下加入反應釜，攪拌均勻。然後以上述的調配液形式加入1. 125g複合光穩定劑，以上述的調配液形式加入3. 375g上述的複合抗氧劑。加入完畢後攪拌均勻。反應釜開始升溫，並緩慢加入160g羥值為5. 5%的羥基矽油，進行二次酯化反應，反應釜溫度達到沈0。羥基矽油二次酯化反應出水完成，酯化塔頂開始降溫。(3)、聚合反應工序向體系中，加入聚合催化劑，攪拌均勻後移至預聚釜升溫聚合，控制溫度260 275°C，開啟真空泵，在40分鐘內緩慢降至2Kpa，低真空聚合反應結束， 關閉真空系統，在氮氣保護及負壓情況下將已熔融好的226g紫外光吸收劑Tinuvin 234， 由專用設備註入系統，混合3分鐘後，將已融化好的226g抗靜電劑102注入系統，繼續混合 2分鐘，反應釜加壓，預聚熔體經預聚過濾器過濾後進入終聚釜，開啟高真空，壓力為40 lOOpa，在275°C ^(TC條件下進行常規聚合，至達到規定粘度，停止聚合反應，聚合反應完成後出料切粒，得到高舒適複合功能聚酯切片，其測試結果見表1。
實施例2本實施例提供一種高舒適複合功能聚酯切片的製備方法，其包括如下步驟(1)、一次酯化反應段取18kg精對苯二甲酸(PTA)、7. 5kg乙二醇(EG)以及225g 5-甲基間苯二甲酸，加入70升聚酯實驗裝置，攪拌均勻後，開始升溫並加壓至0. 3Mpa,進行酯化，酯化溫度控制在255°C 260°C，至酯化出水完畢，回復常壓化，結束反應。O)、二次酯化反應段一次酯化完成後，首先加入乙二醇，使反應釜溫度降至 230 235°C，然後將450g已經加熱融化好的數均分子量為2500的聚乙二醇在氮氣保護下加入反應釜，攪拌均勻。然後以上述的調配液形式加入1. 125g複合光穩定劑，以上述的調配液形式加入3. 375g上述的複合抗氧劑。加入完畢後攪拌均勻。反應釜開始升溫，並緩慢加入160g羥值為5. 5%的羥基矽油，進行二次酯化反應，反應釜溫度達到260°C。羥基矽油二次酯化反應出水完成，酯化塔頂開始降溫。(3)、聚合反應工序向體系中，加入聚合催化劑，攪拌均勻後送至預聚釜升溫聚合，控制溫度260 275°C，開啟真空泵，在40分鐘內緩慢降至2Kpa，低真空聚合反應結束， 關閉真空系統，在氮氣保護及負壓情況下將已熔融好的113g紫外光吸收劑Tinuvin 234， 由專用設備註入系統，混合3分鐘後，將已融化好的339g抗靜電劑103注入系統，繼續混合 2分鐘，反應釜加壓，預聚熔體經預聚過濾器過濾後進入終聚釜，開啟高真空，壓力為40 lOOpa，在275°C ^(TC條件下進行常規聚合，至達到規定粘度，停止聚合反應，聚合反應完成後出料切粒。得到高舒適複合功能聚酯切片，其測試結果見表1。實施例3本實施例提供一種高舒適複合功能聚酯切片的製備方法，其包括如下步驟(1)、一次酯化反應段取18kg精對苯二甲酸(PTA)、7. 5kg乙二醇(EG)以及225g 己二酸，加入70升聚酯實驗裝置，攪拌均勻後，開始升溫並加壓至0. 3Mpa,進行酯化，酯化溫度控制在255°C 260°C，至酯化出水完畢，回復常壓化，結束反應。O)、二次酯化反應段一次酯化完成後，首先加入乙二醇，使反應釜溫度降至 230 235°C，然後將450g已經加熱融化好的數均分子量為3000的聚乙二醇在氮氣保護下加入反應釜，攪拌均勻。然後以上述的調配液形式加入1. 125g複合光穩定劑，以上述的調配液形式加入3. 375g上述的複合抗氧劑。加入完畢後攪拌均勻。反應釜開始升溫，並緩慢加入160g羥值為5. 5%的羥基矽油，進行二次酯化反應，反應釜溫度達到260°C。羥基矽油二次酯化反應出水完成，酯化塔頂開始降溫。