专利名称：一种具有抗紫外线、阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚酯纤维的制备方法，特别涉及一种具有抗紫外线、阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法。
背景技术：
近年来，随着国内聚合技术的飞速发展，我国的功能性聚酯合成技术已经获得了长足进步，国内阳离子染料可染聚酯已经形成了近40万吨的规模，其差异化品种层出不穷。呈现出产销两旺的势头，但是，我们还应该看到，我国的阳离子聚酯合成技术及应用范围与发达国家存在相当大的差距，我国阳离子可染聚酯纤维的主要应用领域是装饰面料与服装嵌条，这与阳离子染料可染聚酯开发的初衷有很大的距离，以目前西方发达国家对装饰面料安全化的要求，事实上，阳离子可染聚酯面料由于含有大量磺酸钠基团，在燃烧时高温条件下电离加速燃烧过程。长远看，随着我国人民生活水平与全民安全意识的的提高，目前阳离子聚酯纤维最大的应用领域会逐步被阻燃聚酯纤维所取代，阳离子聚酯纤维必将逐步恢复其原本的应用领域。随着各种功能性阳离子可染聚酯的开发，阳离子可染纤维以其靓丽的色彩成为春夏季服装的高档用材。自聚酯纤维问世以来，凭借良好的强度、优良的抗皱性能、悬垂性能及洗可穿性能而被广泛应用于服装纺织品，经过近几十年来长足发展，PET聚酯纤维已经成为目前世界上产量最大、应用范围最广的合成聚酯品种。但是、与各种天然纤维相比也存在着诸多不足， 其手感发硬、吸湿性差、抗紫外线性能差、易产生静电、易起球、难于染色等缺点。天然纤维如棉、真丝、毛、麻等具有良好的染色性能、面料具有透气性、吸汗保湿性能好，无静电、舒适性好的特点。但是、天然纤维面料也存在易皱、导湿、速干性差的缺点。阳离子可染聚酯纤维由于主要用于春夏季时装设计使用，因此在赋予面料亮丽色彩的同时，针对春夏季阳光充足的特点，可有意识开发具有永久性抗紫外线功能的复合功能的阳离子可染聚酯新品种，在满足多姿多彩要求的同时，由于具备一定的抗紫外线功能， 使面料具有新的亮点。但是目前为止，还未见关于具有抗紫外线、阳离子可染复合功能的聚酯纤维及其制备方法的相关报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有抗紫外线、阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法。为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案—种具有抗紫外线、阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法，其首先制得抗紫外线、阳离子可染聚酯切片，然后以所得聚酯切片为原料纺制得到所述具有抗紫外线、阳离子可染复合功能的聚酯纤维，所述制备方法具体包括如下步骤(1)、酯化反应工序将对苯二甲酸、乙二醇按摩尔比1 1.2 1.3加入到酯化反应釜中，在255°C 260°C下进行酯化反应生成对苯二甲酸双羟乙二醇酯；(2)、酯交换反应工序所述酯化反应完成后，加入乙二醇降温解聚，在温度220 245°C下保持0. 4 1. 0小时，控制物料中对苯二甲酸双羟乙二醇酯质量含量达到55% 80 %，然后加入三单体溶液，搅拌均勻后，逐步升温至255°C 260。C，进行酯交换反应，至酯化出甲醇完成，其中，所述三单体溶液为间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠与乙二醇在酯交换催化剂存在下发生酯交换反应所得的酯交换率为60% 90%、间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠质量含量为35 % 45 %的溶液，其中，使用的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠的物质的量为对苯二甲酸的物质的量的0. 5% 3. 5% ；(3)、聚合反应工序待所述酯交换反应完成以后，加入受阻胺类光稳定剂和受阻酚类抗氧剂，然后加入聚合催化剂，搅拌均勻后，送至预聚釜中，进行预聚反应，预聚反应温度控制在255°C 270°C，压力为0. 6 2. Okpa,以聚酯切片重量为基准，所述受阻胺类光稳定剂和受阻酚类抗氧剂的加入量分别为10 300ppm，预聚反应结束后，关闭真空系统， 在氮气保护以及负压下，将液态或熔融状态的紫外线吸收剂注入，搅拌均勻，经过滤器过滤后送至终聚釜，进行终聚合反应，终聚反应条件为温度275 280°C，压力40 lOOpa，时间2 4小时，终聚反应完成后，加压切粒，制得抗紫外线、阳离子可染聚酯切片，其中，所述紫外线吸收剂的加入量为聚酯切片重量的0. 