一种低缩型活化聚酯工业丝及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种低缩型活化聚酯工业丝及其制备方法，其材料为改性聚酯，所述改性聚酯由聚酯与氨基脂肪酸乙二醇酯构成，所述氨基脂肪酸乙二醇酯分散在所述聚酯的分子链间，且所述氨基脂肪酸乙二醇酯与所述聚酯的分子链间有氢键作用，使所述氨基脂肪酸乙二醇酯与所述聚酯的分子链的相对位置固定；所述低缩型活化聚酯工业丝在温度为70～80℃条件下，纤维内部分子链间的自由体积空间增大10～15v/v％，断裂强度≥7.6cN/dtex，芯吸高度≤5mm。部分活化剂分子扩散进入到纤维空隙中，在聚酯分子中引入更多活性较强的-OH和-NH，提高了聚酯纤维的反应性。所述低缩型活化聚酯工业丝可用于输送带帆布，子午线轮胎帘子布等。
【专利说明】-种低缩型活化聚醒工业丝及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属聚醋纤维【技术领域】，涉及一种低缩型活化聚醋工业丝及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚对苯二甲酸己二醇醋（阳T)纤维自问世W来，因其优异的性能而得到了迅猛地 发展，其产量已经成为世界合成纤维之冠。聚醋纤维具有断裂强度和弹性模量高，回弹性适 中，热定型优异，耐热耐光性好W及耐酸耐碱耐腐烛性等一系列优良性能，且织物具有抗皱 免资，挺括性好等优点，所W，聚醋纤维广泛应用于服装、工业丝等领域。
[0003] PET属于对称性的直链大分子，分子链不含有侧链基团，规整性非常好，它的主链 含有刚性的苯环和柔性的姪基，而直接与苯环相连接的醋基与苯环又构成了刚性的共辆体 系，从而制约了其柔性链段的自由旋转。该种结构对玻璃化转变温度的影响是明显的，增加 了分子链段运动的壁垄，PET的玻璃化转变温度较高，温度达到玻璃化温度W上时，纤维大 分子链段发生剧烈运动，聚合物分子间空隙增大，自由体积增加。
[0004] 活化型聚醋工业长丝具有聚醋工业长丝的一切特点；断裂强度高，断裂伸长率小， 干热收缩率稳定；然而与粘胶和尼龙相比，它的粘合性能比较差。因此，在生产过程中，一 般要先进行预处理使聚醋工业丝活化。经活化、熟成工序后具备与橡胶制品粘合力高的特 点，可W克服聚醋由于分子结构造成的与橡胶粘合力差的缺点。可提高与橡胶制品的粘合 力高。主要应用在浸胶帘子布、帆布输送带上W及作为汽车轮胎帘子布的主要原料。
[0005] 活化剂与聚醋工业丝主要的反应是环氧树脂的环氧基团与聚醋的端駿基之间发 生反应引入活性的轻基，封闭异氯酸醋在高温下解封产生活性很强的-NC0基团，-NC0与聚 醋工业丝中的-0H起反应或再醋化直接反应。通过反应在聚醋分子中引入活性较强的-0H 和-NH，并在聚醋工业丝表面形成树脂状的涂层，使聚醋的极性增强，提高了与RFL的反应 性。由于聚醋表面光滑，表面活性基团很少，活化虽有效果，但聚醋工业丝与橡胶之间存在 严重的脱层现象，且寿命短。
[0006] 本发明使聚醋纤维在一定温度下纤维分子间的空隙增大，在活化过程中使部分活 化剂分子扩散进入到纤维空隙中，提高了活化剂的使用效率，在聚醋分子中引入更多活性 较强的-0H和-NH，并在聚醋帘线表面形成牢固的树脂状的涂层，使聚醋的极性增强，进一 步提高了与RFL的反应性。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种低缩型活化聚醋工业丝及其制备方法，本发明利用氨基 脂肪酸己二醇醋在一定温度条件时，自由体积的增加幅度远远大于聚醋大分子链的特性， 提高了活化剂进入聚醋内部的程度，来提高聚醋纤维的改性性能；同时由于氨基脂肪酸己 二醇醋分子中在首位氨基的存在，增加其与聚醋大分子链之间的氨键作用，增加了它与聚 醋的相容性W及在聚醋中的分散，最大限度地减少了迁移。同时对聚醋结构规整性、结晶性 没有破坏，保持了聚醋的优良性能。
[0008] 本发明的一种低缩型活化聚醋工业丝，所述低缩型活化聚醋工业丝的材料为改性 聚醋，由改性聚醋纺丝而得，所述改性聚醋由聚醋与氨基脂肪酸己二醇醋构成，所述氨基脂 肪酸己二醇醋分散在所述聚醋的分子链间，且所述氨基脂肪酸己二醇醋与所述聚醋的分 子链间有氨键作用，使所述氨基脂肪酸己二醇醋与所述聚醋的分子链的相对位置固定；所 述低缩型活化聚醋工业丝在温度为70?8(TC条件下，纤维内部分子链间的自由体积空间 增大10?15v/v% ;所述低缩型活化聚醋工业丝断裂强度> 7. 6cNAltex，断裂伸长率为 19.0±2.0%，在177°C、0.05cN八ltex的测试条件下的干热收缩率为2.0±0.8%，芯吸高度 《5mm。
