環(huán)保超柔聚酯纖維的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種環(huán)保超柔聚酯纖維的生產(chǎn)方法。該生產(chǎn)方法包括將改性有機硅加入到由芳香族二元酸和脂肪族二元醇形成的聚酯材料生成體系中，進行原位聚合得到有機硅聚酯復合材料；對有機硅聚酯復合材料進行紡絲加工，制得聚酯纖維。按照本發(fā)明提供的方法得到的聚酯纖維具有柔順和滑爽的特性，無需對織物進行柔軟后整理，極大地減少了染整加工時有機物廢水的排放。
【專利說明】環(huán)保超柔聚酯纖維的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及紡織纖維【技術領域】，具體而言，涉及ー種環(huán)保超柔聚酯纖維的生產(chǎn)方法。
【背景技術】
[0002]近年來，人們對服裝面料的舒適性、健康性、安全性和環(huán)保性等要求越來越高。每當人們購置紡織品或服裝時，首先作出判斷的是眼睛，然后是觸感。毫無疑問，不能低估誘人的手感，它已成為ー項質(zhì)量指標，也成為主要的銷售手段。
[0003]聚酯纖維是合成纖維的最重要組成部分，因其優(yōu)良的物化性能廣泛用于紡織服裝領域。為了增加聚酯纖維服裝面料的柔韌性和舒適度，目前通常在服裝面料的染整加工過程中對聚酯纖維進行柔軟處理。該柔軟處理的過程為:將面料浸入含有柔軟劑的溶液中，浸泡一段時間，烘干后即得到柔軟的聚酯纖維服裝面料。有機硅柔軟劑具有優(yōu)異的柔軟性，是ー種廣泛使用的柔軟劑材料。S1-O鍵的鍵能比C-C鍵的鍵能(356kJ/mol)高得多，達452.2kJ/mol，這使得硅氧烷具有良好的熱穩(wěn)定性和耐老化性能。S1-O-Si鍵角很大，Si與0之間容易旋轉(zhuǎn)，使得主鏈段變得柔軟，再加上硅氧烷基團的表面能很低，促使硅氧鏈在成膜時向表面遷移。經(jīng)過有機硅處理的面料具有柔軟滑爽、豐滿有弾性等特點，適用于不同紡織品(天然纖維、合成纖維、混紡纖維等)的整理。
[0004]有機硅柔軟劑是由活性物質(zhì)(改性有機硅)、表面活性劑、水、防腐劑等物質(zhì)組成的混合物。所有的活性物質(zhì)有ー個共性之處:它們不溶于水。為了使柔軟劑的活性物質(zhì)與水互溶，需要向混合溶液中添加表面活性劑和其它助劑，通過乳化形成水溶液?？椢锝?jīng)過柔軟處理后，少量的柔軟劑和全部的助劑都要作為廢水排放棹。因此，聚酯纖維服裝面料的染整加工過程中會產(chǎn)生大量的有機廢水排放，對日益惡化的水環(huán)境也造成越來越嚴重的污染。尤其是滌綸由于缺少活性基團，分子排列緊密，表面光滑，柔軟劑的吸附量相對較棉纖維要低，耐洗性也要差，因此污水中有機物排放量更大。通常有機硅柔軟劑在織物上的吸附百分比在43%?66%，有0.5%?4%的有機硅吸附在器壁上，32%?54%的有機硅殘留在溶液中被排放掉。
[0005]壬基酚聚氧こ烯醚(NPE)在紡織生產(chǎn)中常被用作表面活性剤，被排放到環(huán)境中會迅速分解成壬基酚(NP)。壬基酚(NP)是ー種公認的環(huán)境激素，它能模擬雌激素，對生物的性發(fā)育產(chǎn)生影響，并且干擾生物的內(nèi)分泌，對生殖系統(tǒng)具有毒性。同時，壬基酚(NP)能通過食物鏈在生物體內(nèi)不斷蓄積，因此有研究表明，即便排放的濃度很低，也極具危害性。
