專(zhuān)利名稱(chēng)：陽(yáng)離子染料常壓深染共聚酯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改性的陽(yáng)離子可染型聚酯，主要涉及的是陽(yáng)離子染料常壓深染共聚酯及其制備方法。所制備的共聚酯與普通PET共混紡絲，其流動(dòng)性、可紡性均能達(dá)到要求，并可用陽(yáng)離子染料常壓深染，改變了PET只能用分散染料高溫高壓染色的不足。
背景技術(shù)：
普通聚酯大分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)規(guī)整，易于結(jié)晶，結(jié)晶度較大，其取向度也較高，染料難于進(jìn)入纖維無(wú)定形區(qū)，且聚酯大分子上不具備染座，從而造成其染色性差。只有通過(guò)改性后形成的共聚酯才能從根本上解決聚酯纖維的染色問(wèn)題。
專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)的“改性聚酯及其連續(xù)制造方法(公開(kāi)號(hào)CN1383437A)”和“抗菌陽(yáng)離子染料可染丙綸纖維的制造方法(公開(kāi)號(hào)CN1362547A)”均提出了改性后形成的共聚酯及其制備方法，以解決聚酯纖維的染色問(wèn)題。CN1383437A公告中的共聚酯間苯二甲酸磺酸組份(B組份)含量為2-3摩爾％、聚亞烷基二醇組份(A組份)為9-13重量％，由于其用量較小，因而其不能作為母粒使用。另外，聚酯是堿易溶解聚酯作為具有一個(gè)成分將另一個(gè)成分分割為多個(gè)形態(tài)的分割型復(fù)合纖維的構(gòu)成成分被使用，因而與本發(fā)明的用途不一致。
CN1362547公告中的共聚酯是應(yīng)用于改善聚丙烯的陽(yáng)離子染料可染性，其制備方法是酯交換法和直接酯化法。該方法的缺點(diǎn)是酯交換法要用對(duì)苯二甲酸二甲酯為原料，目前大多數(shù)原料生產(chǎn)廠(chǎng)都是對(duì)苯二甲酸，使用對(duì)苯二甲酸二甲酯為原料不便工業(yè)化生產(chǎn)。直接酯化需要在3.5kgf/cm壓力下反應(yīng)，反應(yīng)較難進(jìn)行，且對(duì)設(shè)備要求較高，因其反應(yīng)時(shí)PTA與EG的摩爾比較高，EG加入量較大，因此其生產(chǎn)的產(chǎn)品比半連續(xù)酯化生產(chǎn)的產(chǎn)品熔點(diǎn)低10℃左右。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種陽(yáng)離子染料常壓深染共聚酯及其制備方法。達(dá)到所制備的共聚酯與普通PET共混紡絲得到的纖維具有陽(yáng)離子染料常壓深染的性能，改變了PET只能用分散染料高溫高壓染色的缺點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明共聚酯的主要重復(fù)單元是對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，在酸成份中含5-10重量％的A組份；含有5-18重量％的B組份；含有4-10重量％的C組份；其中A組份為多元羧酸；B組份為間苯二甲酸磺酸鹽；C組份為聚亞烷基二醇或脂肪族二元酸及其衍生物。
本發(fā)明的制備方法是先將精對(duì)苯二甲酸、乙二醇、A組份加入打漿釜，乙二醇與酸的摩爾比控制在1.2-1.5，加入常規(guī)催化劑三氧化二銻、醋酸銻萬(wàn)分之3(相當(dāng)于PTA的重量百分比)，穩(wěn)定劑磷酸三甲酯萬(wàn)分之1.5(相當(dāng)于PTA的重量百分比)等，連續(xù)進(jìn)入酯化釜，在250-260℃酯化，酯化后將低聚物解聚，解聚結(jié)束后，控制釜內(nèi)溫在220-230℃，先加入B組份，然后再加入C組份，而后導(dǎo)入縮聚釜，在真空泵作用下，保持釜內(nèi)真空在50Pa以下進(jìn)行聚合反應(yīng)。
本發(fā)明A組份所述的多元羧酸，可為戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸等。C組份所述的聚亞烷基二醇，可為聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等，平均分子量1000-10000。脂肪族二元酸及其衍生物，如己二酸乙二酯、己二酸二甲酯、間苯二甲酸二甲酯等。