2.0%，所得聚酯切片的特性粘度为 0. 565士0.012，熔点为253士 1°C，玻璃化温度为73士 1°C ；0)、预结晶工序使所述的抗紫外线，阳离子可染聚酯切片保持在温度110°C 125°C下3 5小时；(5)、干燥工序先将经过预结晶工序的抗紫外线，阳离子可染聚酯切片在温度 130°C 145°C下干燥，时间为3. 5 5. 0小时，然后再在145°C 160°C下干燥，时间为6 12小时；(6)、纺丝工序。将经过步骤(5)干燥的抗紫外线、阳离子可染聚酯切片经螺杆挤压熔融、过滤、经纺丝箱体、喷丝板、POY纺丝机、然后经卷绕机卷绕成各种规格的预取向丝 (POY)，经M小时平衡后，拉伸定型制得拉伸变形丝(DTY)。根据本发明，所述三单体溶液的制备过程为将间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠 (SIPM)、乙二醇按摩尔比1 5.0 8. 5投料，加入酯交换催化剂，在温度135°C 185°C 下进行酯交换反应，酯交换反应率为60% 90%，反应结束后，迅速加入乙二醇降温至 80°C 110°C，所述的酯交换催化剂为醋酸钠、醋酸钙、醋酸锂、醋酸锌以及醋酸锰中的一种或几种的组合。控制酯交换率可以有效防止形成阳离子盐自聚体。根据本发明，所述的紫外线吸收剂可以为以下种类的紫外线吸收剂中的一种或多种的组合苯并三唑类紫外线吸收剂:Tinuvin 326、TinUVin 234、TinUVin 350、 Tinuvin 320、TinUVin 328 ；低挥发性苯并三唑类紫外线吸收剂Tinuvin 360 ；红移苯并三唑类紫外线吸收剂Tinuvin 327 ；以及Tinuvin UV-P，氰特紫外线吸收剂CYAS0RB UV-3638F，三嗪系列紫外线吸收剂UV-1577，紫外线吸收剂的优选加入量为聚酯切片重量的0. 15% 1. 10%。优选地，选择以下紫外线吸收剂的一种或几种复合使用苯并三唑类紫外线吸收剂TinUVin 234,Tinuvin 320,Tinuvin 328 ；低挥发性苯并三唑类紫外线吸收剂Tinuvin 360 ；红移苯并三唑类紫外线吸收剂Tinuvin 327 ；以及Tinuvin UV-P,氰特紫外线吸收剂CYASORB UV-3638F，三嗪系列紫外线吸收剂UV-1577等。特别优选的，选择以下种类的紫外线吸收剂的一种或几种复合使用苯并三唑类紫外线吸收剂 Tinuvin 234,Tinuvin 320、Ti_in 328 ；以及Tinuvin UV-P，氰特紫外线吸收剂 CYASORB UV-3638F。加入紫外线吸收剂之后的搅拌时间优选为3 8分钟。根据本发明，所述的受阻胺类光稳定剂可以为选自非聚合型高分子量受阻胺光稳定剂CHIMASSORB l 19FL，聚合型受阻胺类光稳定剂ChimaSSOrb944、Tinuvin 788以及光稳定剂770双0，2，6，6-四甲-4-哌啶基)癸二酸酯中的一种或多种，优选为二种以上光稳定剂混合而成的复合光稳定剂，例如为Tinuvin 788与CHIMASSORB 119FL按重量比1 1的混合物。所述的受阻胺类光稳定剂的加入量优选为15 90ppm(以聚酯总重量为基准)。所述的受阻酚类抗氧剂可以为Irganox 1076，Irganox 1010及Irgafosl68 中的一种或多种，优选为二种以上的抗氧剂混合而成的复合抗氧剂，例如Irganox 1076与 Irganox 1010按重量比1 3的混合物。受阻酚类抗氧剂的加入量为30 250ppm(以聚酯总重量为基准)。优选地，受阻胺类光稳定剂的加入量为35 60ppm，受阻酚类抗氧剂的加入量为75 180ppm。此外，还优选将受阻胺类光稳定剂、受阻酚类抗氧剂分别分散在乙二醇中配成2wt% 5wt%的溶液后加入。一定量的受阻胺类光稳定剂及受阻酚类抗氧剂能够作为辅助组分，与紫外线吸收剂产生协同效应，保证了聚酯具有良好的耐光性和抗氧化性能。根据本发明，聚合催化剂可以是已知的各种聚酯用聚合催化剂。具体地在本发明中，聚合催化剂使用乙二醇锑，其加入量一般为450 550ppm (以聚酯切片的重量为基准)。根据本发明所得聚酯切片的物料化学特性，可以将聚酯纺成圆形、三叶十字、五叶等截面形状的纤维。按照本发明所得的聚酯切片其熔点与常规PET聚酯相比有所下降，在纺丝过程中，对纺丝条件进行调整，实施纺丝的条件比较普通PTT聚酯纤维，螺杆各区温度下调8 15°C。相应的拉伸定型温度也要下调。本领域所属技术人员可以根据具体的聚酯切片的熔点来调整相应的纺丝条件。根据本发明的一个具体方面，纺丝温度控制在255°C 278°C，拉伸温度为142°C 150°C，热定型温度为110°C 1!35°C。