[0006]從以上論述可以看出，有機硅柔軟劑的排放對環(huán)境具有嚴重危害，這ー問題引起了業(yè)內(nèi)的廣泛關注。例如，在申請公布號為CN102031578A的中國發(fā)明專利公開了 一種有機硅改性親水異型聚酯纖維的制造方法。該制造方法采用含有親水基團的有機硅聚醚硅油取代傳統(tǒng)聚醚，通過有機硅聚醚硅油中的反應基團與單體發(fā)生共聚合來合成有機硅改性聚酷；再將有機硅改性親水聚酯切片熔融、紡絲形成聚酯纖維。該方法雖然在一定程度上解決了柔性劑排放問題，但該方法生產(chǎn)的聚酯纖維面料仍需在染整加工中進行柔軟處理才可獲得柔軟滑爽的手感。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了減少聚酯纖維面料在染整加工過程中產(chǎn)生的有機廢水排放量并簡化生產(chǎn)工序，本發(fā)明提供了一種環(huán)保聚酯纖維的生產(chǎn)方法。該生產(chǎn)方法在聚酯合成時將改性有機硅材料加入聚合物體系，進行原位聚合，形成有機硅聚酯復合纖維材料。有機硅鏈段由于表面能低而遷移到聚合物表面，使得聚酯纖維具有柔順和滑爽的特性，無需對織物在染整加工時進行柔軟后整理，極大地減少了染整加工時大量有機物廢水的排放。
[0008]本發(fā)明提供的環(huán)保超柔聚酯纖維的制備方法包括以下步驟:將改性有機硅加入到由芳香族二元酸和脂肪族二元醇形成的聚酯材料生成體系中，進行原位聚合得到有機硅聚酯復合材料；然后對有機硅聚酯復合材料進行紡絲加工即可制得環(huán)保超柔聚酯纖維。
[0009]在本發(fā)明提供的【具體實施方式】中，該制備方法包括以下步驟:步驟SI，芳香族二元酸和脂肪族二元醇發(fā)生酯化反應，生成酯化產(chǎn)物；步驟S2，將改性有機硅加入酯化產(chǎn)物中，在反應溫度和壓力下，酯化產(chǎn)物發(fā)生縮聚反應，所述改性有機硅與縮聚產(chǎn)物進行原位聚合，得到有機硅聚酯復合材料；步驟S3，對有機硅聚酯復合材料進行紡絲加工，形成聚酯纖維。
[0010]進一步地，上述步驟SI包括:將芳香族二元酸和脂肪族二元醇以摩爾比為1:
1.1-1.8的比例，與催化劑及穩(wěn)定劑混合均勻后在酯化反應裝置中發(fā)生酯化反應。
[0011]優(yōu)選地，芳香族二元酸選自對苯二甲酸、間苯二甲酸、1，3-間苯二甲酸二乙二醇酯-5磺酸鈉、羧乙基(苯基)磷酸、環(huán)狀磷酸酯衍生物、羥基苯氧磷丙烯酸、2-羧乙基(苯基)次磷酸中的一種或兩種以上，更優(yōu)選地，芳香族二元酸為對苯二甲酸。
[0012]優(yōu)選地，脂肪族二元醇選自乙二醇、1，3丙二醇、1，2丙二醇、1，2 丁二醇、I，4 丁二醇、戊二醇、己二醇、新戊二醇、聚醚二醇中的一種或兩種以上，更優(yōu)選地，脂肪族二元醇為乙二醇。
[0013]優(yōu)選地，上述催化劑選自鈦系催化劑、銻系催化劑中的一種，或者兩種形成的復合物；穩(wěn)定劑選自亞磷酸三苯酯、磷酸三甲酯、磷酸、irganoxlOlO、irganox259、irganoxl330、irganoxB900中的一種或兩種以上。
[0014]進一步地，上述酯化反應的反應溫度為240_270°C。
[0015]進一步地，上述步驟S2包括:步驟S21，將改性有機硅與有機醇進行混合，得到改性有機硅混合液；步驟S22，將改性有機硅混合液加入到酯化產(chǎn)物中；步驟S23，在反應溫度和壓力下，酯化產(chǎn)物發(fā)生縮聚反應，同時改性有機硅與縮聚產(chǎn)物進行原位聚合，得到有機硅聚酯復合材料。
