專利名稱：一種堿溶性聚酯切片及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過常規(guī)紡絲的方法紡制常規(guī)紡絲無法實現(xiàn)的超細纖維的堿溶性聚酯切片及其制備方法(常規(guī)纖維的纖度一般在1.6分特以上，而超細纖維的纖度一般在0.06分特以下)。
背景技術(shù)：
作為一種新型聚合材料—鹼溶性聚酯切片，在日、美、法等國家已經(jīng)研究多年，并在紡織、涂料、電子等領(lǐng)域有一定的應(yīng)用，特別是二十世紀(jì)九十年代中期以后。在國內(nèi)，北京服裝學(xué)院，浙江大學(xué)、東華大學(xué)以及大連合成纖維研究所等十多個院校和科研機構(gòu)在進行研究、開發(fā)，并取得一定的科研成果，同時也進行了小批量的試生產(chǎn)，但在化纖領(lǐng)域，科研成果向工業(yè)化轉(zhuǎn)化不理想，只能提供小批量堿溶性切片，國內(nèi)開工的海島纖維生產(chǎn)只能依賴于進口堿溶性切片。而且國內(nèi)所能提供的小批量堿溶性切片性能不穩(wěn)定，可紡性差，結(jié)晶也不理想，因此，在結(jié)晶干燥過程中也存在一定的難度。尤其是可紡性差的問題是致命的問題，因為聚酯切片如果可紡性不好，其它一切都無從談起，也就是說，可紡性是評價聚酯切片性能優(yōu)劣的首要條件。據(jù)國內(nèi)、外有關(guān)資料介紹，該切片生產(chǎn)過程中所加入的間苯二甲酸磺酸鈉，這是一個比較共同的特點，但其它輔助填加劑的填加劑量、加入方式、如何加入以及工藝條件等都未曾見過詳細報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)制備一種堿溶性聚酯切片，利用這種切片紡制常規(guī)紡絲的方法無法實現(xiàn)的超細纖維(常規(guī)纖維的纖度一般在1.6分特以上，而超細纖維的纖度一般在0.06分特以下)。
本發(fā)明技術(shù)方案是原料配比精對苯二甲酸與乙二醇的摩爾比為1∶1.22-1.3；三氧化二銻作催化劑，加入量為成品中銻含量為150ppm，間苯二甲酸二甲醇酯-5磺酸鈉(SIPM)含量為成品的5.45％，醋酸鈣的投入量為SIPM的0.45％，醋酸鈉的投入量為SIPM的0.06％，抗氧劑-1010在成品中含量為1000ppm；工藝說明30升中試反應(yīng)酯化釜工藝在酯化釜中按上述比例投入精對苯二甲酸、乙二醇和催化劑，系統(tǒng)升溫至240℃，緩慢反應(yīng)，并隨時注意塔頂溫度，當(dāng)塔頂溫度由室溫升至50℃時，關(guān)小塔頂排氣閥，使酯化釜壓力控制在0.25MP至3.0MP；當(dāng)反應(yīng)出水量達到1.075kg(此時系統(tǒng)溫度在250±5℃)，加入0.2L乙二醇對低聚物解聚均化，內(nèi)溫控制在255±5℃，反應(yīng)時間30分鐘后，再加入SIPM及鈉、鈣的醋酸鹽繼續(xù)反應(yīng)；當(dāng)甲醇達到0.5L時，將物料導(dǎo)入縮聚釜，此時物料溫度為260℃左右，然后緩慢進入低真空，當(dāng)從冷凝器脖徑中用肉眼幾乎觀察不到氣量時，低真空的時間約為30分鐘，開始進入高真空，真空度為在20Pa左右，此時反應(yīng)外溫控制在280℃，反應(yīng)40到50分鐘時，系統(tǒng)內(nèi)溫開始由260℃逐漸升至275℃，再反應(yīng)10分鐘溫度開始上升，達到或超過夾套溫度，縮聚反應(yīng)開始，因為縮聚反應(yīng)是典型的放熱反應(yīng)，當(dāng)內(nèi)溫第三次超過外溫后開始下降，約20分鐘攪拌功率升至150瓦，起始功率在111瓦到113瓦之間，反應(yīng)溫度約在272到278℃之間，這時反應(yīng)結(jié)束，開始出料切粒；20立方米大酯化釜反應(yīng)工藝先在酯化釜投入2000kg聚對苯二甲酸乙二醇酯，然后加入400L乙二醇，再在打漿釜按上述摩爾比將精對苯二甲酸、乙二醇、抗氧劑投入，混合充分后導(dǎo)入酯化釜，酯化釜內(nèi)溫控制在255±5℃；當(dāng)酯化水達到1075kg后，將物料導(dǎo)入二酯化釜，加入230L乙二醇對低聚物解聚均化，內(nèi)溫控制在255±5℃，反應(yīng)時間40分鐘后，再加入SIPM及鈉、鈣的醋酸鹽繼續(xù)反應(yīng)；當(dāng)甲醇接收量達到33.3L后，再將物料由二酯化釜導(dǎo)入縮聚釜，此時物料溫度為260℃左右，啟動縮聚攪拌器，當(dāng)縮聚系統(tǒng)溫度達到262℃時，開始建立真空程序，緩慢抽真空，先進入低真空程序，55min后進入高真空程序，當(dāng)物料達到280±2℃后，停止加熱保持恒溫，當(dāng)達到出料功率時，停止攪拌，開始出料造粒。