由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有如下优点1、本发明所制备具有复合功能的抗紫外线、阳离子可染共聚酯切片，赋予了产品适合夏季阳光直射条件下，纤维抗紫外线功能，并且通过配合使用光稳定剂与抗氧化剂，与紫外线吸收剂协同，提高了纤维面料在户外阳光直射条件下的抗老化性能。与以往抗紫外线聚酯相比，其抗紫线机理更加合理有效，同时还避免了已有技术因大量无机离子的加入造成的手感变硬的缺点。聚酯切片在纺丝过程中可纺性好，强度高，染色均勻，制成率高。2、由于添加三单体，赋予纤维阳离子染料可染功能，可染成各种靓丽的色彩，结合其具有永久性抗紫外线功能，为春夏季女装面料的提供了别样的选择。酯交换反应工序中， 对BHET含量的控制以及对加入的三单体溶液的酯交换率的控制，有效地阻止了 SIPE自聚反应，保证聚酯阳离子可染、易染性能。3、为适合春夏季服装特点，尤其是夏季服装要求吸湿性、透湿性、速干性等舒爽性能的要求，在赋予纤维抗紫外线、抗老化能力的同时，该纤维还可通过使用异形截面喷丝板，生产各种规格的吸湿快干纤维，并生产具有抗紫外线、抗老化、吸湿速干复合功能聚酯纤维，可作为遮阳伞、窗帘、时装等面料使用，具有良好的使用效果。其生产的40 llldtex/M 96f规格的圆形及三叶、十字、五叶等各种异形截面纤维，经针织、机织成面料，经测试其相关技术指标为紫外光透过率< 5.0%，芯吸高度> 120mm，蒸发速率 ^ 0. 20g/hr.表现出优良的复合功能。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明并不限于以下实施例。以下实施例中所使用的三单体溶液为酯交换率为60 90%、间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠(SIPE)含量为40wt%的溶液。以下实施例中，均采用的复合光稳定剂的乙二醇溶液，以及2wt%的复合抗氧剂的乙二醇溶液。其中，复合光稳定剂由Tinuvin 788与CHIMASSORB 119FL按重量比1 1组成；复合抗氧剂由Irganox 1076与Irganox 1010按重量比1 3组成。实施例1本实施例提供一种抗紫外线、阳离子可染聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、酯化反应工序取18kg精对苯二甲酸(PTA)、7. 05kg乙二醇(EG)，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa，进行酯化，酯化温度控制在255 2600C，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。O)、酯交换反应工序一次酯化完成后，加入乙二醇降温解聚，温度控制220 245°C，时间0. 4 1. 0小时，然后加入1400g三单体溶液，搅拌均勻后，升温至255°C，进行二次酯交换反应，使未反应完全的SIPM完成酯交换反应。(3)、聚合反应工序二次酯化反应完成以后，以上述的乙二醇溶液形式加入 1. 125g复合光稳定剂，以上述的乙二醇溶液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂。加入完毕后搅拌均勻。加入聚合催化剂，送至预聚釜升温聚合，控制温度255 270°C，开启真空泵，在40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束，关闭真空系统，在氮气保护及负压情况下将已熔融好的169. 5g紫外光吸收剂Tinuvin 234，由专用设备注入系统，混合3分钟后，然后用氮气加压经过滤器将熔体移至终聚釜，进行终聚反应，终聚釜反应条件为温度 275 ^0°C，压力40 lOOpa，时间2 4小时，终聚反应完成后，加压切粒，得抗紫外线、 阳离子可染聚酯切片22. ^g，其测试结果见表1。实施例2本实施例提供一种抗紫外线、阳离子可染聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、酯化反应工序取18kg精对苯二甲酸(PTA)、7. 05kg乙二醇(EG)，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa，进行酯化，酯化温度控制在255 2600C，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。