(3)、聚合反應工序向體系中，加入聚合催化劑，攪拌均勻後送至預聚釜升溫聚合，控制溫度260 275°C，開啟真空泵，在40分鐘內緩慢降至2Kpa，低真空聚合反應結束， 關閉真空系統，在氮氣保護及負壓情況下將已熔融好的113g紫外光吸收劑Tinuvin 320， 由專用設備註入系統，混合3分鐘後，將已融化好的226g抗靜電劑102注入系統，繼續混合 2分鐘，反應釜加壓，預聚熔體經預聚過濾器過濾後進入終聚釜，開啟高真空，壓力為40 lOOpa，在275°C ^(TC條件下進行常規聚合，至達到規定粘度，停止聚合反應，聚合反應完成後出料切粒。得到高舒適複合功能聚酯切片，其測試結果見表1。實施例4本實施例提供一種高舒適複合功能聚酯切片的製備方法，其包括如下步驟(1)、一次酯化反應段取18kg精對苯二甲酸(PTA)、73kg乙二醇(EG)以及110gl，4_環己烷二甲酸與115g己二酸，加入70升聚酯實驗裝置，攪拌均勻後，開始升溫並加壓至0. 3Mpa，進行酯化，酯化溫度控制在255°C 260°C，至酯化出水完畢，回復常壓化，
結束反應。O)、二次酯化反應段一次酯化完成後，首先加入乙二醇，使反應釜溫度降至 230 235°C，然後將450g已經加熱融化好的數均分子量為3000的聚乙二醇在氮氣保護下加入反應釜，攪拌均勻。然後以上述的調配液形式加入1. 125g複合光穩定劑，以上述的調配液形式加入3. 375g上述的複合抗氧劑。加入完畢後攪拌均勻。反應釜開始升溫，並緩慢加入120g羥值為5. 5%的羥基矽油，進行二次酯化反應，反應釜溫度達到260°C。羥基矽油二次酯化反應出水完成，酯化塔頂開始降溫。(3)、聚合反應工序向體系中，加入聚合催化劑，攪拌均勻後送至預聚釜升溫聚合，控制溫度260 275°C，開啟真空泵，在40分鐘內緩慢降至2Kpa，低真空聚合反應結束， 關閉真空系統，在氮氣保護及負壓情況下將已熔融好的226g紫外光吸收劑Tinuvin 320， 由專用設備註入系統，混合3分鐘後，將已融化好的339g抗靜電劑103注入系統，繼續混合 2分鐘，反應釜加壓，預聚熔體經預聚過濾器過濾後進入終聚釜，開啟高真空，壓力為40 lOOpa，在275°C ^(TC條件下進行常規聚合，至達到規定粘度，停止聚合反應，聚合反應完成後出料切粒，得到高舒適複合功能聚酯切片，其測試結果見表1。實施例5本實施例提供一種高舒適複合功能聚酯切片的製備方法，其包括如下步驟(1)、一次酯化反應段取18kg精對苯二甲酸(PTA)、73kg乙二醇(EG)以及 110gl，4-環己烷二甲酸與115g己二酸，加入70升聚酯實驗裝置，攪拌均勻後，開始升溫並加壓至0. 3Mpa，進行酯化，酯化溫度控制在255°C 260°C，至酯化出水完畢，回復常壓化，
結束反應。O)、二次酯化反應段一次酯化完成後，首先加入乙二醇，使反應釜溫度降至 230 235°C，然後將450g已經加熱融化好的數均分子量為4000的聚乙二醇在氮氣保護下加入反應釜，攪拌均勻。然後以上述的調配液形式加入1. 125g複合光穩定劑，以上述的調配液形式加入3. 375g上述的複合抗氧劑。加入完畢後攪拌均勻。反應釜開始升溫，並緩慢加入160g羥值為5. 5%的羥基矽油，進行二次酯化反應，反應釜溫度達到260°C。羥基矽油二次酯化反應出水完成，酯化塔頂開始降溫。(3)、聚合反應工序向體系中，加入聚合催化劑，攪拌均勻後送至預聚釜升溫聚合，控制溫度260 275°C，開啟真空泵，在40分鐘內緩慢降至2Kpa，低真空聚合反應結束， 關閉真空系統，在氮氣保護及負壓情況下將已熔融好的113g紫外光吸收劑{TinUVin 234 與Tinuvin 320混合物，比例為1 1}，由專用設備註入系統，混合3分鐘後，將已融化好的226g抗靜電劑102注入系統，繼續混合2分鐘，反應釜加壓，預聚熔體經預聚過濾器過濾後進入終聚釜，開啟高真空，壓力為40 lOOpa，在275°C 280°C條件下進行常規聚合，至達到規定粘度，停止聚合反應，聚合反應完成後出料切粒。得到高舒適複合功能聚酯切片， 其測試結果見表1。實施例6本實施例提供一種高舒適複合功能聚酯切片的製備方法，其包括如下步驟(1)、一次酯化反應段取18kg精對苯二甲酸(PTA)、73kg乙二醇(EG)以及110gl，4_環己烷二甲酸與115g己二酸，加入70升聚酯實驗裝置，攪拌均勻後，開始升溫並加壓至0. 3Mpa，進行酯化，酯化溫度控制在255°C 260°C，至酯化出水完畢，回復常壓化，
