聚酯酰胺、其制备方法及其制品纤维的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚酯酰胺，具体为一种聚酯酰胺、由该聚酯酰胺制备的纤维以及 它们的制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚酯纤维由于其良好的性能得到了广泛的应用，但由于其缺少亲水基团，在工业 丝方面表现为与橡胶亲和力差，需进行多次浸胶处理，在民用丝方面，必须利用分散染料在 高温、高压染色，由于分散染料溶解度低，同时需要加入偶氮类助催化剂，会造成严重的环 境污染。近年来，我国化纤产量飞速发展，其中涤纶产量居世界第一，而且产能仍在高速发 展。目前涤纶纤维越来越多的用于与羊毛等天然蛋白质纤维混纺，用于制备精纺面料。然 而，羊毛、真丝等天然蛋白质纤维，采用的均是价格低廉、色谱齐全、色泽鲜艳的酸性染料染 色。若用普通聚酯纤维与羊毛、真丝等混纺，无法进行同浴匹染。为了解决这一问题，国内 外很多学者专家进行了深入研究。目前主要采用共聚和共混两种方法解决聚酯纤维的可染 性。
[0003] 授权公告号为CN101942708B的专利公开了一种聚酯-聚酰胺共聚物，其在酸性染 料下上染率大于80%，然而所加入聚酰胺为己内酰胺预聚体，即需提前进行己内酰胺预聚， 然后再融化加入共聚，众所周知，己内酰胺聚合过程中会存在约10%单体，进行纺丝前需先 水洗去除，同时聚酰胺以低聚物形式加入，降低了聚酰胺对聚酯性能的改善效果。同时专利 中尼龙低聚体加入方式为分批加入，给工艺操作带来一定难度与复杂性。
[0004][0005] 专利特开昭63-256716公报，通过将分子量为200以上的聚乙二醇与磺酸基间苯 二甲酸金属盐一起共聚到聚酯分子链中，从而使得聚酯纤维实现了在常压条件下的阳离子 染料可染。这是因为柔性的聚乙二醇分子链段的引入，使得聚酯纤维分子链的结构更为疏 松、无定型区域增大、玻璃化温度降低，从而使得阳离子染料能够在相对较低的温度下实现 上染，即可在常压沸染的条件下染色。但是聚酯分子链中的聚醚链段的引入，会使得聚酯纤 维的耐热性差，纺丝不稳定，影响可纺性和织物性能。
[0006] 授权号为CN1291081C的专利公开了一种使用聚酰胺与聚乙烯-甲基丙烯酸盐组 合形成染色改性剂后加入聚酯切片中制备得到酸性可染聚酯纤维的方法。但由于聚酯与聚 酰胺相容性不好，尽管有聚乙烯-甲基丙烯酸盐的改善，其纺丝仍较困难，很难实现工业化 纺丝。而且，从微观结构分析，聚酰胺仅仅通过聚乙烯-甲基丙烯酸盐接在聚酯的侧链，造 成引入的碱性基团不充分，酸性染料上染能力有限。
[0007] 授权号为CN1249141C的专利公开了一种将含有仲胺或仲胺盐的一种或多种单体 的聚合物作为改性剂与聚酯组成酸性可染组合物后制备成酸性可染改性聚酯纤维的方法。 但由于制备出的含仲胺或仲胺盐的一种或多种单体的聚合物工艺复杂，成本较高，要实现 工业化难度较大。
[0008] 授权号为CN101585915B的专利通过采用二酰胺二醇、二元酸和脂肪族二元醇进 行熔融缩聚，制备同时带有端羧基和端羟基结构的聚酯酰胺预聚物，再以二酰基双内酰胺 和二恶唑啉扩链剂进行扩链得到聚酯酰胺。该专利的原料二酰胺二醇非化工常用原料，需 预先制备，同时但该方法存在着扩链反应的通病，即分子量分布不易控制，这样会对纺丝造 成一定影响。
【发明内容】
[0009] 为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种聚酯酰胺、由该聚酯酰胺制备的 纤维以及它们的制备方法。
[0010] 一种聚酯酰胺，包括以下结构单元：
[0012] 其中，X为2~18的整数；y为2~18的整数；z为2~18的整数况~R4为H或 C1~C4烷基中任何一种；所述结构单元（I )、（ II )的摩尔比为1:0. 9~L 1，结构单元 (III)、（IV)的摩尔比为1:0. 95~1.05,结构单元（I )与（III)的摩尔比为（1:99)~ (99. 8:0.2)，优选为（30:70)~（99. 5:0.5)，更优选为（70:30)~（99:1)。