[0016]優(yōu)選地，上述改性有機硅選自聚醚改性有機硅、聚酯改性有機硅和聚醚聚酯改性有機硅中的一種或多種；更優(yōu)選地，聚醚改性有機硅中的聚醚包括聚乙二醇醚、聚丁二醇醚、聚丙二醇醚或共聚醚；聚酯改性有機硅中的聚酯包括聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己內(nèi)酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯。
[0017]優(yōu)選地，改性有機硅的添加量為所述聚酯材料生成體系總重量的0.l-10wt°/o,更優(yōu)選地，改性有機硅的添加量為0.5-3wt%。
[0018]進一步，步驟S23中的縮聚反應包括:在反應溫度為240°C _275°C，反應壓力為5000-1000Pa的條件下，進行預縮聚反應；以及在反應溫度為280°C _300°C，反應壓カ為IOOO-1OOPa的條件下，進行終縮聚反應。
[0019]進ー步地，步驟S2得到的有機硅復合共聚酯材料的特性粘度為0.5-1.2dl/g，優(yōu)選該特性粘度為0.6-0.Ulfg0
[0020]進ー步地，上述有機硅復合共聚酯材料可加工纖維的規(guī)格為0.5-50dtex。
[0021]從以上的技術方案可以看出，本發(fā)明提供的聚酯纖維的生產(chǎn)方法通過在聚酯合成時加入改性有機硅材料，進行原位聚合，形成有機硅聚酯復合纖維材料。改性有機硅中的聚醚或聚酯與聚合物體系相容而固定在聚合物中，由于有機硅鏈表面能低而遷移到聚合物表面，使得聚酯纖維具有柔順和滑爽的特性。通過本發(fā)明提供的聚酯纖維的生產(chǎn)方法無需對織物進行柔軟后整理，不但簡化了エ藝流程還極大地減少了染整加工時含大量有機物的廢水排放。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]構成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進ー步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0023]圖1示出了本發(fā)明一【具體實施方式】所提供的環(huán)保超柔聚酯纖維制備方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下文中將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0025]由【背景技術】可知，現(xiàn)有聚酯纖維面料及其混紡面料柔軟處理工藝中存在有機廢水過多，生產(chǎn)エ藝繁瑣的技術問題。本發(fā)明的發(fā)明人針對上述問題進行研究，創(chuàng)造性地提出通過在聚酯合成時加入改性有機硅材料進行原位聚合，形成有機硅聚酯復合纖維材料。具體而言，該環(huán)保超柔聚酯纖維的制備方法包括以下步驟:將改性有機硅加入到由芳香族ニ元酸和脂肪族ニ元醇形成的聚酯材料生成體系中，進行原位聚合得到有機硅聚酯復合材料；然后對有機硅聚酯復合材料進行紡絲加工即可制得環(huán)保超柔聚酯纖維。這里所指的改性有機硅是指具有與聚酯纖維相容部分以及有機硅鏈部分的改性有機硅，例如，有機硅聚醚、有機硅聚酯或有機硅聚醚酷。由于改性有機硅中與聚酯纖維相容的部分(例如，聚醚或聚酷)能與聚合物體系相容而固定在聚合物中，而有機硅鏈表面能低而遷移到聚合物表面，使得由其制得的聚酯纖維具有柔順和滑爽的特性。