30升中試反應(yīng)酯化釜和20立方米大釜的主要區(qū)別之一是大酯化釜需要制備母液，酯化為常壓反應(yīng)；而小酯化釜是直接酯化帶壓反應(yīng)；區(qū)別之二是大縮聚釜攪拌能力比小縮聚釜攪拌能力低，這主要是原始設(shè)計原因，正是因為攪拌能力的區(qū)別，致使兩種成品的粘度有所區(qū)別，這在下列給出的實驗數(shù)據(jù)表中可以看出，但對后加工紡絲及其成品性能方面都沒有明顯區(qū)別。
實驗數(shù)據(jù)表1.切片的主要物理指標(biāo)

表2.切片的DSC差熱分析

1.紡絲POY280分特、72孔、37島(30/70)纖維的物理機械性能測試指標(biāo)(因為中試數(shù)量太小，所以只紡放大實驗的切片)。
表3POY280纖維的物理機械性能

4.堿減量測試本發(fā)明對放大實驗產(chǎn)品的POY絲(海/島＝30/70)先織成襪帶，再進行堿減量實驗，其堿減量為29.8，完全符合要求。
精對苯二甲酸法直接酯化，工藝簡單，原料易得，可紡性良好，染織工藝實施簡單易行，成品效果良好，可直接工業(yè)化。
具體實施例方式
實施例130升中試反應(yīng)釜工藝原料配比精對苯二甲酸5kg乙二醇2.428kg三氧化二銻作催化劑，加入量為1.05g間苯二甲酸二甲醇酯-5磺酸鈉(SIPM)310g醋酸鈣1.39g醋酸鈉0.18g抗氧劑1010 5.8g在酯化釜中按上述比例投入精對苯二甲酸、乙二醇和催化劑，系統(tǒng)升溫至240℃，緩慢反應(yīng)，并隨時注意塔頂溫度，當(dāng)塔頂溫度由室溫升至50℃時，關(guān)小塔頂排氣閥，使酯化釜壓力控制在0.25MP至3.0MP；當(dāng)反應(yīng)出水量達到1.08kg(此時系統(tǒng)溫度在250±5℃)，加入0.23L乙二醇對低聚物解聚均化，內(nèi)溫控制在255±5℃，反應(yīng)時間30分鐘后，再加入SIPM及鈉、鈣的醋酸鹽繼續(xù)反應(yīng)；當(dāng)甲醇達到0.033L接收量后，將物料導(dǎo)入縮聚釜，此時物料溫度為260℃左右，然后緩慢進入低真空，當(dāng)從冷凝器脖徑中用肉眼幾乎觀察不到氣量時，低真空的時間約為30分鐘，開始進入高真空，真空度為在20Pa左右，此時反應(yīng)外溫控制在280℃，反應(yīng)40到50分鐘時，系統(tǒng)內(nèi)溫開始由260℃逐漸升至275℃，再反應(yīng)10分鐘溫度開始上升，達到或超過夾套溫度，縮聚反應(yīng)開始，因為縮聚反應(yīng)是典型的放熱反應(yīng)，當(dāng)內(nèi)溫第三次超過外溫后開始下降，約20分鐘攪拌功率升至150瓦，起始功率在111瓦到113瓦之間，反應(yīng)溫度約在272到278℃之間，這時反應(yīng)結(jié)束，開始出料切粒。
實施例220立方米反應(yīng)釜放大試驗工藝原料配比精對苯二甲酸5000kg乙二醇2428kg三氧化二銻1050g間苯二甲酸二甲醇酯-5磺酸鈉(SIPM)310kg醋酸鈣1.39kg醋酸鈉0.18kg抗氧劑-1010 58kg先在酯化釜投入2000kg聚對苯二甲酸乙二醇酯，然后加入400L乙二醇，再在打漿釜按上述配比將精對苯二甲酸、乙二醇、抗氧劑-1010投入，混合充分后導(dǎo)入酯化釜，酯化釜內(nèi)溫控制在255±5℃；當(dāng)酯化水達到1075kg后，將物料導(dǎo)入二酯化釜，加入230kg乙二醇對低聚物解聚均化，內(nèi)溫控制在255±5℃，反應(yīng)時間40分鐘后，再加入SIPM及鈉、鈣的醋酸鹽繼續(xù)反應(yīng)；當(dāng)甲醇接收量達到33.3L后，再將物料由二酯化釜導(dǎo)入縮聚釜，此時物料溫度為260℃左右，啟動縮聚攪拌器，當(dāng)縮聚系統(tǒng)溫度達到262℃時，開始建立真空程序，緩慢抽真空，先進入低真空程序，55min后進入高真空程序，當(dāng)物料達到280±2℃后，停止加熱保持恒溫，當(dāng)達到出料功率時，停止攪拌，開始出料造粒。
權(quán)利要求
