本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种拒水聚酯功能母粒及其制备方法。
背景技术：
户外用品是指参加户外活动时配置的设备。户外用品种类繁多、用途各异，其中，帐篷、背包、睡袋、防风衣裤、手套等纺织品占有较大比重。由于户外条件恶劣，要求户外纺织品拥有防风、拒水等特殊功能。而传统纺织品具有吸水、透湿的特性，无法满足户外纺织品的要求。为了实现纺织品的拒水功能，一般采用拒水整理的方法。拒水整理是采用有机硅、含氟化合物、蜡和蜡状物质整理纺织品，使织物表面含有表面能低的物质，织物的界面张力小于液体的表面张力，从而使织物具有拒水功能。拒水整理在织物表面形成一层拒水物质，能够很好地起到拒水作用。但也存在耐久性差的问题。
除了功能整理以外，功能纺织品的另一制备方法是功能母粒添加。功能母粒是富集功能添加剂的高分子复合物。将功能母粒加入纺丝熔体，进而制备功能纤维，能够提高功能添加物的分散均匀性，提升纤维成形效率。功能母粒技术已有多年的历史，在有色、抗菌、阻燃等方面均有应用。但是，拒水母粒技术的研究较为滞后。中国专利zl201910432862.4公开了以纳米二氧化钛为拒水剂，高分子基体为环氧树脂、聚氯乙烯。此种拒水母粒在纤维领域领用并不广泛。中国专利zl201710545341.0公开了以二氧化钛、二氧化硅为拒水剂，聚丙烯为高分子基体的无纺布专用拒水色母粒。
中国发明专利《一种原液着色阻燃拒水聚酯纤维及其制备方法》(申请号：201811338357.5、申请人：上海德福伦化纤有限公司、申请日：2018-11-12)。公开了一种原液着色阻燃拒水聚酯纤维及其制备方法，先以磷系阻燃共聚酯有光切片与色母粒共混纺丝制得有色阻燃聚酯原丝；其次在原丝后牵伸工艺过程中，在叠丝机处将复配防水剂、阻燃剂、抗静电剂和交联剂的上油剂a，通过双油辊对经过紧张热定型的丝片正反面摩擦上油；随后对卷曲后的丝束再次用复配的上油剂b喷淋补充上油，并将丝束经烘箱干燥，定型交联，冷却切断制得原液着色阻燃拒水聚酯短纤维，该纤维集颜色和阻燃、拒水功能以及抗静电性能于一体。
聚酯纤维是产量最大的化纤品种，但是适用于聚酯纤维用的拒水母粒少有报道，亟需开发适合聚酯纤维用的拒水母粒。
技术实现要素：
本发明的目的是解决后整理法拒水聚酯制品耐久性不足的问题，本发明提供一种拒水功能聚酯母粒。本发明也提供一种拒水聚酯功能母粒的制备方法。
上述中国发明专利《一种原液着色阻燃拒水聚酯纤维及其制备方法》(申请号：201811338357.5方法本质上是后整理法，也存在着耐久性差的问题。这个专利和本发明不同，与常规纺织品后整理法大同小异。采用本发明母粒制备的拒水纤维，拒水剂均匀分布在纤维内外，拒水功能耐久性好。
为达到上述目的，本发明采用的方案如下：
作为本发明的第一方面，一种拒水聚酯功能母粒，包括：聚酯、拒水剂，分散剂，环保着色剂，按照重量份数计：
聚酯50～80，
拒水剂5～20，
分散剂1-5，
环保着色剂0-20。
其中，其优选的配方为，按照重量份数计：
聚酯60～70
拒水剂10～18，
分散剂3～4，
环保着色剂0-10。
其中，所述聚酯为，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯的任意一种或组合。
其中，所述聚酯50-80、分散剂1-5、着色剂0-20，拒水剂5～20。
其中，所述拒水剂为氨基、环氧基、聚醚基、羧基、巯基、醇基、酯基改性聚硅氧烷中的一种或者两种的组合。
所述分散剂为luwaxa、licowaxc、licowaxe、ebs蜡、acp蜡及eva蜡中的一种或两种。
所述环保着色剂为耐候颜料，具体是颜料蓝15:3、颜料紫23、颜料红48:2、颜料黑7的的任意一种或组合
本发明的过程分两步，第一步是对聚酯切片和/或回用聚酯短纤整理，就是在聚酯切片和/或回用聚酯短纤表面反应上一层拒水剂，利于切片和/或回用聚酯短纤的分散。反应后称为改性聚酯切片聚酯切片和/或回用聚酯短纤。第二步是将改性聚酯切片和/或回用聚酯短纤与拒水剂、分散剂、环保着色剂混合、造粒，制得拒水功能母粒。
下述拒水整理剂是针对第一步的，用于聚酯切片和/或回用聚酯短纤表面处理的配方。
进一步、拒水整理剂的溶剂为水，按照重量份数计：