[0026]在這里需要說明的是，由芳香族ニ元酸和脂肪族ニ元醇形成的聚酯材料生成體系所發(fā)生的反應包括酯化反應和縮聚反應，改性有機硅可以在發(fā)生酯化反應時即打漿過程中加入反應體系，也可以在酯化反應后縮聚反應前加入反應體系，視生產(chǎn)裝備而定，例如，連續(xù)聚合裝置采用酯化后加入更有利于獲得好的色相。
[0027]按照上述方法得到的聚酯纖維具有柔順和滑爽的特性，無需將加工的面料在染整加工中加入柔軟劑進行柔軟處理，極大地減少了染整加工時大量有機廢水的排放。
[0028]現(xiàn)在，將參照附圖更詳細地描述根據(jù)本申請的示例性實施方式。然而，這些示例性實施方式可以由多種不同的形式來實施，并且不應當被解釋為只限于這里所闡述的實施方式。應當理解的是，提供這些實施方式是為了使得本申請的公開徹底且完整，并且將這些示例性實施方式的構思充分傳達給本領域普通技術人員，在附圖中，為了清楚起見，擴大了層和區(qū)域的厚度，并且使用相同的附圖標記表示相同的器件，因而將省略對它們的描述。
[0029]圖1示出了本發(fā)明一【具體實施方式】所提供的環(huán)保超柔聚酯纖維制備方法流程示意圖。
[0030]如圖1所示，首先實施步驟SI，芳香族二元酸和脂肪族二元醇發(fā)生酯化反應，生成酯化產(chǎn)物；S2，將改性有機硅加入酯化產(chǎn)物中，然后芳香族二元酸和脂肪族二元醇形成的聚酯材料生成體系發(fā)生縮聚反應，改性有機硅與縮聚產(chǎn)物進行原位聚合，得到有機硅聚酯復合材料；最后實施步驟S3，對有機硅聚酯復合材料進行紡絲加工，從而形成聚酯纖維。從以上步驟可以看出，本發(fā)明通過原位聚合，在聚酯合成過程中加入有機硅改性劑合成出有機硅聚醚復合材料，使得制得的聚酯纖維具有柔順和滑爽的特性。通過本發(fā)明提供的聚酯纖維生產(chǎn)的織物無需對織物進行柔軟后整理，面料就具有柔軟和滑爽的特性，不但簡化了工藝流程還極大地減少了染整加工時含大量有機物的廢水排放。
[0031]下面將針對各步驟，詳細闡述各步驟的具體工藝流程。
[0032]對于步驟SI，芳香族二元酸和脂肪族二元醇發(fā)生酯化反應生成酯化產(chǎn)物。在本發(fā)明所提供的具體方式中，該步驟包括:將摩爾比為1:1.1-1.8的芳香族二元酸和脂肪族二元醇、催化劑和穩(wěn)定劑混合均勻，然后加入酯化反應裝置中，在240°C _270°C下進行酯化反應；優(yōu)選地，將酯化率控制在> 85%，這有利于縮聚反應的進行和獲得合適的分子量及其分子量分布的復合聚酯樹脂。
[0033]優(yōu)選地，采用的芳香族二元酸選自對苯二甲酸、間苯二甲酸、1，3-間苯二甲酸二乙二醇酯-5磺酸鈉、羧乙基(苯基)磷酸、環(huán)狀磷酸酯衍生物、羥基苯氧磷丙烯酸、2-羧乙基(苯基)次磷酸中的一種或兩種以上，其中更優(yōu)選對苯二甲酸。
[0034]優(yōu)選地，采用的脂肪族二元醇選自乙二醇、1，3丙二醇、1，2丙二醇、1，2 丁二醇、I，4 丁二醇、戊二醇、己二醇、新戊二醇、聚醚二醇中的一種或兩種以上，更優(yōu)選乙二醇。
