一种复合亲水共聚酯的制备方法与流程

文档序号:13409323阅读:232来源:国知局

技术领域:

本发明涉及亲水共聚酯技术领域,具体涉及一种复合亲水共聚酯的制备方法。



背景技术:

pet纤维的分子结构具有高度的立体规整性,分子链排列紧密,具有良好的物理和机械性能,耐化学腐蚀,抗微生物侵蚀。pet的高结晶度,成纤时的高取向等特性,使其纤维和织物有着良好的保形性、挺括性和易洗快干等特点,因而深受消费者欢迎。但其本身的性质也带来了pet纤维、纱线和织物的亲水性差,易产生静电等缺点,阻碍了它的进一步应用与发展。

目前生产具有亲水性的聚酯产品主要采取以下方法:(1)在共聚阶段加入亲水单体进行共聚,从而提高其亲水性。(2)在聚合时添加作为成孔剂的微粒子,使纤维表面产生凹坑。(3)具有不同吸湿性能的聚合物组分共混纺丝制成高吸湿性聚酯纤维。(4)染色整理阶段进行亲水性整理,使亲水化合物附着于纤维表面,接枝亲水基团,或进行等离子处理,使纤维表面粗造化。(5)在后整理阶段采用碱减量处理工艺。但是,仍然缺乏具有良好玻璃化温度、结晶度、取向度和回潮率的亲水共聚酯的制备方法。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题在于提供一种复合亲水共聚酯的制备方法,采用常规的酯化、缩聚反应,加入了山梨醇和有机蒙脱土粉体,使得该亲水共聚酯具有良好的玻璃化温度、结晶度、取向度和回潮率。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现:

一种复合亲水共聚酯的制备方法,包括以下步骤:

(1)第一酯化反应:将对苯二甲酸、乙二醇、乙二醇锑、热稳定剂按照摩尔比0.9~1:1.2~2.5:0.007~0.025:0.005~0.016依次加入烧杯中,机械搅拌30~40min得到混合浆液,通过减压法将混合浆液加入到反应釜中,以3~5℃/min升温至220~250℃,压力上升至0.4~0.5mpa,保温反应2~4h;当出水量达到理论出水量的90%,完成第一酯化反应;

(2)第二酯化反应:向第一酯化反应体系中补充聚乙二醇与山梨醇的混合物,在240~260℃、0.1~0.2mpa的条件下保温反应2~3h;当出水量达到理论出水量的98%以上时,完成第二酯化反应;

(3)缩聚反应:将第二酯化反应体系转移至缩聚釜中,加入适量有机蒙脱土粉体,在20~30min内抽真空至200~300pa,升温至260~280℃,保温反应2~3h,完成缩聚反应;

(4)出料、干燥:将缩聚产物以0.3~0.5mpa压力挤出,在冷水中浸渍后,80℃烘箱干燥10~12h得到该复合亲水共聚酯。

优选地,所述步骤(1)对苯二甲酸、乙二醇、乙二醇锑、热稳定剂按照摩尔比0.95:1.6:0.012:0.008依次加入烧杯中。

优选地,所述热稳定剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲酯、硬脂酸钙或硬脂酸锌。

优选地,所述步骤(2)聚乙二醇与山梨醇的混合物添加量为乙二醇质量的15~25%。

优选地,所述步骤(4)冷水浸渍具体为将挤出的物料于10~15℃的水中浸渍20~30min。

本发明的有益效果是:1、本发明的复合亲水共聚酯的制备方法,采用两个阶段的酯化反应、缩聚反应,在第二酯化反应阶段加入了聚乙二醇与山梨醇的混合物,改善了聚合物的亲水能力,增加了聚酯大分子链段的柔顺性,降低了聚酯的熔点,减少了二甘醇等副产物的产生;有机蒙脱土粉体疏松多孔,粘结性好,可以在共聚酯后续纺丝时碱洗出孔,增强回潮率。该方法工艺简单,成本低廉。

2、本发明的复合亲水共聚酯的制备方法,可以在现有的装置上进行改进性生产,成本增加较少,适合规模化生产,适合后续的熔体直纺工艺。

具体实施方式:

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。

实施例1

一种复合亲水共聚酯的制备方法,包括以下步骤:

(1)第一酯化反应:将对苯二甲酸158g、乙二醇99g、乙二醇锑5.1g、热稳定剂磷酸三苯酯2.6g依次加入烧杯中,机械搅拌36min得到混合浆液,通过减压法将混合浆液加入到反应釜中,以5℃/min升温至250℃,压力上升至0.5mpa,保温反应3h;当出水量达到理论出水量的90%,完成第一酯化反应;

(2)第二酯化反应:向第一酯化反应体系中补充聚乙二醇与山梨醇的混合物19.8g,在245℃、0.12mpa的条件下保温反应2.5h;当出水量达到理论出水量的98%以上时,完成第二酯化反应;

(3)缩聚反应:将第二酯化反应体系转移至缩聚釜中,加入有机蒙脱土粉体12g,在30min内抽真空至200pa,升温至265℃,保温反应2.6h,完成缩聚反应;

(4)出料、干燥:将缩聚产物以0.4mpa压力挤出,在10℃的水中浸渍20min,80℃烘箱干燥12h得到该复合亲水共聚酯。

实施例2

一种复合亲水共聚酯的制备方法,包括以下步骤:

(1)第一酯化反应:将对苯二甲酸163g、乙二醇124g、乙二醇锑7.2g、热稳定剂磷酸三甲酯1.7g依次加入烧杯中,机械搅拌40min得到混合浆液,通过减压法将混合浆液加入到反应釜中,以4℃/min升温至240℃,压力上升至0.5mpa,保温反应4h;当出水量达到理论出水量的90%,完成第一酯化反应;