O)、酯交换反应工序一次酯化完成后，加入乙二醇降温解聚，温度控制220 245°C，时间0.4 1.0小时，然后加入1400g三单体溶液，搅拌均勻后，升温至255°C，进行二次酯交换反应，使未反应完全的SIPM完成酯交换反应。(3)、聚合反应工序二次酯化反应完成以后，以上述的乙二醇溶液形式加入 1. 125g复合光稳定剂，以上述的乙二醇溶液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂。加入完毕后搅拌均勻。加入聚合催化剂，送至预聚釜升温聚合，控制温度255 270°C，开启真空泵，在40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束，关闭真空系统，在氮气保护及负压情况下将已熔融好的226g紫外光吸收剂Tiniivin 234，由专用设备注入系统，混合3分钟后，然后用氮气加压经过滤器将熔体移至终聚釜，进行终聚反应，终聚釜反应条件为温度 275 ^0°C，压力40 lOOpa，时间2 4小时，终聚反应完成后，加压切粒，得抗紫外线、 阳离子可染聚酯切片22. ^g，其测试结果见表1。实施例3本实施例提供一种抗紫外线、阳离子可染聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、酯化反应工序取18kg精对苯二甲酸(PTA)、7. 05kg乙二醇(EG)，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa，进行酯化，酯化温度控制在255 2600C，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。O)、酯交换反应工序一次酯化完成后，加入乙二醇降温解聚，温度控制220 245°C，时间0.4 1.0小时，然后加入1400g三单体溶液，搅拌均勻后，升温至255°C，进行二次酯交换反应，使未反应完全的SIPM完成酯交换反应。(3)、聚合反应工序二次酯化反应完成以后，以上述的乙二醇溶液形式加入 1. 125g复合光稳定剂，以上述的乙二醇溶液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂。加入完毕后搅拌均勻。加入聚合催化剂，送至预聚釜升温聚合，控制温度255 270°C，开启真空泵，在40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束，关闭真空系统，在氮气保护及负压情况下将已熔融好的169. 5g紫外光吸收剂Tiniivin 320，由专用设备注入系统，混合3分钟后，然后用氮气加压经过滤器将熔体移至终聚釜，进行终聚反应，终聚釜反应条件为温度 275 ^0°C，压力40 lOOpa，时间2 4小时，终聚反应完成后，加压切粒，得抗紫外线、 阳离子可染聚酯切片22. ^g，其测试结果见表1。实施例4本实施例提供一种抗紫外线、阳离子可染聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、酯化反应工序取18kg精对苯二甲酸(PTA)、7. 05kg乙二醇(EG)，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa，进行酯化，酯化温度控制在255 2600C，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。O)、酯交换反应工序一次酯化完成后，加入乙二醇降温解聚，温度控制220 245°C，时间0.4 1.0小时，然后加入1400g三单体溶液，搅拌均勻后，升温至255°C，进行二次酯交换反应，使未反应完全的SIPM完成酯交换反应。(3)、聚合反应工序二次酯化反应完成以后，以上述的乙二醇溶液形式加入 1. 125g复合光稳定剂，以上述的乙二醇溶液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂。加入完毕后搅拌均勻。加入聚合催化剂，送至预聚釜升温聚合，控制温度255 270°C，开启真空泵，在40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束，关闭真空系统，在氮气保护及负压情况下将已熔融好的226g紫外光吸收剂Tiniivin 320，由专用设备注入系统，混合3分钟后，然后用氮气加压经过滤器将熔体移至终聚釜，进行终聚反应，终聚釜反应条件为温度 275 ^0°C，压力40 lOOpa，时间2 4小时，终聚反应完成后，加压切粒，得抗紫外线、阳离子可染聚酯切片22. ^g，其测试结果见表1。