[0035]優(yōu)選地，采用的催化劑選自鈦系催化劑(例如鈦酸酯)、醋酸類催化劑(如醋酸銻)中的一種或兩種組成的復合物；采用的穩(wěn)定劑選自亞磷酸三苯酯、磷酸三甲酯、磷酸、irganoxlOlO (四[3-(3，5-二叔丁基-4-輕苯基)丙酸]季戍醇酯)、irganox259 (己二醇雙[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯)、irganoxl330 (1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5- 二叔丁基-4-羥基芐基)苯)、irganoxB900中的一種或兩種以上。更優(yōu)選醋酸銻。
[0036]完成步驟SI之后，實施步驟S2，將改性有機硅加入所述酯化產(chǎn)物中，混合均勻，在反應溫度和壓力下，所述酯化產(chǎn)物發(fā)生縮聚反應，改性有機硅與縮聚產(chǎn)物進行原位聚合，得到有機硅聚酯復合材料。在本發(fā)明提供的【具體實施方式】中，該步驟包括:
[0037]步驟S21，將改性有機硅與有機醇進行混合，得到改性有機硅混合液。其中，改性有機硅在改性有機硅混合液中的體積分數(shù)為20-80% ；
[0038]步驟S22，將改性有機硅混合液加入到酯化產(chǎn)物中，其中改性有機硅占聚酯材料生成體系總重量的0.l-10wt%，優(yōu)選為0.5-3wt% ;在實際操作中，改性有機硅的加入量也可以芳香族二元酸和脂肪族二元醇反應生成的復合物樹脂(聚合物)為重量基準，以0.l-10wt%，優(yōu)選為0.5-3wt%的比例加入到聚酯材料生成體系中。
[0039]步驟S23，在反應溫度和壓力下，酯化產(chǎn)物發(fā)生縮聚反應，同時改性有機硅與縮聚產(chǎn)物進行原位聚合，得到有機硅聚酯復合材料。這所指的反應溫度和壓カ為聚酯材料制備過程中常用的溫度和壓力，例如，溫度可以在200°C至300°C之間，壓カ可以在IOOPa至5000Pa之間，在此就不再贅述了。
[0040]優(yōu)選地，上述縮聚反應包括以下過程:在反應溫度為240°C _275°C，反應壓カ為5000-1000Pa的條件下進行預縮聚反應；然后，在反應溫度為280°C -300°C，反應壓カ為IOOO-1OOPa的條件下，進行終縮聚反應。
[0041]優(yōu)選地，上述改性有機硅選自聚醚改性有機硅、聚酯改性有機硅和聚醚聚酯改性有機硅中的ー種或兩種以上；上述聚醚改性有機硅的聚醚包含聚こニ醇醚、聚丁ニ醇醚、聚丙ニ醇醚或共聚醚；上述聚酯改性有機硅中的聚酯包含聚己ニ酸丁ニ醇酯、聚己ニ酸こニ醇酯、聚己內(nèi)酷、聚對苯ニ甲酸こニ醇酷、聚對苯ニ甲酸丁ニ醇酷。選用聚酯或聚醚改性有機硅是為獲得與聚合物體系有良好的相容性。
[0042]完成步驟S2之后，就可以得到有機硅聚酯復合材料了。然后按照常規(guī)紡絲加工エ藝對有機硅聚酯復合材料進行方式加工，即可得到本發(fā)明所提供的聚酯纖維，也就完成了步驟S3的實施。因為本發(fā)明采用的紡絲加工エ藝均為常規(guī)技術手段，在此就不再贅述了。優(yōu)選地，當步驟S2生成的有機硅聚酯復合材料的特性粘度為0.5-1.2dl/g吋，更優(yōu)選為0.6-0.7dl/g時，就可以對復合聚酯進行紡絲加工，形成聚酯纖維。所得到的聚酯纖維的線密度為0.5-50dteX，并且具有柔順和滑爽的特性。
[0043]以下將以具體實施例進ー步說明本發(fā)明所提供的聚酯纖維的生產(chǎn)方法。