更进一步、拒水整理剂的溶剂为水，按照重量份数计：
所述拒水聚酯功能母粒，过滤性能小于0.4mpa/g。使用该母粒生产的非织造布(35g/m2)，根据gb/t4745-2012标准测试沾水等级能达到4级及以上。
作为本发明的第二方面，一种聚酯拒水母粒的制备方法为，其特征在于：
1)对聚酯切片和/或回用聚酯短纤进行拒水整理，制得改性聚酯切片和/或回用聚酯短纤；
其中，步骤1)工艺条件为：浸轧拒水整理剂(溶液ph4～6,控制带液率为70～90％)→烘干→(80～100℃)→焙烘(150～160℃,3～5分钟)；
2)采用高速捏合机将步骤1)制备的改性聚酯切片和/或回用聚酯短纤，、拒水剂、分散剂、环保着色剂混合，采用螺杆挤出机挤出造粒。
步骤1)中，拒水整理剂的溶剂为水，按照重量份数计：
其中，优选的配方为，拒水整理剂的溶剂为水，按照重量份数计：
步骤1)中，聚酯切片和/或回用聚酯短纤的直径范围为10～1000um，优选地是聚硅氧烷整理的聚酯短纤；聚酯基体表面负载的拒水剂质量分数为1～5％。
步骤2)中，所述拒水剂为氨基、环氧基、聚醚基、羧基、巯基、醇基、酯基改性聚硅氧烷中的一种或者两种的组合。
步骤2)中，改性聚酯聚酯切片和/或回用聚酯短纤50-70、分散剂1-5、着色剂0-20，拒水剂5～20。
步骤2)中，所述分散剂包括luwaxa、licowaxc、licowaxe、ebs蜡、acp蜡及eva蜡中的一种或两种。
步骤2)中，所述环保着色剂为耐候颜料，具体是颜料蓝15:3、颜料紫23、颜料红48:2、颜料黑7。
步骤2)中，螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机，挤出机的螺杆直径d＝25mm，长径比l/d＝60，主机转速为150-170hz，投料机转速为20-25hz；切粒选用水冷切粒。
所述步骤2)挤出机的温度为，第一段～第七段，温度分别为270、250、220、200、200、230、250，单位℃。
挤出机温度如表1所示：
表1挤出机温度控制设置
本发明的原理：本发明选用聚硅氧烷作为拒水母粒的功能成分，聚硅氧烷高分子链段柔韧、化学键稳定、分子间作用力弱。因此，聚硅氧烷具有表面张力弱，表面能小的特点，具有疏水、防粘、润滑等多种功能。本发明制备拒水功能母粒的过程，先对聚酯基体进行拒水整理，能使拒水剂均匀分布在聚酯基体的表层，表面拒水整理的聚酯基体，基体间的相互作用力减弱，平滑性增加。在后续聚酯与拒水剂、功能助剂的混合分散过程中，拒水改性的聚酯基体不易聚集，更易于拒水剂混合均匀，提升了分散效率与分散均匀性，提高了拒水母粒的质量。采用本发明拒水母粒制备的拒水聚酯纤维，拒水剂均匀分布在纤维内外，耐久性好。此外，本发明选用的聚酯基体，可以是回用的聚酯纤维，特别是经聚硅氧烷拒水处理的聚酯纤维，是对废旧纺织品的高附加值回用，具有显著的社会意义。
本发明的有益效果：
(1)本发明制备拒水功能母粒过程，先对聚酯基体进行拒水整理，拒水整理后的聚酯基体，更易与拒水剂分散均匀，有效地提高了拒水功能母粒的制备效率和质量。
(2)本发明制备拒水功能母粒的过程，聚酯基体的直径小，比表面积大，比表面积大于100m2/g，更易于拒水剂分散。优选经聚硅氧烷拒水整理的回用聚酯纤维，是对废旧纺织品的再利用，具有极大的社会效应。根据gb/t4745-2012标准测试沾水等级能达到4级
(3)利用本发明母粒制备的拒水聚酯纤维，拒水剂均匀分布在纤维内外，拒水耐久性好。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
1)对聚酯切片拒水整理，制得改性聚酯切片；
工艺条件为：浸轧拒水整理剂(溶液ph5，控制带液率,80％)→烘干→(90℃)→焙烘(155℃,4分钟)；
2)采用高速捏合机将步骤1制备的改性聚酯切片、拒水剂、分散剂、环保着色剂混合，采用螺杆挤出机挤出造粒。
步骤1)中，拒水整理剂的溶剂为水，按照重量份数计：
步骤1)中，聚酯切片直径为1000um。
步骤1)，整理后改性聚酯切片表面的拒水剂含量为3％。
步骤2)中，所述拒水剂为氨基改性聚硅氧烷。
步骤2)中，改性聚酯切片70、分散剂4、着色剂10，拒水剂10。
步骤2)中，所述分散剂包括luwaxa蜡。