[0009] 所述氨基脂肪酸己二醇醋的分子结构为：
[0010] &N 畑2) nCOOC&C&OOC 畑2)。畑2 ;
[0011] 其中，n = 10-50。
[0012] 作为优选的技术方案：
[0013] 如上所述的一种低缩型活化聚醋工业丝，所述氨基脂肪酸己二醇醋占所述低缩型 活化聚醋工业丝的重量百分比为0. 5?2. 5%。
[0014] 如上所述的一种低缩型活化聚醋工业丝，所述低缩型活化聚醋工业丝的线密度偏 差率《1.4%，断裂强度CV值《3.0%，断裂伸长CV值《8.0%。
[0015] 本发明还提供了一种低缩型活化聚醋工业丝的制备方法，将改性聚醋的高粘切片 经计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型、活化油剂上油、卷绕和预活化处理步骤，制得低缩 型活化聚醋工业丝；
[0016] 所述挤出的温度为290?32(TC ;
[0017] 所述冷却的风温为20?25 °C ;
[0018] 所述上油的上油率为0. 4?0. 6wt% ;
[0019] 所述活化油剂上油的上油率为0. 4?0. 5wt% ;
[0020] 所述卷绕的速度为2600?3400m/min ;
[0021] 所述预活化处理的条件为；温度70?8(TC，放置时间为20?30h ;所述预活化 处理，是指为缩短所述低缩型活化聚醋工业丝的活化时间，同时达到最佳粘合力，又不会因 季节温度变化而影响活化效果，增建暖房，将活化丝在温度70?8(TC的环境下放置20? 30h，进行预活化处理，然后再包装出厂，该样大大改善了活化型聚醋工业长丝的活化效果， 增强了活化型聚醋工业长丝与橡胶制品的粘合力；
[0022] 所述改性聚醋的高粘切片的制备步骤包括：
[0023] (1)氨基脂肪酸己二醇醋的制备：
[0024] 1)将二元脂肪酸与甲醇W 1:1. 5摩尔比的量加入反应器中，在浓硫酸的催化下， 加热到80?iicrc，回流醋化，冷却，分离提纯得到二元脂肪酸单甲醋；所述二元脂肪酸为 十二焼二駿酸到五十二焼二駿酸中的一种；反应方程式为：
[00巧]H00C (邸2) nCOOH+C&OH 一 C&OOC (邸2) nCOOH ;
[0026] 其中 n = 10 ?50。
[0027] 2)将所述二元脂肪酸单甲醋、四己酸铅和漠化裡按摩尔比1:1:1溶在苯中，其中 二元脂肪酸单甲醋的浓度为0. 05?0. Imol/L，在氮气氛围下，在80?9(TC反应，回流，当 不再有气体产生时，加入一定量的稀硫酸反应2?3小时，然后洗涂、提纯及干燥，得到产物 漠代脂肪酸；反应方程式为：
[0028]
【权利要求】
1. 一种低缩型活化聚酯工业丝，其特征是：所述低缩型活化聚酯工业丝的材料为改性 聚酯，所述改性聚酯由聚酯与氨基脂肪酸乙二醇酯构成，所述氨基脂肪酸乙二醇酯分散在 所述聚酯的分子链间，且所述氨基脂肪酸乙二醇酯与所述聚酯的分子链间有氢键作用，使 所述氨基脂肪酸乙二醇酯与所述聚酯的分子链的相对位置固定；所述低缩型活化聚酯工业 丝在温度为70?80°C条件下，纤维内部分子链间的自由体积空间增大10?15V/v% ;所 述低缩型活化聚酯工业丝断裂强度彡7. 6cN/dtex，断裂伸长率为19. 0±2. 0%，在177°C、 0. 05cN/dteX的测试条件下的干热收缩率为2. 0±0. 8%，芯吸高度彡5mm ; 所述氨基脂肪酸乙二醇酯的分子结构式为： H2N (CH2) nCOOCH2CH2OOC (CH2) nNH2 ； 其中，n = 10?50。
2. 根据权利要求1所述的一种低缩型活化聚酯工业丝，其特征在于，所述低缩型活化 聚酯工业丝的线密度偏差率彡1.4%，断裂强度CV值彡3.0%，断裂伸长CV值彡8.0%。
3. 根据权利要求1所述的一种低缩型活化聚酯工业丝，其特征在于，所述氨基脂肪酸 乙二醇酯占所述低缩型活化聚酯工业丝的重量百分比为〇. 5?2. 5%。