[0044]實施例1
[0045]將摩爾比為1:1.1的對苯ニ甲酸和こニ醇，催化劑醋酸銻和穩(wěn)定劑亞磷酸三苯酯加入到混料裝置，混合均勻后加入酯化反應器進行酯化反應。當酯化率達到90%吋，將混合在こニ醇中的聚こニ醇醚改性有機硅加入反應器，其中聚こニ醇醚改性有機硅在混合液中的體積分數(shù)為20%，聚醚改性有機硅的加入量為聚酯材料生成體系總重量的lwt%?；旌暇鶆蚝筮M行預縮聚反應，反應溫度為240°C，壓カ為900Pa，當酯化率達到85%時進行預縮聚反應，預縮聚反應結束后進行終縮聚反應，反應溫度為280°C，壓カ為200Pa。當特性粘度為0.6dl/g吋，出料、擠出、切粒得到復合聚酯樹脂。樹脂經(jīng)過紡絲加工形成纖維材料。
[0046]實施例2
[0047]將摩爾比為1:1.1的對苯ニ甲酸和こニ醇，催化劑醋酸銻和穩(wěn)定劑亞磷酸三苯酯加入混料裝置，混勻后加入酷化反應器進行酯化反應，酷化率達到90%以上吋，將混合在こニ醇中的聚己ニ酸丁ニ醇酯改性硅加入體系，其中聚己ニ酸丁ニ醇酯改性硅在混合液中的體積分數(shù)為40%，聚己ニ酸丁ニ醇酯改性硅的加入量以對苯ニ甲酸和こニ醇反應生成的復合物樹脂總重量的2wt%。混合均勻后進行預縮聚反應，反應溫度為255°C，壓カ為900Pa。預縮聚反應結束后進行終縮聚反應，反應溫度為290°C，壓カ為150Pa。當特性粘度為0.6dl/g吋，出料、擠出、切粒得到復合聚酯樹脂。樹脂經(jīng)過紡絲加工形成纖維材料。
[0048]實施例3
[0049]將摩爾比為1:1.2的對苯ニ甲酸和こニ醇，催化劑醋酸銻和穩(wěn)定劑亞磷酸三苯酷加入混料裝置，混勻后加入酷化反應器進行酯化反應，酷化率達到85%以上吋，將混合在こニ醇中的聚己ニ酸丁ニ醇酯改性硅加入體系，其中聚己ニ酸丁ニ醇酯改性硅在混合液中的體積分數(shù)為40%，聚酯聚醚改性有機硅以對苯ニ甲酸和こニ醇反應生成的復合物樹脂總重量的3wt%加入反應體系中?；旌暇鶆蚝筮M行預縮聚反應,反應溫度為255°C,壓カ為900Pa。預縮聚反應結束后進行終縮聚反應，反應溫度為290°C，壓カ為150Pa。當特性粘度為0.6dl/g吋，出料、擠出、切粒得到復合聚酯樹脂。樹脂經(jīng)過紡絲加工形成纖維材料。
[0050]實施例4
[0051]將摩爾比為1:1.1的對苯二甲酸和乙二醇，催化劑醋酸銻和穩(wěn)定劑亞磷酸三苯酯加入混料裝置，混勻后加入酷化反應器進行酯化反應，酷化率達到93%以上吋，將混合在こ二醇中的聚丁二醇醚改性有機硅和聚己二酸乙二醇酯改性有機硅按1:1的混合比例加入體系，改性有機硅含量占聚酯材料生成體系總重量的5%?；旌暇鶆蚝筮M行預縮聚反應，反應溫度為255°C，壓カ為900Pa。預縮聚反應結束后進行終縮聚反應，反應溫度為290°C，壓カ為150Pa。當特性粘度為0.6dl/g吋，出料、擠出、切粒得到復合聚酯樹脂。樹脂經(jīng)過紡絲加エ形成纖維材料。
[0052]實施例5
[0053]將摩爾比為1:1.8的對苯二甲酸和丁二醇,催化劑鈦酸酯和穩(wěn)定劑irganoxlOlO加入混合器，混合均勻后進入在酯化反應器進行酯化反應，反應溫度為230°C，壓カ為:78kpa,反應酯化率達到97%以上，將混合在丁二醇中的聚丁二醇醚改性有機硅加入體系，聚丁二醇醚改性有機硅含量占聚酯材料生成體系總重量的3wt%?；旌暇鶆蚝筮M行預縮聚反應，反應溫度為240°C，壓カ為1200kpa，反應一定時間后，進行終縮聚反應，反應溫度為245度，壓カ為140pa。當特性粘度為1.0dl/g時，出料、擠出、切粒得到復合聚酯樹脂。樹脂經(jīng)過紡絲加工形成纖維材料。