結束反應。O)、二次酯化反應段一次酯化完成後，首先加入乙二醇，使反應釜溫度降至 230 235°C，然後將450g已經加熱融化好的數均分子量為4000的聚乙二醇在氮氣保護下加入反應釜，攪拌均勻。然後以上述的調配液形式加入1. 125g複合光穩定劑，以上述的調配液形式加入3. 375g上述的複合抗氧劑。加入完畢後攪拌均勻。反應釜開始升溫，並緩慢加入120g羥值為5. 5%的羥基矽油，進行二次酯化反應，反應釜溫度達到260°C。羥基矽油二次酯化反應出水完成，酯化塔頂開始降溫。(3)、聚合反應工序向體系中，加入聚合催化劑，攪拌均勻後送至預聚釜升溫聚合，控制溫度260 275°C，開啟真空泵，在40分鐘內緩慢降至2Kpa，低真空聚合反應結束， 關閉真空系統，在氮氣保護及負壓情況下將已熔融好的226g紫外光吸收劑(Tinuvin 234 與Tinuvin 320的混合物，二者重量之比為1 1)，由專用設備註入系統，混合3分鐘後， 將已融化好的339g抗靜電劑103注入系統，繼續混合2分鐘，反應釜加壓，預聚熔體經預聚過濾器過濾後進入終聚釜，開啟高真空，壓力為40 lOOpa，在275°C ^(TC條件下進行常規聚合，至達到規定粘度，停止聚合反應，聚合反應完成後出料切粒。得到高舒適複合功能聚酯切片，其測試結果見表1。實施例7本實施例提供一種高舒適複合功能聚酯切片的製備方法，其包括如下步驟(1)、一次酯化反應段取18kg精對苯二甲酸(PTA)、73kg乙二醇(EG)以及 110gl，4-環己烷二甲酸與115g己二酸，加入70升聚酯實驗裝置，攪拌均勻後，開始升溫並加壓至0. 3Mpa，進行酯化，酯化溫度控制在255°C 260°C，至酯化出水完畢，回復常壓化，
結束反應。O)、二次酯化反應段一次酯化完成後，首先加入乙二醇，使反應釜溫度降至 230 235°C，然後將450g已經加熱融化好的數均分子量為2000的聚乙二醇在氮氣保護下加入反應釜，攪拌均勻。然後以上述的調配液形式加入1. 125g複合光穩定劑，以上述的調配液形式加入3. 375g上述的複合抗氧劑。加入完畢後攪拌均勻。反應釜開始升溫，並緩慢加入180g羥值為5. 5%的羥基矽油，進行二次酯化反應，反應釜溫度達到260°C。羥基矽油二次酯化反應出水完成，酯化塔頂開始降溫。(3)、聚合反應工序向體系中，加入聚合催化劑，攪拌均勻後送至預聚釜升溫聚合，控制溫度260 275°C，開啟真空泵，在40分鐘內緩慢降至2Kpa，低真空聚合反應結束， 關閉真空系統，在氮氣保護及負壓情況下將已熔融好的113g紫外光吸收劑(Tinuvin 234 與氰特紫外線吸收劑CYAS0RBUV-3638F的混合物，二者重量之比為2 1)，由專用設備註入系統，混合3分鐘後，將已融化好的275g抗靜電劑(抗靜電劑102與抗靜電劑103按重量比1 1組成)注入系統，繼續混合2分鐘，反應釜加壓，預聚熔體經預聚過濾器過濾後進入終聚釜，開啟高真空，壓力為40 lOOpa，在275°C 條件下進行常規聚合，至達到規定粘度，停止聚合反應，聚合反應完成後出料切粒。得到高舒適複合功能聚酯切片，其測試結果見表1。實施例8