实施例5本实施例提供一种抗紫外线、阳离子可染聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、酯化反应工序取18kg精对苯二甲酸(PTA)、7. 05kg乙二醇(EG)，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa，进行酯化，酯化温度控制在255 2600C，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。O)、酯交换反应工序一次酯化完成后，加入乙二醇降温解聚，温度控制220 245°C，时间0. 4 1. 0小时，然后加入1400g三单体溶液，搅拌均勻后，升温至255°C，进行二次酯交换反应，使未反应完全的SIPM完成酯交换反应。(3)、聚合反应工序二次酯化反应完成以后，以上述的乙二醇溶液形式加入 1. 125g复合光稳定剂，以上述的乙二醇溶液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂。加入完毕后搅拌均勻。加入聚合催化剂，送至预聚釜升温聚合，控制温度255 270°C，开启真空泵， 在40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束，关闭真空系统，在氮气保护及负压情况下将已熔融好的169. 5g紫外光吸收剂(Tinuvin 234与Tinuvin 320按重量比1 1 组成的混合物)，由专用设备注入系统，混合3分钟后，然后用氮气加压经过滤器将熔体移至终聚釜，进行终聚反应，终聚釜反应条件为温度275 280°C，压力40 lOOpa，时间 2 4小时，终聚反应完成后，加压切粒，得抗紫外线、阳离子可染聚酯切片22. ^g，其测试结果见表1。实施例6本实施例提供一种抗紫外线、阳离子可染聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、酯化反应工序取18kg精对苯二甲酸(PTA)、7. 05kg乙二醇(EG)，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa，进行酯化，酯化温度控制在255 2600C，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。O)、酯交换反应工序一次酯化完成后，加入乙二醇降温解聚，温度控制220 245°C，时间0.4 1.0小时，然后加入1400g三单体溶液，搅拌均勻后，升温至255°C，进行二次酯交换反应，使未反应完全的SIPM完成酯交换反应。(3)、聚合反应工序二次酯化反应完成以后，以上述的乙二醇溶液形式加入 1. 125g复合光稳定剂，以上述的乙二醇溶液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂。加入完毕后搅拌均勻。加入聚合催化剂，送至预聚釜升温聚合，控制温度255 270°C，开启真空泵，在40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束，关闭真空系统，在氮气保护及负压情况下将已熔融好的226g紫外光吸收剂(TinUVin 234与TinUVin 320按重量比1 1 组成的混合物)，由专用设备注入系统，混合3分钟后，然后用氮气加压经过滤器将熔体移至终聚釜，进行终聚反应，终聚釜反应条件为温度275 280°C，压力40 lOOpa，时间 2 4小时，终聚反应完成后，加压切粒，得抗紫外线、阳离子可染聚酯切片22. ^g，其测试结果见表1。实施例7本实施例提供一种抗紫外线、阳离子可染聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、酯化反应工序取18kg精对苯二甲酸(PTA)、7. 05kg乙二醇(EG)，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa，进行酯化，酯化温度控制在255 2600C，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。O)、酯交换反应工序一次酯化完成后，加入乙二醇降温解聚，温度控制220 245°C，时间0. 4 1. 0小时，然后加入1400g三单体溶液，搅拌均勻后，升温至255°C，进行二次酯交换反应，使未反应完全的SIPM完成酯交换反应。(3)、聚合反应工序二次酯化反应完成以后，以上述的乙二醇溶液形式加入 1. 125g复合光稳定剂，以上述的乙二醇溶液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂。加入完毕后搅拌均勻。加入聚合催化剂，送至预聚釜升温聚合，控制温度255 270°C，开启真空泵，在40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束，关闭真空系统，在氮气保护及负压情况下将已熔融好的169. 5g紫外光吸收剂(Tinuvin 234与氰特紫外线吸收剂CYAS0RB UV-3638F按重量比2 1组成的混合物)，由专用设备注入系统，混合3分钟后，然后用氮气加压经过滤器将熔体移至终聚釜，进行终聚反应，终聚釜反应条件为温度275 280°C， 压力40 lOOpa，时间2 4小时，终聚反应完成后，加压切粒，得抗紫外线、阳离子可染聚酯切片22. ^g，其测试结果见表1。实施例8本实施例提供一种抗紫外线、阳离子可染聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、酯化反应工序取18kg精对苯二甲酸(PTA)、7. 05kg乙二醇(EG)，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa，进行酯化，酯化温度控制在255 2600C，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。O)、酯交换反应工序一次酯化完成后，加入乙二醇降温解聚，温度控制220 245°C，时间0. 4 1. 0小时，然后加入1400g三单体溶液，搅拌均勻后，升温至255°C，进行二次酯交换反应，使未反应完全的SIPM完成酯交换反应。(3)、聚合反应工序二次酯化反应完成以后，以上述的乙二醇溶液形式加入 1. 125g复合光稳定剂，以上述的乙二醇溶液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂。加入完毕后搅拌均勻。加入聚合催化剂，送至预聚釜升温聚合，控制温度255 270°C，开启真空泵，在40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束，关闭真空系统，在氮气保护及负压情况下将已熔融好的226g紫外光吸收剂(Tinuvin 234与氰特紫外线吸收剂CYAS0RB UV-3638F按重量比2 1组成的混合物)，由专用设备注入系统，混合3分钟后，然后用氮气加压经过滤器将熔体移至终聚釜，进行终聚反应，终聚釜反应条件为温度275 280°C， 压力40 lOOpa，时间2 4小时，终聚反应完成后，加压切粒，得抗紫外线、阳离子可染聚酯切片22. ^g，其测试结果见表1。对比例1本对比例提供一种阳离子可染聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、酯化反应工序取18kg精对苯二甲酸(PTA)、7. 05kg乙二醇(EG)，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa，进行酯化，酯化温度控制在255 2600C，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。
O)、酯交换反应工序一次酯化完成后，加入乙二醇降温解聚，温度控制220 245°C，时间0. 4 1. 0小时，然后加入1400g三单体溶液，搅拌均勻后，升温至255°C，进行二次酯交换反应，使未反应完全的SIPM完成酯交换反应。(3)、聚合反应工序二次酯化反应完成以后，以上述的乙二醇溶液形式加入 1. 125g复合光稳定剂，以上述的乙二醇溶液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂，并将已熔融好的169. 5g紫外光吸收剂Tiniivin 234，由专用设备注入系统，混合3分钟后，控制温度255 270°C，开启真空泵，在40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束，然后用氮气加压经过滤器将熔体移至终聚釜，进行聚合反应，终聚釜反应条件为温度275 280°C， 压力40 lOOpa，时间2 4小时，终聚反应完成后，加压切粒，制得聚酯切片。其测试结果见表1。对比例2本对比例提供一种阳离子可染聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、酯化反应工序取18kg精对苯二甲酸(PTA)、7. 05kg乙二醇(EG)，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa，进行酯化，酯化温度控制在255 2600C，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。