本發(fā)明A組份的加入，增加了超分子結(jié)構(gòu)中的無(wú)定形區(qū)，使陽(yáng)離子染料的染色基因與纖維結(jié)構(gòu)中的染座—磺酸基團(tuán)結(jié)合的機(jī)率加大，但不能加入量太大，否則會(huì)影響纖維的沸水收縮，而加入量太小起不到改善染色性的作用，一般在5-10重量％為好；B組份的加入，雖然染色性得到改善，但由于磺酸基團(tuán)的極限及空間位阻，使得聚合物的流動(dòng)性變差，可采取降低特性粘度的方法，降低聚合物的表觀(guān)粘度，一般特性粘度控制在0.40-0.60dl/g。
C組份的加入，改善了大分子鏈段的運(yùn)動(dòng)性，達(dá)到常溫常壓染色的效果，但C組份加入量過(guò)大，會(huì)使聚合物的耐熱性變差，而加入量太小起不到作用，一般控制在4-8重量％，而且還要加入抗氧劑AR1010，以提高共聚酯的耐熱性及抗氧化降解性。
本發(fā)明所述的共聚酯是一種改性的陽(yáng)離子可染型聚酯，紡織成復(fù)合纖維后，經(jīng)染色處理，纖維表面有很多微細(xì)孔，能改善纖維本身的透氣性、吸濕性及染色性，適用于各種服裝面料、針織品、毛線(xiàn)、地毯、毛毯等產(chǎn)品。
本發(fā)明與直接紡絲的陽(yáng)離子染料可染聚酯切片相比較，具有以下特點(diǎn)
(1)本發(fā)明共聚酯是一種母粒，因其具有較高濃度的染座，故其可與普通PET共混紡絲，可以利用PET的回收廢料與共聚酯共混紡絲，以降低原料成本。
(2)本發(fā)明共聚酯可以根據(jù)紡織品的顏色要求調(diào)整共混紡絲時(shí)共聚酯與PET的共混比例。
(3)本發(fā)明的共聚酯熔點(diǎn)較低，與普通聚酯熔點(diǎn)差異較大，在共混紡絲時(shí)，共聚酯先熔化，增大了共混紡絲的均勻性。
(4)由于共混紡絲，使纖維的吸濕性、抗靜電性、抗起毛起球性得到了改善，可以代替天然纖維。


附圖是本分明制備方法的步驟示意圖。
圖中1、打漿釜，2、酯化釜，3、解聚釜，4、縮聚釜。
具體實(shí)施例方式
用下列實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1采用年產(chǎn)5000T半連續(xù)聚酯聚合設(shè)備。在打漿釜內(nèi)投入95％PTA、5％PIA、1.23mol(相對(duì)于PTA)EG，同時(shí)加入催化劑萬(wàn)分之3(相對(duì)于PTA)、穩(wěn)定劑萬(wàn)分之1.5(相對(duì)于PTA)。連續(xù)進(jìn)入酯化釜，控制酯化釜溫度為250-260℃。待酯化率達(dá)到90％后，導(dǎo)入解聚釜，將低聚物解聚，然后加入相當(dāng)于PTA 5重量％的SIPM乙二醇溶液導(dǎo)入縮聚釜進(jìn)行聚合反應(yīng)，控制縮聚釜內(nèi)溫在270-280℃，在EG蒸汽噴射泵的作用下，使真空度小于50Pa，制得共聚酯特性粘度0.600dl/g，Tm＝250℃。
實(shí)施例2采用半連續(xù)聚酯聚合設(shè)備，在打漿釜內(nèi)投入95％PTA、5％DDA、1.23mol(相對(duì)于PTA)EG，同時(shí)加入催化劑萬(wàn)分之3(相對(duì)于PTA)、穩(wěn)定劑萬(wàn)分之1.5(相對(duì)于PTA)。連續(xù)進(jìn)入酯化釜，酯化后加入相當(dāng)于PTA 7重量％的SIPM乙二醇溶液導(dǎo)入縮聚釜進(jìn)行聚合反應(yīng)，制得共聚酯特性粘度0.550dl/g，Tm＝245℃。
實(shí)施例3采用半連續(xù)聚酯聚合設(shè)備，在打漿釜內(nèi)投入95％PTA、5％DDA、1.23mol(相對(duì)于PTA)EG，同時(shí)加入催化劑萬(wàn)分之3(相對(duì)于PTA)、穩(wěn)定劑萬(wàn)分之1.5(相對(duì)于PTA)。連續(xù)進(jìn)入酯化釜，酯化后加入相當(dāng)于PTA 10重量％的SIPM乙二醇溶液，導(dǎo)入縮聚釜進(jìn)行聚合反應(yīng)，制得共聚酯特性粘度0.500，Tm＝220℃。
實(shí)施例4采用半連續(xù)聚酯聚合設(shè)備，在打漿釜內(nèi)投入95％PTA、5％DDA、1.23mol(相對(duì)于PTA)EG，同時(shí)加入催化劑萬(wàn)分之3(相對(duì)于PTA)、穩(wěn)定劑萬(wàn)分之1.5(相對(duì)于PTA)。連續(xù)進(jìn)入酯化釜，酯化后加入相當(dāng)于PTA 15重量％的SIPM乙二醇溶液及7重量％的PEG導(dǎo)入縮聚釜進(jìn)行聚合反應(yīng)，制得共聚酯特性粘度0.450dl/g，Tm＝200℃。