1.一種堿溶性聚酯切片的制備方法，其特征在于原料配比精對苯二甲酸與乙二醇的摩爾比為1∶1.22-1.3，三氧化二銻作催化劑，加入量為成品中銻含量為150ppm，間苯二甲酸二甲醇酯-5磺酸鈉(SIPM)含量為成品的5.45％，醋酸鈣的投入量為SIPM的0.45％，醋酸鈉的投入量為SIPM的0.06％，抗氧劑-1010在成品中含量為1000ppm；工藝在酯化釜中按上述比例投入精對苯二甲酸、乙二醇和催化劑，系統(tǒng)升溫至240℃，緩慢反應(yīng)，并隨時注意塔頂溫度，當(dāng)塔頂溫度由室溫升至50℃時，關(guān)小塔頂排氣閥，使酯化釜壓力控制在0.25MP至3.0MP；當(dāng)反應(yīng)出水量達到要求時，此時系統(tǒng)溫度在250±5℃，加入0.23L乙二醇對低聚物解聚均化，內(nèi)溫控制在255±5℃，反應(yīng)時間30分鐘后，再加入SIPM及鈉、鈣的醋酸鹽繼續(xù)反應(yīng)；當(dāng)甲醇達到接收量達到0.033L后，將物料導(dǎo)入縮聚釜，此時物料溫度為260℃左右，然后緩慢進入低真空，當(dāng)從冷凝器脖徑中用肉眼幾乎觀察不到氣量時，低真空的時間約為30分鐘，開始進入高真空，真空度為在20Pa左右，此時反應(yīng)外溫控制在280℃，反應(yīng)40到50分鐘時，系統(tǒng)內(nèi)溫開始由260℃逐漸升至275℃，再反應(yīng)10分鐘溫度開始上升，達到或超過夾套溫度，縮聚反應(yīng)開始，因為縮聚反應(yīng)是典型的放熱反應(yīng)，當(dāng)內(nèi)溫第三次超過外溫后開始下降，約20分鐘攪拌功率升至150瓦，起始功率在111瓦到113瓦之間，反應(yīng)溫度約在272到278℃之間，這時反應(yīng)結(jié)束，開始出料切粒；或先在酯化釜投入2000kg聚對苯二甲酸乙二醇酯，然后加入400L乙二醇后，再在打漿釜按上述摩爾比將精對苯二甲酸、乙二醇、抗氧劑投入，混合充分后導(dǎo)入酯化釜，酯化釜內(nèi)溫控制在255±5℃；當(dāng)酯化水達到1075kg后，將物料導(dǎo)入二酯化釜，加入230L乙二醇對低聚物解聚均化，內(nèi)溫控制在255±5℃，反應(yīng)時間40分鐘后，再加入SIPM及鈉、鈣的醋酸鹽繼續(xù)反應(yīng)；當(dāng)甲醇接收量達到33.3L，再將物料由二酯化釜導(dǎo)入縮聚釜，此時物料溫度為260℃左右，啟動縮聚攪拌器，當(dāng)、系統(tǒng)溫度達到262℃時，開始建立真空程序，緩慢抽真空，先進入低真空程序，55min后進入高真空程序，當(dāng)物料達到280±2℃后，停止加熱保持恒溫，當(dāng)達到出料功率時，停止攪拌，開始出料造粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堿溶性聚酯切片的制備方法制備的堿溶性聚酯切片，其特征在于它是由精對苯二甲酸與乙二醇的摩爾比為1∶1.22-1.3，三氧化二銻作催化劑，加入量為成品中銻含量為150ppm，間苯二甲酸二甲醇酯-5磺酸鈉(SIPM)含量為成品的5.45％，醋酸鈣的投入量為SIPM的0.45％，醋酸鈉的投入量為SIPM的0.06％，抗氧劑-1010在成品中含量為1000ppm，經(jīng)酯化、縮聚構(gòu)成的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過常規(guī)紡絲的方法紡制常規(guī)紡絲無法實現(xiàn)的超細纖維堿溶性聚酯切片，常規(guī)纖維的纖度一般在1.6分特以上，而超細纖維的纖度一般在0.06分特以下，按精對苯二甲酸與乙二醇的摩爾比為1∶1.3，三氧化二銻作催化劑，加入量為成品中銻含量為150ppm，間苯二甲酸二甲醇酯－5磺酸鈉(SIPM)含量為成品的5.45％，醋酸鈣的投入量為SIPM的0.45％，醋酸鈉的投入量為SIPM的0.06％，抗氧劑－1010在成品中含量為1000ppm配料，進行酯化和縮聚，得到的產(chǎn)品，工藝簡單，原料易得，可紡性良好，染織工藝實施簡單易行，成品效果良好，可直接工業(yè)化。
文檔編號D01F6/62GK1772789SQ20041009095
公開日2006年5月17日 申請日期2004年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月12日
發(fā)明者柳風(fēng)平, 王志軍, 崔廣州, 姜濤, 李學(xué)峰, 陳延明, 李業(yè)山 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油遼陽石油化纖公司