一种染色均匀的pbt高弹丝的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及PBT技术领域，尤其涉及一种染色均匀的PBT高弹丝的制备方法。
【背景技术】
[0002]聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，属于聚酯系列，又称为热塑性聚酯塑料，PBT纤维是由高纯度对苯二甲酸或对苯二甲酯与1，4-丁二醇酯化后缩聚的线性聚合物，经熔体纺丝制得的纤维，属于聚酯纤维的一种。PBT具有优异的综合性能，如结晶度高、可快速成型、耐候性、摩擦系数低、热变形温度高、电气性质佳、力学性能优良、耐疲劳性、可以超声波焊接等。PBT凭借其优良的综合性能在电子电器、汽车工业、机械、仪器仪表和家用电器等领域得到广泛应用，并成为继聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)和改性聚苯醚(MPPO)之后的第五大通用工程塑料。PBT在分散染料染色时，常压下100°C下即可上色，但是PBT用大部分分散染料染色时，还难得到染色均匀、色牢度好的成品。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种染色均匀的PBT高弹丝的制备方法，该方法制备的PBT高弹丝的染色均匀、色牢度好。
[0004]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0005]—种染色均匀的PBT高弹丝的制备方法，包括如下步骤:
[0006](I)将对苯二甲酸和1，4-丁二醇置入酯化反应器中，加入钛酸四丁酯、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠反应，然后将反应产物置于缩聚釜中，真空搅拌进行缩聚反应，制备得到PBT聚酯;
[0007](2)所述PBT聚酯经切片、干燥后得到PBT聚酯切片；
[0008](3)将所述PBT聚酯切片置入螺杆挤出机中挤出，过滤后，加入阳离子染料和分散染料的混合物进行染色；
[0009](4)将染色后的PBT置入螺杆型纺丝机进行熔融纺丝，经冷却、上油、平衡、卷丝、拉伸处理，经过假捻器假捻后加热变形成为螺旋圈型，制备得到染色均匀的PBT高弹丝。
[0010]步骤⑴中，所述对苯二甲酸与所述1，4-丁二醇的摩尔比为1:(2?3)，例如1:1、1:2,1: 3，选用钛酸四丁酯作为催化剂促进缩聚反应，所述钛酸四丁酯的用量为所述对苯二甲酸质量的 0.02 ?0.04%，例如 0.02%,0.025%、0.03%、0.035%、0.04% 0 所述间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠的用量为所述对苯二甲酸质量的0.5?1%，例如0.5%、0.6%、
0.7%,0.8%,0.9%、1%。
[0011]步骤(2)中，所述干燥的温度为150 ?170°C，例如 150°C、155°C、160°C、165°C、170°C，所述干燥的时间为0.5?Ih。
[0012]PBT在分散染料染色时，常压下100°C下即可上色，但是PBT用大部分分散染料染色时，还难得到染色均匀、色牢度好的成品。阳离子染料(cat1nic dyes)是纺织染料的一种，又称碱性染料和盐基染料。溶于水中呈阳离子状态，阳离子染料可溶于水，在水溶液中电离，生成带正电荷的有色离子的染料。染料的阳离子能与织物中第三单体的酸性基团结合而使纤维染色，是腈纶纤维染色的专用染料，具有强度高、色光鲜艳、耐光、牢度好等优点。对PBT进行改性，将含有能够接受阳离子染料的第三单体做为改性剂添加到PBT的分子链上，优选地，本发明的改性剂选择间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠。
[0013]步骤(3)中，所述阳离子染料和所述分散染料为本领域常用的染料，在此不做特别说明。优选地，所述阳离子染料和所述分散染料的质量比为1: (I?2)。所述染色的温度为100?120°C，所述染色的时间为I?1.5h。
[0014]由于PBT的分子结构形态球晶有α型和β型两种不同的结晶形态，并在外力的作用下产生可逆的转变，不同的结构其熔点也不同，因此纺丝熔体粘度也不一样，进而影响成品纤维染色的均匀性，纺丝熔体的流变性能好，熔体粘度的均匀性好，染色性能好。纺丝温度过低，纺丝熔体中高熔点、高结晶部分未熔或未完全熔融，纺出的丝条可纺性差，染色时会出现色差；但温度过高又会加剧熔体大水解和热氧化降解，丝条的条干不匀率变大，染色不匀率升高。优选地，步骤(4)中，所述纺丝的温度为260?280°C，例如260°C、265°C、270°C、275°C、280°C。
[0015]在实际生产过程中，由于PBT纤维的玻璃化温度为25°C，优选地，本发明的侧吹风温度为18?25°C，保证丝条均匀冷却，风速为0.3?0.5m/s，冷却风的穿透性良好，保证生产出的POY预取向丝的结晶完善，形成的结晶均匀，条干的均匀度好，成品的染色均匀性好。
[0016]在丝束上使用适当的油剂，使丝条具有较好的平滑性、集束性和抗静电性，使POY预取向丝的含油率为0.2?0.5%。
[0017]卷绕速度是影响纤维取向度和结晶度的重要因素，卷绕速度越高，预取向度和结晶度越高，成品纤维的染色均匀性越好，但卷绕速度过高使丝卷产生收缩，使卷装成型变坏，加工出来的成品纤维染色均匀性变差。优选地，本发明的步骤(4)中，卷绕速度为2500?2800m/min，使纤维的可纺性好，染色性能优良。
[0018]拉伸温度使丝条处于塑化状态，通过假捻器传递的捻度使纤维变形，优选地，本发明的拉伸温度优选为200?240°C，例如200°(:、210°(:、220°(:、230°(:、240°(:，使成品的拉伸性能好，蓬松性好，染色性能佳。
[0019]拉伸倍数太低，在晶体取向的同时，无定形区分子也发生取向，此时假捻张力也低，丝条在丝路上发生抖动，体系不稳定，易形成拉伸不匀的色条丝和未消除捻度的紧点丝；拉伸倍数增加，纤维非晶取向提高，分子间作用力增大，成品丝的强度增加、伸度下降，染色均匀性增加；拉伸倍数过高，处于假捻器下方的纤维由于较大的张力易形成毛丝，优选地，本发明的拉伸倍数为1.3?1.5倍，使纤维染色均匀性好。
[0020]与现有技术相比，本发明的有益效果为:本发明以对苯二甲酸和1，4_ 丁二醇为原料，加入钛酸四丁酯作催化剂、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠作为改性剂进行反应，经改性后的PBT分子链上连接有能够接受阳离子染料的第三单体，使染色的均匀性变好；然后将反应产物置于缩聚釜中，真空搅拌进行缩聚反应，制备得到PBT聚酯，PBT聚酯经切片干燥后得到PBT聚酯切片，将PBT聚酯切片置入螺杆挤出机中挤出，加入阳离子染料和分散染料的混合物进行染色，阳离子染料的分子大，染色时扩散效果差，分散染料的分子小，易于扩散，因此将两种染料的结合使用使上色均匀并且色牢度好；将染色后的PBT置入螺杆型纺丝机进行熔融纺丝，经冷却、上油、平衡、卷丝、拉伸处理，经过假捻器假捻后加热变形成为螺旋圈型，制备得到染色均匀的PBT高弹丝；本发明的制备方法制备的PBT高弹丝的染色均匀、色牢度好。
【具体实施方式】
[0021]下面通过【具