O)、酯交换反应工序一次酯化完成后，加入乙二醇降温解聚，温度控制220 245°C，时间0.4 1.0小时，然后加入1400g三单体溶液，搅拌均勻后，升温至255°C，进行二次酯交换反应，使未反应完全的SIPM完成酯交换反应。(3)、聚合反应工序二次酯化反应完成以后，以上述的乙二醇溶液形式加入 1. 125g复合光稳定剂，以上述的乙二醇溶液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂，并将已熔融好的226g紫外光吸收剂(Tinuvin 234与氰特紫外线吸收剂CYASORB UV-3638F按重量比2 1组成的混合物)，由专用设备注入系统，混合3分钟后，控制温度255 270°C，开启真空泵，在40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束，然后用氮气加压经过滤器将熔体移至终聚釜，进行聚合反应，终聚釜反应条件为温度275 280°C，压力40 lOOpa， 时间2 4小时，终聚反应完成后，加压切粒，制得聚酯切片。其测试结果见表1。表1抗紫外线、阳离子可染聚酯切片物理化学指标
权利要求
1.一种具有抗紫外线、阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法，其首先制得抗紫外线、阳离子可染聚酯切片，然后以所得聚酯切片为原料纺制得到所述具有抗紫外线、阳离子可染复合功能的聚酯纤维，其特征在于所述制备方法具体包括如下步骤(1)、酯化反应工序将对苯二甲酸、乙二醇按摩尔比1 1.2 1.3加入到酯化反应釜中，在255°C 260°C下进行酯化反应生成对苯二甲酸双羟乙二醇酯；O)、酯交换反应工序所述酯化反应完成后，加入乙二醇降温解聚，在温度220 245°C下保持0. 4 1. 0小时，控制物料中对苯二甲酸双羟乙二醇酯质量含量达到55% 80 %，然后加入三单体溶液，搅拌均勻后，逐步升温至255°C 260。C，进行酯交换反应，至酯化出甲醇完成，其中，所述三单体溶液为间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠与乙二醇在酯交换催化剂存在下发生酯交换反应所得的酯交换率为60% 90%、间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠质量含量为35% 45%的溶液，其中，使用的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠的物质的量为对苯二甲酸的物质的量的0. 5% 3. 5% ；(3)、聚合反应工序待所述酯交换反应完成以后，加入受阻胺类光稳定剂和受阻酚类抗氧剂，然后加入聚合催化剂，搅拌均勻后，送至预聚釜中，进行预聚反应，预聚反应温度控制在255°C 270°C，压力为0. 6 2. Okpa,以聚酯切片重量为基准，所述受阻胺类光稳定剂和受阻酚类抗氧剂的加入量分别为10 300ppm，预聚反应结束后，关闭真空系统，在氮气保护以及负压下，将液态或熔融状态的紫外线吸收剂注入，搅拌均勻，经过滤器过滤后送至终聚釜，进行终聚合反应，终聚反应条件为温度275 ^0°C，压力40 lOOpa，时间2 4小时，终聚反应完成后，加压切粒，制得抗紫外线、阳离子可染聚酯切片，其中，所述紫外线吸收剂的加入量为聚酯切片重量的0. 2.0%，所得聚酯切片的特性粘度为 0. 565士0.012，熔点为253士 1°C，玻璃化温度为73士 1°C ；G)、预结晶工序使所述的抗紫外线，阳离子可染聚酯切片保持在温度110°c 125°C 下3 5小时；(5)、干燥工序先将经过预结晶工序的抗紫外线，阳离子可染聚酯切片在温度 130°C 145°C下干燥，时间为3. 5 5. 0小时，然后再在145°C 160°C下干燥，时间为6 12小时；(6)、纺丝工序将经过步骤(5)干燥的抗紫外线、阳离子可染聚酯切片经螺杆挤压熔融、过滤、经纺丝箱体、喷丝板、POY纺丝机、然后经卷绕机卷绕成各种规格的预取向丝，经 24小时平衡后，拉伸定型制得拉伸变形丝。