實(shí)施例5采用半連續(xù)聚酯聚合設(shè)備，在打漿釜內(nèi)投入95％PTA、5％DDA、1.23mol(相對(duì)于PTA)EG，同時(shí)加入催化劑萬(wàn)分之3(相對(duì)于PTA)、穩(wěn)定劑萬(wàn)分之1.5(相對(duì)于PTA)。連續(xù)進(jìn)入酯化釜，酯化后加入相當(dāng)于PTA 18重量％的SIPM乙二醇溶液及8重量％的PEG導(dǎo)入縮聚釜進(jìn)行聚合反應(yīng)，制得共聚酯特性粘度0.40dl/g，Tm＝180℃。
實(shí)施例6采用半連續(xù)聚酯聚合設(shè)備，在打漿釜內(nèi)投入PTA、1.23mol(相對(duì)于PTA)EG，同時(shí)加入催化劑萬(wàn)分之3(相對(duì)于PTA)、穩(wěn)定劑萬(wàn)分之1.5(相對(duì)于PTA)。連續(xù)進(jìn)入酯化釜，酯化后加入相當(dāng)于PTA 15重量％的SIPM乙二醇溶液及8重量％的己二酸乙二酯導(dǎo)入縮聚釜進(jìn)行聚合反應(yīng)，制得共聚酯特性粘度0.420dl/g，Tm＝180℃。
權(quán)利要求
1.一種陽(yáng)離子染料常壓深染共聚酯，其共聚酯的主要重復(fù)單元是對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，在酸成份中含有5-10重量％的A組份；含有5-18重量％的B組份；含有4-10重量％的C組份；其中A組份為多元羧酸，B組份為間苯二甲酸磺酸鹽，C組份為聚亞烷基二醇或脂肪族二元酸及其衍生物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽(yáng)離子染料常壓深染共聚酯，其特征在于本發(fā)明A組份所述的多元羧酸，可為戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸。
3.、根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽(yáng)離子染料常壓深染共聚酯，其特征在于本發(fā)明C組份所述的聚亞烷基二醇，可為聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等，平均分子量1000-10000；所述的脂肪族二元酸及其衍生物，可為己二酸乙二醇酯、己二酸二甲酯、間苯二甲酸二甲酯等。
4.一種如權(quán)利要求1所述陽(yáng)離子染料常壓深染共聚酯的制備方法，其特征在于先將精對(duì)苯二甲酸、乙二醇、A組份加入打漿釜，乙二醇與酸的摩爾比控制在1.2-1.5，加入常規(guī)催化劑三氧化二銻、醋酸銻萬(wàn)分之3(相當(dāng)于PTA的重量百分比)，穩(wěn)定劑磷酸三甲酯萬(wàn)分之1.5(相當(dāng)于PTA的重量百分比)等，連續(xù)進(jìn)入酯化釜，在250-260℃酯化，酯化后將低聚物解聚，解聚結(jié)束后，控制釜內(nèi)溫在220-230℃，先加入B組份，然后再加入C組份，而后導(dǎo)入縮聚釜，在真空泵作用下，保持釜內(nèi)真空在50Pa以下進(jìn)行聚合反應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的陽(yáng)離子染料常壓深染共聚酯，其特征在于共聚酯特性粘度0.40-0.60dl/g，Tm＝180℃-250℃。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種陽(yáng)離子染料常壓深染共聚酯及其制備方法。提供的共聚酯與普通PET共混紡絲得到的纖維具有陽(yáng)離子染料常壓深染的性能，改變了PET只能用分散染料高溫高壓染色的缺點(diǎn)。其主要重復(fù)單元是對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，在酸成分中含有5－10重量％的多元羧酸，含有5－18重量％的間苯二甲酸磺酸鹽，含有4－10重量％的聚亞烷基二醇或脂肪族二元酸及其衍生物。制備方法為半連續(xù)法，即連續(xù)酯化，間斷聚合法。本品是一種改性的陽(yáng)離子可染型聚酯，紡織成復(fù)合纖維后，經(jīng)染色處理，纖維表面有很多微細(xì)孔，能改善纖維本身的透氣性、吸濕性及染色性，適用于各種服裝面料、針織品、毛線(xiàn)、地毯、毛毯等產(chǎn)品。
文檔編號(hào)D06P3/34GK1749293SQ200410060520
公開(kāi)日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2004年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月16日
發(fā)明者焦毅, 梁建武, 趙喜哲, 韋金紅 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)南峰聚酯有限公司