[0013] 根据本发明的一实施方式，X为2~4的整数；y为4~12的整数；z为4~6的 整数；R 1~R4为H。
[0014] 根据本发明的另一实施方式，所述聚酯酰胺的特性粘数为0. 3~I. 8dL/g。
[0015] 本发明还提供了一种聚酯酰胺的制备方法，包括将原料二元醇、对苯二甲酸或其 衍生物、尼龙盐进行缩聚制得所述聚酯酰胺。
[0016] 根据本发明的一实施方式，所述的尼龙盐、二元醇、对苯二甲酸和/或其衍生物的 摩尔比为（〇· 002~99) : (1~3) :1，优选为（0· 005~3) : (1. 2~2. 6) :1，更优选为（0· 01~ 0· 3) : (1. 5 ~2. 2) :1。
[0017] 根据本发明的另一实施方式，所述二元醇选自含2~18个碳原子的脂肪族二元 醇中的一种或多种；所述对苯二甲酸衍生物选自对苯二甲酸单酯，对苯二甲酸二酯，对苯二 甲酰氯，以及对苯二甲酸单酯、对苯二甲酸二酯、对苯二甲酰氯苯环上的氢部分或全部被含 1~4个碳原子的烷基取代的化合物中的一种或多种；所述尼龙盐选自含2~18个碳原子 的脂肪族二元酸与含2~18个碳原子的脂肪族二元胺所形成的盐的一种或多种。
[0018] 根据本发明的另一实施方式，所述二元胺为戊二胺。
[0019] 根据本发明的另一实施方式，所述聚酯酰胺的制备方法进一步包括如下步骤：
[0020] (1)在氮气或惰性气体保护下，将所述二元醇、所述对苯二甲酸和/或其衍生物、 所述尼龙盐加入反应容器中，使90%~100%对苯二甲酸和/或其衍生物发生酯化及酰化反 应；
[0021] (2)加热所述反应容器至230~320°C，期间抽真空至所述反应容器内的真空度达 30kPa以下，待反应产物的特性粘数为0. 3~I. 8dL/g后，停止反应得到聚酯酰胺。
[0022] 在本发明方法的另一个实施方式中，在步骤（1)添加原料时，加入一种或多种助 剂，和/或在步骤（2)加热反应容器前，加入一种或多种助剂。
[0023] 根据本发明的另一实施方式，所述助剂选自催化剂、醚化防止剂、热稳定剂、光稳 定剂、聚合调节剂、抗氧化剂、耐候剂、防粘剂、润滑剂、结晶成核剂、增塑剂、抗静电剂、导电 填料、防静电填料、阻燃剂、填充物及其他缩聚改良材料中的一种或多种。
[0024] 再一方面，本发明还提供一种纤维，所述纤维的原料包括上述聚酯酰胺。
[0025] 在本发明的纤维的一个实施方式中，所述纤维为聚酯酰胺初生纤维、聚酯酰胺纤 维长丝、聚酯酰胺POY纤维、聚酯酰胺加弹丝、聚酯酰胺FDY或聚酯酰胺短纤维。
[0026] 在本发明的纤维的一个实施方式中，所述纤维的纤度为0. 5~lOdtex，优选为 I. 0 ~7. Odtex0
[0027] 在本发明的纤维的一个实施方式中，所述纤维的强度为I. 0~8. OcN/dtex，优选 为 2. 0 ~5. 5cN/dtex。
[0028] 在本发明的纤维的一个实施方式中，所述纤维的断裂伸长率5. 0~400. 0%，优选 15 ~130%。
[0029] 在本发明的纤维的一个实施方式中，所述纤维在常压下酸性染料染色的上染率大 于 80%。
[0030] 根据本发明的方法制得的聚酯酰胺，克服了以往聚酯-聚酰胺共聚物中仅能将聚 酰胺齐聚物嵌段到聚酯链上的弊端，本发明中，可通过调控各单体的用量使得酰胺结构单 元可以更好的分散于聚酯链段上，可以以更少的酰胺键、更低的成本实现聚酯性能优化、染 色性提高的作用。另外由于控制了酰胺结构的分散性使得整个分子链结构均一，在纺丝过 程中可有效提高可纺性，防止断丝、毛丝现象的发生。
[0031] 本发明所提供的聚酯酰胺的制备方法，通过以二元羧酸及二元胺所形成的尼龙盐 为单体与二元羧酸单体、二元醇单体缩聚制得聚酯酰胺。尼龙盐具有易运输，无污染，易操 作，对设备要求低等优点，更重要的是在前期酯化及酰化过程中可有效降低二元胺的挥发。
【附图说明】
[0032] 图1为实施例3的聚酯酰胺的DSC谱图；
[0033] 图2为实施例4的聚酯酰胺的DSC谱图。
【具体实施方式】
[0034] 以下，结合【具体实施方式】对本发明的聚酯酰胺、由该聚酯酰胺制备的纤维以及它 们的制备方法做详细说明。