本實施例提供一種高舒適複合功能聚酯切片的製備方法，其包括如下步驟(1)、一次酯化反應段取18kg精對苯二甲酸(PTA)、73kg乙二醇(EG)以及 110gl，4-環己烷二甲酸與115g己二酸，加入70升聚酯實驗裝置，攪拌均勻後，開始升溫並加壓至0. 3Mpa，進行酯化，酯化溫度控制在255°C 260°C，至酯化出水完畢，回復常壓化，
結束反應。O)、二次酯化反應段一次酯化完成後，首先加入乙二醇，使反應釜溫度降至 230 235°C，然後將450g已經加熱融化好的數均分子量為2000的聚乙二醇在氮氣保護下加入反應釜，攪拌均勻。然後以上述的調配液形式加入1. 125g複合光穩定劑，以上述的調配液形式加入3. 375g上述的複合抗氧劑。加入完畢後攪拌均勻。反應釜開始升溫，並緩慢加入140g羥值為5. 5%的羥基矽油，進行二次酯化反應，反應釜溫度達到沈0。羥基矽油二次酯化反應出水完成，酯化塔頂開始降溫。(3)、聚合反應工序向體系中，加入聚合催化劑，攪拌均勻後送至預聚釜升溫聚合，控制溫度260 275°C，開啟真空泵，在40分鐘內緩慢降至2Kpa，低真空聚合反應結束， 關閉真空系統，在氮氣保護及負壓情況下將已熔融好的113g紫外光吸收劑(Tinuvin 234 與氰特紫外線吸收劑CYAS0RBUV-3638F的混合物，二者重量之比為2 1)，由專用設備註入系統，混合3分鐘後，將已融化好的275g抗靜電劑(抗靜電劑102與抗靜電劑103按重量比1 1組成)注入系統，繼續混合2分鐘，反應釜加壓，預聚熔體經預聚過濾器過濾後進入終聚釜，開啟高真空，壓力為40 lOOpa，在275°C 條件下進行常規聚合，至達到規定粘度，停止聚合反應，聚合反應完成後出料切粒。得到高舒適複合功能聚酯切片，其測試結果見表1。對比例1本對比例提供一種聚酯切片的製備方法，其包括如下步驟(1)、一次酯化反應段取18kg精對苯二甲酸(PTA)、7. 5kg乙二醇(EG)以及225g 1，4-環己烷二甲酸，加入70升聚酯實驗裝置，攪拌均勻後，開始升溫並加壓至0. 3Mpa,進行酯化，酯化溫度控制在255°C 260°C，至酯化出水完畢，回復常壓化，結束反應。O)、二次酯化反應段一次酯化完成後，首先加入乙二醇，使反應釜溫度降至 230 235°C，然後將450g已經加熱融化好的數均分子量為2500的第四單體聚乙二醇在氮氣保護下加入反應釜，攪拌均勻。然後以上述的調配液形式加入1. 125g複合光穩定劑，以上述的調配液形式加入3. 375g上述的複合抗氧劑。加入完畢後攪拌均勻。反應釜開始升溫，並緩慢加入160g羥值為5. 5%的羥基矽油，進行二次酯化反應，反應釜溫度達到260°C。 羥基矽油二次酯化反應出水完成，酯化塔頂開始降溫。(3)、聚合反應工序向體系中加入聚合催化劑，將液態或已熔融好的113g紫外光吸收劑Tiniivin 234，混合3分鐘後，將已融化好的226g抗靜電劑102注入系統，繼續混合2分鐘，反應釜加壓，預聚熔體經預聚過濾器過濾後進入終聚釜，控制溫度260 275°C， 開啟真空泵，在40分鐘內緩慢降至2Kpa，低真空聚合反應結束，開啟高真空，壓力為40 lOOpa，在270 280°C條件下進行常規聚合，至達到規定粘度，停止聚合反應，聚合反應完成後出料切粒，得到聚酯切片，其測試結果見表1。對比例2本對比例提供一種聚酯切片的製備方法，其包括如下步驟
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(1)、一次酯化反應段取18kg精對苯二甲酸(PTA)、7. 5kg乙二醇(EG)以及225g 1，4-環己烷二甲酸，加入70升聚酯實驗裝置，攪拌均勻後，開始升溫並加壓至0. 3Mpa,進行酯化，酯化溫度控制在255°C 260°C，至酯化出水完畢，回復常壓化，結束反應。O)、二次酯化反應段一次酯化完成後，首先加入乙二醇，使反應釜溫度降至 230 235°C，然後將450g已經加熱融化好的數均分子量為3000的第四單體聚乙二醇在氮氣保護下加入反應釜，攪拌均勻。