步骤2)中，所述环保着色剂颜料蓝15:3。
步骤2)中，螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机，挤出机的螺杆直径d＝25mm，长径比l/d＝60，主机转速为160hz，投料机转速为22hz；切粒选用水冷切粒。
所述挤出机温度为，第一段～第七段，温度分别为270、250、220、200、200、230、250，单位℃。挤出机温度如表1所示。
聚酯功能母粒，过滤性能小于0.5mpa/g。使用该母粒生产的非织造布(35g/m2)，根据gb/t4745-2012标准测试沾水等级能达到3级。采用gb/t8629-2017纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序进行20尺洗涤后，沾水等级能达到3级。
实施例2
1)对回用聚酯短纤拒水整理，制得改性聚酯短纤；
工艺条件为：浸轧拒水整理剂(溶液ph5，控制带液率,80％)→烘干→(90℃)→焙烘(155℃,4分钟)；
2)采用高速捏合机将步骤1制备的改性聚酯短纤、拒水剂、分散剂、环保着色剂混合，采用螺杆挤出机挤出造粒。
步骤1)中，拒水整理剂的溶剂为水，按照重量份数计：
步骤1)中，聚酯切片直径为1000um。
步骤1)，整理后改性聚酯短纤表面的拒水剂含量为3％。
步骤2)中，所述拒水剂为氨基改性聚硅氧烷。
步骤2)中，改性聚酯短纤70、分散剂4、着色剂10，拒水剂10。
步骤2)中，所述分散剂包括luwaxa蜡。
步骤2)中，所述环保着色剂颜料蓝15:3。
步骤2)中，螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机，挤出机的螺杆直径d＝25mm，长径比l/d＝60，主机转速为160hz，投料机转速为22hz；切粒选用水冷切粒。
所述挤出机温度为，第一段～第七段，温度分别为270、250、220、200、200、230、250，单位℃。挤出机温度如表1所示。
聚酯功能母粒，过滤性能小于0.4mpa/g。使用该母粒生产的非织造布(35g/m2)，根据gb/t4745-2012标准测试沾水等级能达到4级。采用gb/t8629-2017纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序进行20尺洗涤后，沾水等级能达到4级。
实施例3
1)对聚酯切片拒水整理，制得改性聚酯切片；
工艺条件为：浸轧拒水整理剂(溶液ph5，控制带液率80％)→烘干→(90℃)→焙烘(155℃,4分钟)；
2)采用高速捏合机将步骤1制备的改性聚酯切片、拒水剂、分散剂、环保着色剂混合，采用螺杆挤出机挤出造粒。
步骤1)中，拒水整理剂的溶剂为水，按照重量份数计：
步骤1)中，聚酯切片直径为900um。
步骤1)，整理后改性聚酯切片表面的拒水剂含量为4％。
步骤2)中，所述拒水剂为氨基改性聚硅氧烷。
步骤2)中，改性聚酯切片60、分散剂4、着色剂10，拒水剂18。
步骤2)中，所述分散剂包括luwaxa蜡。
步骤2)中，所述环保着色剂颜料紫23。
步骤2)中，螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机，挤出机的螺杆直径d＝25mm，长径比l/d＝60，主机转速为165hz，投料机转速为22hz；切粒选用水冷切粒。
所述挤出机温度为，第一段～第七段，温度分别为270、250、220、200、200、230、250，单位℃。挤出机温度如表1所示。
聚酯功能母粒，过滤性能小于0.5mpa/g。使用该母粒生产的非织造布(35g/m2)，根据gb/t4745-2012标准测试沾水等级能达到4级。采用gb/t8629-2017纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序进行20尺洗涤后，沾水等级能达到3级。
实施例4
1)对回用聚酯短纤拒水整理，制得改性聚酯短纤；
工艺条件为：浸轧拒水整理剂(溶液ph5，控制带液率,80％)→烘干→(90℃)→焙烘(155℃,6分钟)；
2)采用高速捏合机将步骤1制备的改性聚酯短纤、拒水剂、分散剂、环保着色剂混合，采用螺杆挤出机挤出造粒。