4. 如权利要求1所述的一种低缩型活化聚酯工业丝的制备方法，其特征是：将改性聚 酯的高粘切片经计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型、活化油剂上油、卷绕和预活化处理步 骤，制得低缩型活化聚酯工业丝； 所述挤出的温度为290?320°C ; 所述冷却的风温为20?25 °C ; 所述上油的上油率为〇? 4?0? 6wt% ; 所述活化油剂上油的上油率为〇. 4?0. 5wt% ; 所述卷绕的速度为2600?3400m/min ; 所述预活化处理的条件为：温度70?80°C，放置时间为20?30h ; 所述改性聚酯的高粘切片的制备步骤包括： (1)氨基脂肪酸乙二醇酯的制备： 1) 将二元脂肪酸与甲醇以1:1. 5摩尔比的量加入反应器中，在浓硫酸的催化下，加热 到80?110°C，回流酯化，冷却，分离提纯得到二元脂肪酸单甲酯；所述二元脂肪酸为十二 烷二羧酸到五十二烷二羧酸中的一种； 2) 将所述二元脂肪酸单甲酯、四乙酸铅和溴化锂按摩尔比1:1:1溶在苯中，其中二元 脂肪酸单甲酯的浓度为〇. 05?0. lmol/L，在氮气氛围下，在80?90°C反应，回流，当不再 有气体产生时，加入一定量的稀硫酸反应2?3小时，然后洗涤、提纯及干燥，得到产物溴代 脂肪酸； 3) 将溴代脂肪酸与15?25wt %的氨水按摩尔比1:2加入到反应器中，搅拌，在室温下 反应，再将反应产物加热蒸馏，且用冷水吸收氨气，加热蒸馏的温度不超过70°C，直至无气 泡产生，即停止蒸馏，然后进行冷却和抽滤，滤饼用去离子水洗至无溴离子为止，将产品真 空干燥得到产物氨基脂肪酸； 4) 将乙二醇和氨基脂肪酸按摩尔比为1. 1:2搅拌均匀，并按氨基脂肪酸重量的1? 3%加入浓度为40?50wt %的硫酸，进行酯化反应，酯化反应温度为160?220°C，酯化水 馏出量达到理论值的90%以上为酯化反应终点；反应产物经分离提纯得到氨基脂肪酸乙 二醇酯； (2) 改性聚酯的制备，包括酯化反应和缩聚反应： 所述酯化反应：采用对苯二甲酸和乙二醇作为原料，配成均匀浆料后进行酯化反应，得 到酯化产物；酯化反应在氮气氛围中加压，压力控制在常压?〇. 3MPa，温度在250?260°C， 酯化水馏出量达到理论值的90%以上为酯化反应终点； 所述缩聚反应： 包括缩聚反应低真空阶段和缩聚反应高真空阶段： 所述缩聚反应低真空阶段，在酯化产物中加入催化剂和稳定剂，在负压的条件下开始 缩聚反应，该阶段压力由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下，温度控制在260?270°C，反应 时间为30?50分钟； 在所述缩聚反应低真空阶段结束后加入氨基脂肪酸乙二醇酯，并搅拌； 所述缩聚反应高真空阶段，经所述缩聚反应低真空阶段后，继续抽真空，使反应压力降 至绝对压力小于lOOPa，反应温度控制在275?280°C，反应时间50?90分钟；制得改性聚 醋； (3) 所述改性聚酯造粒后固相缩聚增粘，获得改性聚酯的高粘切片，特性粘度为0. 9? 1. 2dL/g。
5. 根据权利要求4所述的一种低缩型活化聚酯工业丝的制备方法，其特征在于，所述 乙二醇与所述对苯二甲酸的摩尔比为1. 2?2. 0:1。
6. 根据权利要求4所述的一种低缩型活化聚酯工业丝的制备方法，其特征在于，所述 催化剂选自三氧化二锑、乙二醇锑和醋酸锑中的一种，催化剂用量为所述对苯二甲酸重量 的 0? 01%?0? 05%。
7. 根据权利要求4所述的一种低缩型活化聚酯工业丝的制备方法，其特征在于，所述 稳定剂选自磷酸三苯酯、磷酸三甲酯和亚磷酸三甲酯中的一种，稳定剂用量为所述对苯二 甲酸重量的0. 01%?0. 05%。
8. 根据权利要求4所述的一种低缩型活化聚酯工业丝的制备方法，其特征在于，加入 氨基脂肪酸乙二醇酯后的搅拌，时间为15?20分钟。
9. 根据权利要求4所述的一种低缩型活化聚酯工业丝的制备方法，其特征在于，用去 离子水洗至无溴离子为止采用硝酸银溶液检测。
10. 根据权利要求4所述的一种低缩型活化聚酯工业丝的制备方法，其特征在于，所述 浓硫酸是指质量浓度为70?80 %的硫酸，浓硫酸加入量为二元脂肪酸的1?3wt% ;所述 一定量的稀硫酸是指质量浓度为40?50%的硫酸，稀硫酸加入量为二元脂肪酸单甲酯的 1 ?3wt % 〇
【文档编号】C07C227/18GK104480563SQ201410852402
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月31日 优先权日:2014年12月31日
【发明者】杨大矛, 赵慧荣, 张耀鹏, 宋光坤, 范晓兵, 蔡明建, 刘亚涛 申请人:江苏恒力化纤股份有限公司