然後以上述的調配液形式加入1. 125g複合光穩定劑，以上述的調配液形式加入3. 375g上述的複合抗氧劑。加入完畢後攪拌均勻。反應釜開始升溫，並緩慢加入120g羥值為5. 5%的羥基矽油，進行二次酯化反應，反應釜溫度達到260°C。 羥基矽油二次酯化反應出水完成，酯化塔頂開始降溫。(3)、聚合反應工序向體系中加入聚合催化劑，將液態或已熔融好的113g紫外光吸收劑(Tinuvin 234與氰特紫外線吸收劑CYASORB UV-3638F的混合物，二者重量之比為 2 1)，混合3分鐘後，將已融化好的226g抗靜電劑102注入系統，繼續混合2分鐘，反應釜加壓，預聚熔體經預聚過濾器過濾後進入終聚釜。控制溫度260 275°C，開啟真空泵，在 40分鐘內緩慢降至2Kpa，低真空聚合反應結束，開啟高真空，壓力為40 lOOpa，在270 280°C條件下進行常規聚合，至達到規定粘度，停止聚合反應，聚合反應完成後出料切粒，得到聚酯切片，其測試結果見表1。表1高舒適複合功能聚酯切片的物理化學指標
權利要求
1.一種高舒適複合功能聚酯纖維的製備方法，包括依次進行的酯化反應工序、聚合反應工序和紡絲工序，其特徵在於所述酯化反應工序包括一次酯化反應段和二次酯化反應段，其中所述一次酯化反應段實施如下將對苯二甲酸、乙二醇以及第三單體加入到酯化反應釜中，在255°C ^0°C 下進行一次酯化反應，所述對苯二甲酸、乙二醇的投料摩爾比為1 1.2 1.3，所述的第三單體為脂肪族二元羧酸和非對位芳基二元羧酸中的一種或幾種，且其加入量為對苯二甲酸重量的0. 5% 4. 5% ；所述二次酯化反應段實施如下一次酯化反應段完成後，加入乙二醇降溫至230°C 235°C，在惰性氣體保護下，加入數均分子量為200 6000的聚乙二醇作為第四單體，第四單體的加入量為聚酯切片重量的0. 5% 3. 0%，然後加入質量濃度為 2% 5%的受阻胺類光穩定劑的調配液和質量濃度為2% 5%的受阻酚類抗氧劑的調配液，攪拌均勻，反應釜開始升溫，緩慢加入羥值為0. 5% 8. 0%的羥基矽油，進行二次酯化反應，至酯化出水完全，反應溫釜溫度達到260°C，以聚酯切片重量為基準，所述受阻胺類光穩定劑和受阻酚類抗氧劑的加入量分別為10 300ppm，所述的受阻胺類光穩定劑的調配液為受阻胺類光穩定劑分散在溶劑乙二醇中並加入醋酸後所得PH值為4 5的溶液，所述的受阻酚類抗氧劑的調配液為受阻酚類抗氧劑分散在溶劑乙二醇中並加入醋酸後所得PH 值為4 5的溶液；所述羥基矽油的加入量為聚酯切片重量的0. 1. 2% ；所述聚合反應工序實施如下向二次酯化反應後的體系中，加入聚合催化劑，攪拌均勻後，送至預聚釜中，進行預聚反應，預聚反應溫度控制在沈0 275°C，壓力為0. 6 2. Okpa;預聚反應結束後，關閉真空系統，在氮氣保護以及負壓下，將液態或熔融的紫外線吸收劑注入，攪拌均勻，然後將已熔融好的抗靜電劑注入，攪拌均勻，經過濾器過濾後送至終聚釜，其中，所述紫外線吸收劑的加入量為聚酯切片重量的0. 2.0%，所述抗靜電劑的加入量為對苯二甲酸重量的0.5% 4. 5%;最後，在終聚釜中，溫度275°C ^0°C、壓力40 100 下進行終聚合反應，終聚合反應完成後，出料切粒，得高舒適複合功能聚酯切片；所述製備方法還包括在紡絲工序之前，對所述高舒適複合功能聚酯切片先後進行預結晶和乾燥的步驟，所述預結晶在溫度110°C 130°C下進行3 5小時，所述乾燥在溫度 130°C 145°C下進行3. 5 5. 0小時；所述紡絲工序中，使用異形截面噴絲板從而獲得異形截面的聚酯纖維。