2.根据权利要求1所述的具有抗紫外线、阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法，其特征在于所述三单体溶液的制备过程为将间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠、乙二醇按摩尔比1 5. 0 8. 5投料，加入酯交换催化剂，在温度135°C 185°C下进行酯交换反应，酯交换反应率为60% 90%，反应结束后，迅速加入乙二醇降温至80°C 110°C，所述的酯交换催化剂为醋酸钠、醋酸钙、醋酸锂、醋酸锌以及醋酸锰中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的具有抗紫外线、阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法，其特征在于所述的紫外线吸收剂为以下种类的紫外线吸收剂中的一种或多种的组合苯并三唑类紫外线吸收剂TinUVin 326、TinUVin 234、TinUVin 350、TinUVin 320、Tinuvin 328 ；低挥发性苯并三唑类紫外线吸收剂Tiniivin 360 ；红移苯并三唑类紫外线吸收剂TinUVin 327 ；以及TinUVin UV-P，氰特紫外线吸收剂CYASORB UV-3638F，三嗪系列紫外线吸收剂UV-1577，所述的紫外线吸收剂的加入量为聚酯切片重量的 0. 15% 1. 10%。
4.根据权利要求1所述的具有抗紫外线、阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法，其特征在于所述的受阻胺类光稳定剂为选自非聚合型高分子量受阻胺光稳定剂 CHIMASSORB 119FL，聚合型受阻胺类光稳定剂Chimassorb 944,Tinuvin 788以及光稳定剂770双0，2，6，6-四甲-4-哌啶基)癸二酸酯中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的具有抗紫外线、阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法，其特征在于以聚酯切片的重量为基准，所述的受阻胺类光稳定剂的加入量为15 90ppmo
6.根据权利要求1所述的具有抗紫外线、阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法，其特征在于所述的受阻酚类抗氧剂为Irganox 1076，IrganoxlOlO及Irgafos 168中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的具有抗紫外线、阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法，其特征在于以聚酯切片的重量为基准，所述的受阻酚类抗氧剂的加入量为30 250ppmo
8.根据权利要求1、5至7中任一项权利要求所述的具有抗紫外线、阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法，其特征在于所述的受阻胺类光稳定剂的加入量为35 60ppm， 所述的受阻酚类抗氧剂的加入量为75 180ppm。
9.根据权利要求1、5至7中任一项权利要求所述的具有抗紫外线、阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法，其特征在于所述的受阻胺类光稳定剂为二种以上的光稳定剂混合而成的复合光稳定剂；所述的受阻酚类抗氧剂为二种以上的抗氧剂混合而成的复合抗氧剂。
10.根据权利要求1、5至7中任一项权利要求所述的具有抗紫外线、阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法，其特征在于所述的受阻胺类光稳定剂、受阻酚类抗氧剂分别分散在乙二醇中配成2wt% 5wt%的溶液后加入。
全文摘要
本发明涉及一种具有抗紫外线、阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法，其包括依次进行的酯化反应工序、酯交换反应工序、聚合反应工序以及纺丝工序，其中在酯交换反应工序中加入三单体，在酯化反应之后，预聚反应之前，加入受阻胺类光稳定剂和受阻酚类抗氧剂；在聚合反应工序的预聚合结束之后、终聚合之前，加入紫外线吸收剂；在纺丝工序之前，对聚合反应工序所得聚酯切片进行预结晶和干燥。本发明的聚酯纤维所制面料的抗紫外效果好，同时，利用其阳离子染料可染成各种靓丽的色彩，满足了目前高档春夏季服装对功能性与色彩的统一的要求，具有广阔的市场前景，也是对我国目前阳离子可染聚酯纤维市场的一个重要补充。
文档编号D01F6/92GK102409428SQ20111027726
公开日2012年4月11日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者边树昌 申请人:江苏中鲈科技发展股份有限公司, 边树昌