(2)第二酯化反应:向第一酯化反应体系中补充聚乙二醇与山梨醇的混合物,在255℃、0.15mpa的条件下保温反应2.6h;当出水量达到理论出水量的98%以上时,完成第二酯化反应;

(3)缩聚反应:将第二酯化反应体系转移至缩聚釜中,加入有机蒙脱土粉体15g,在30min内抽真空至300pa,升温至270℃,保温反应3h,完成缩聚反应;

(4)出料、干燥:将缩聚产物以0.5mpa压力挤出,在15℃的水中浸渍20min,80℃烘箱干燥11h得到该复合亲水共聚酯。

实施例3

一种复合亲水共聚酯的制备方法,包括以下步骤:

(1)第一酯化反应:将对苯二甲酸163g、乙二醇143g、乙二醇锑7.6g、热稳定剂硬脂酸钙9g依次加入烧杯中,机械搅拌40min得到混合浆液,通过减压法将混合浆液加入到反应釜中,以5℃/min升温至250℃,压力上升至0.5mpa,保温反应2h;当出水量达到理论出水量的90%,完成第一酯化反应;

(2)第二酯化反应:向第一酯化反应体系中补充聚乙二醇与山梨醇的混合物,在260℃、0.2mpa的条件下保温反应3h;当出水量达到理论出水量的98%以上时,完成第二酯化反应;

(3)缩聚反应:将第二酯化反应体系转移至缩聚釜中,加入有机蒙脱土粉体10g,在30min内抽真空至300pa,升温至280℃,保温反应3h,完成缩聚反应;

(4)出料、干燥:将缩聚产物以0.5mpa压力挤出,在15℃的水中浸渍30min,80℃烘箱干燥12h得到该复合亲水共聚酯。

实施例4

一种复合亲水共聚酯的制备方法,包括以下步骤:

(1)第一酯化反应:将对苯二甲酸166g、乙二醇124g、乙二醇锑9.7g、热稳定剂硬脂酸锌8.5g依次加入烧杯中,机械搅拌35min得到混合浆液,通过减压法将混合浆液加入到反应釜中,以3℃/min升温至235℃,压力上升至0.5mpa,保温反应4h;当出水量达到理论出水量的90%,完成第一酯化反应;

(2)第二酯化反应:向第一酯化反应体系中补充聚乙二醇与山梨醇的混合物,在260℃、0.2mpa的条件下保温反应3h;当出水量达到理论出水量的98%以上时,完成第二酯化反应;

(3)缩聚反应:将第二酯化反应体系转移至缩聚釜中,加入有机蒙脱土粉体8g,在30min内抽真空至300pa,升温至280℃,保温反应3h,完成缩聚反应;

(4)出料、干燥:将缩聚产物以0.5mpa压力挤出,在12℃的水中浸渍25min,80℃烘箱干燥10h得到该复合亲水共聚酯。

对比例1

一种复合亲水共聚酯的制备方法,包括以下步骤:

(1)第一酯化反应:将对苯二甲酸158g、乙二醇99g、乙二醇锑5.1g、热稳定剂磷酸三苯酯2.6g依次加入烧杯中,机械搅拌36min得到混合浆液,通过减压法将混合浆液加入到反应釜中,以5℃/min升温至250℃,压力上升至0.5mpa,保温反应3h;当出水量达到理论出水量的90%,完成第一酯化反应;

(2)第二酯化反应:向第一酯化反应体系中补充聚乙二醇与山梨醇的混合物19.8g,在245℃、0.12mpa的条件下保温反应2.5h;当出水量达到理论出水量的98%以上时,完成第二酯化反应;

(3)缩聚反应:将第二酯化反应体系转移至缩聚釜中,在30min内抽真空至200pa,升温至265℃,保温反应2.6h,完成缩聚反应;

(4)出料、干燥:将缩聚产物以0.4mpa压力挤出,在10℃的水中浸渍20min,80℃烘箱干燥12h得到该复合亲水共聚酯。

对比例2

一种复合亲水共聚酯的制备方法,包括以下步骤:

(1)第一酯化反应:将对苯二甲酸158g、乙二醇99g、乙二醇锑5.1g依次加入烧杯中,机械搅拌36min得到混合浆液,通过减压法将混合浆液加入到反应釜中,以5℃/min升温至250℃,压力上升至0.5mpa,保温反应3h;当出水量达到理论出水量的90%,完成第一酯化反应;

(2)第二酯化反应:向第一酯化反应体系中补充聚乙二醇与山梨醇的混合物19.8g,在245℃、0.12mpa的条件下保温反应2.5h;当出水量达到理论出水量的98%以上时,完成第二酯化反应;

(3)缩聚反应:将第二酯化反应体系转移至缩聚釜中,加入有机蒙脱土粉体12g,在30min内抽真空至200pa,升温至265℃,保温反应2.6h,完成缩聚反应;

(4)出料、干燥:将缩聚产物以0.4mpa压力挤出,在10℃的水中浸渍20min,80℃烘箱干燥12h得到该复合亲水共聚酯。

相关指标检测:将实施例与对比例制备的复合亲水共聚酯进行了粘度、粘均相对分子质量、玻璃化温度、结晶度、取向度、回潮率的检测,具体结果见表1。

表1实施例、对比例相关指标检测结果

由上表可以看出,本发明实施例的粘度、粘均相对分子质量、结晶度、取向度指标稳定,工艺控制稳定;对比例的玻璃化温度较高,脆性较大,回潮率也较低,吸湿性不强,不适合纺丝做成纤维或织物。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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