步骤1)中，拒水整理剂的溶剂为水，按照重量份数计：
步骤1)中，聚酯短纤直径为20um。
步骤1)，整理后改性聚酯短纤表面的拒水剂含量为3％。
步骤2)中，所述拒水剂为聚醚基改性聚硅氧烷。
步骤2)中，改性聚酯短纤65、分散剂3、着色剂15，拒水剂15。
步骤2)中，所述分散剂包括acp蜡及eva蜡。
步骤2)中，所述环保着色剂颜料红48:2。
步骤2)中，螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机，挤出机的螺杆直径d＝25mm，长径比l/d＝60，主机转速为160hz，投料机转速为22hz；切粒选用水冷切粒。
所述挤出机温度为，第一段～第七段，温度分别为270、250、220、200、200、230、250，单位℃。挤出机温度如表1所示。
聚酯功能母粒，过滤性能小于0.5mpa/g。使用该母粒生产的非织造布(35g/m2)，根据gb/t4745-2012标准测试沾水等级能达到3级。采用gb/t8629-2017纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序进行20尺洗涤后，沾水等级能达到3级。
对比例1：
1)采用高速捏合机将聚酯切片、拒水剂、分散剂、环保着色剂混合，采用螺杆挤出机挤出造粒。
聚酯切片直径为1000um。
所述拒水剂为氨基改性聚硅氧烷。
改性聚酯切片70、分散剂4、着色剂10，拒水剂10。
所述分散剂包括luwaxa蜡。
所述环保着色剂颜料蓝15:3。
螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机，挤出机的螺杆直径d＝25mm，长径比l/d＝60，主机转速为160hz，投料机转速为22hz；切粒选用水冷切粒。
所述挤出机温度为，第一段～第七段，温度分别为270、250、220、200、200、230、250，单位℃。挤出机温度如表1所示。
聚酯功能母粒，过滤性能小于0.6mpa/g。使用该母粒生产的非织造布(35g/m2)，根据gb/t4745-2012标准测试沾水等级能达到2级。采用gb/t8629-2017纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序进行20尺洗涤后，沾水等级能达到2级。
对比例2
1)对回用聚酯短纤拒水整理，制得改性聚酯短纤；
工艺条件为：浸轧拒水整理剂(溶液ph5，控制带液率,80％)→烘干→(90℃)→焙烘(155℃,6分钟)；
2)采用高速捏合机将步骤1制备的改性聚酯短纤、分散剂、环保着色剂混合，采用螺杆挤出机挤出造粒。
步骤1)中，拒水整理剂的溶剂为水，按照重量份数计：
步骤1)中，聚酯短纤直径为20um。
步骤1)，整理后改性聚酯短纤表面的拒水剂含量为3％。
步骤2)中，改性聚酯短纤65、分散剂3、着色剂15。
步骤2)中，所述分散剂包括acp蜡及eva蜡。
步骤2)中，所述环保着色剂颜料红48:2。
步骤2)中，螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机，挤出机的螺杆直径d＝25mm，长径比l/d＝60，主机转速为160hz，投料机转速为22hz；切粒选用水冷切粒。
所述挤出机温度为，第一段～第七段，温度分别为270、250、220、200、200、230、250，单位℃。挤出机温度如表1所示。
聚酯功能母粒，过滤性能小于0.5mpa/g。使用该母粒生产的非织造布(35g/m2)，根据gb/t4745-2012标准测试沾水等级能达到1级。采用gb/t8629-2017纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序进行20尺洗涤后，沾水等级能达到1级。
检测结果
聚酯功能母粒，过滤性能小于0.5mpa/g。使用该母粒生产的非织造布(35g/m2)，根据gb/t4745-2012标准测试沾水等级能达到1级。采用gb/t8629-2017纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序进行20尺洗涤后，沾水等级能达到1级。