2.根據權利要求1所述的高舒適複合功能聚酯纖維的製備方法，其特徵在於所述的紫外線吸收劑為以下種類的紫外線吸收劑中的一種或多種的組合苯並三唑類紫外線吸收劑:Tinuvin 326、Tinuvin 234、Tinuvin 350、Tinuvin 320、Tinuvin 328 ；低揮發性苯並三唑類紫外線吸收劑Tinuvin 360 ；紅移苯並三唑類紫外線吸收劑Tinuvin 327 ；以及Tinuvin UV-P，氰特紫外線吸收劑CYASORB UV-3638F，三嗪系列紫外線吸收劑 UV-1577，紫外線吸收劑的加入量為聚酯切片重量的0. 15% 1. 10%。
3.根據權利要求1所述的高舒適複合功能聚酯纖維的製備方法，其特徵在於所述的抗靜電劑為抗靜電劑102、抗靜電劑103、抗靜電劑105及抗靜電劑308中的一種或多種的組合，其加入量為所述聚酯切片重量的0. 65% 2. 5%。
4.根據權利要求1所述的高舒適複合功能聚酯纖維的製備方法，其特徵在於所述的受阻胺類光穩定劑為選自非聚合型高分子量受阻胺光穩定劑CHIMASSORB 119FL，聚合型受阻胺類光穩定劑Chimassorb 944、Tinuvin788以及光穩定劑770雙(2,2,6,6-四甲-4-哌啶基)癸二酸酯中的一種或多種，以聚酯切片重量為基準，所述受阻胺類光穩定劑的加入量為15 90ppm。
5.根據權利要求1所述的高舒適複合功能聚酯纖維的製備方法，其特徵在於所述的受阻酚類抗氧劑為Irganox 1076，Irganox 1010及Irgafos 168中的一種或多種，以聚酯切片重量為基準，所述的受阻酚類抗氧劑的加入量為30 250ppm。
6.根據權利要求1所述的高舒適複合功能聚酯纖維的製備方法，其特徵在於以聚酯切片重量為基準，所述的受阻胺類光穩定劑的加入量為35 60ppm，所述的受阻酚類抗氧劑的加入量為75 180ppm。
7.根據權利要求1所述的高舒適複合功能聚酯纖維的製備方法，其特徵在於所述的受阻胺類光穩定劑為二種以上的光穩定劑混合而成的複合光穩定劑；所述的受阻酚類抗氧劑為二種以上的抗氧劑混合而成的複合抗氧劑。
8.根據權利要求1所述的高舒適複合功能聚酯纖維的製備方法，其特徵在於所述的第三單體為選自丁二酸、戊二酸、己二酸、1，4_環己烷二甲酸、2，2_ 二甲基丙二甲酸、間苯二甲酸以及5-甲基間苯二甲酸中的一種或多種，其加入量為對苯二甲酸重量的0.8% 2.5%。
9.根據權利要求1所述的高舒適複合功能聚酯纖維的製備方法，其特徵在於所述的作為第四單體的聚乙二醇的數均分子量為1500 4000，加入量為聚酯切片重量的1. 5% 3.0%。
10.根據權利要求1至9中任一項權利要求所述的高舒適複合功能聚酯纖維的製備方法，其特徵在於所述的聚酯纖維為長絲時，所述的羥基矽油的加入量為聚酯切片重量的 0. 0.8% ；所述的聚酯纖維為短纖維時，所述的羥基矽油的加入量為聚酯切片重量的 0. 6% 1. 2%。
全文摘要
本發明涉及高舒適複合功能聚酯纖維的製備方法，其包括一次酯化反應段、二次酯化反應段、聚合反應工序以及紡絲工序，在一次酯化反應段中引入脂肪族二元羧酸和/或非對位芳基二元羧酸作為第三單體；在二次酯化反應段中引入柔性聚乙二醇作為第四單體；酯化完成後，加入分別用醋酸與乙二醇為溶劑調配的受阻胺類光穩定劑和受阻酚類抗氧劑以及羥基矽油；在聚合反應工序的預聚合結束之後、終聚合之前，加入紫外線吸收劑和抗靜電劑。在紡絲工序之前，對聚酯切片進行預結晶和乾燥，經熔融紡制三葉、十字、五葉等異形截面纖維，所得聚酯纖維具有優異的抗紫外線、抗靜電、抗老化、抗起球以及吸溼速乾性能，面料具有高舒適性。
文檔編號D01F1/09GK102409429SQ20111027743
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月19日 優先權日2011年9月19日
發明者邊樹昌 申請人:江蘇中鱸科技發展股份有限公司, 邊樹昌