[0054]實施例6
[0055]將摩爾比為1:1.8的對苯二甲酸和1.3丙二醇，催化劑鈦酸酯和穩(wěn)定劑irganoxlOlO加入混料裝置,混勻后加入酯化反應裝置進行酯化反應，酯化率達到96%后，將混合在丙二醇中的聚丙二醇醚改性有機硅加入體系，聚丙二醇醚改性有機硅含量以對苯二甲酸和1.3丙二醇反應生成的復合物樹脂總重量的0.5wt%加入反應體系中。混合均勻后進行預縮聚反應，反應溫度為250°C,壓カ為3000pa。預縮聚結束后進行終縮聚反應,反應溫度為260°C，壓カ為100pa。當特性粘度為1.ldl/g吋，出料、擠出、切粒得到復合聚酯樹脂。樹脂經(jīng)過紡絲加工形成纖維材料。
[0056]實施例7
[0057]將摩爾比為1:1.1的對苯二甲酸和乙二醇，催化劑醋酸銻和穩(wěn)定劑亞磷酸三苯酯加入混料裝置，混勻后加入酷化反應器進行酯化反應，酷化率達到90%以上吋，將混合在丙二醇中的聚丙二醇醚改性硅和占總酸摩爾比3%的1，3-間苯二甲酸二乙二醇酯_5磺酸鈉加入體系，聚丙二醇醚改性硅以對苯二甲酸和乙二醇反應生成的復合物樹脂總重量的2wt%加入?；旌暇鶆蚝筮M行預縮聚反應，反應溫度為255°C,壓カ為900Pa。預縮聚反應結束后進行終縮聚反應，反應溫度為290°C，壓カ為IOOPa.當特性粘度為0.6dl/g吋，出料、擠出、切粒得到復合聚酯樹脂。樹脂經(jīng)過紡絲加工形成纖維材料。紡制的纖維具有陽離子可染性倉^:。
[0058]實施例8
[0059]將摩爾比為1:1.1的對苯二甲酸和乙二醇，催化劑醋酸銻和穩(wěn)定劑亞磷酸三苯酯加入混料裝置，混勻后加入酷化反應器進行酯化反應，酷化率達到90%以上吋，將混合在こ二醇中的聚乙二醇醚改性有機硅和占總重量8%的聚乙二醇醚加入體系，聚乙二醇醚改性有機硅的加入量為對苯二甲酸和乙二醇反應生成的復合物樹脂總重量的0.5wt%?；旌暇鶆蚝筮M行預縮聚反應，反應溫度為255°C,壓カ為900Pa。預縮聚反應結束后進行終縮聚反應，反應溫度為290°C，壓カ為180Pa。當特性粘度為0.9dl/g吋，出料、擠出、切粒得到復合聚酯樹脂。樹脂經(jīng)過紡絲加工形成纖維材料。紡制的纖維具有親水性能。
[0060]實施例9
[0061]將摩爾比為1:1.1的對苯二甲酸和乙二醇，催化劑醋酸銻和穩(wěn)定劑irganoxlOlO加入混料裝置，混勻后加入酷化反應器進行酯化反應，酷化率達到90%以上吋，將混合在丁二醇中的聚丁二醇醚改性有機硅、占總重量5%的聚乙二醇醚和占總酸摩爾數(shù)3%的1，3-間苯二甲酸乙二醇酯_5磺酸鈉加入體系，聚丁二醇醚改性有機硅的加入量為對苯二甲酸和乙二醇反應生成的復合物樹脂總重量的lwt%。混合均勻后進行預縮聚反應，反應溫度為255°C，壓カ為900Pa。預縮聚反應結束后進行終縮聚反應，反應溫度為290°C，壓カ為240Pa。當特性粘度為0.6dl/g吋，出料、擠出、切粒得到復合聚酯樹脂。樹脂經(jīng)過紡絲加工形成纖維材料。紡制的纖維具有常壓染色性能。
[0062]實施例10
[0063]將摩爾比為1:1.1的對苯二甲酸和乙二醇，催化劑醋酸銻和穩(wěn)定劑亞磷酸三苯酯加入混料裝置，混勻后加入酷化反應器進行酯化反應，酷化率達到90%以上吋，將混合在こ二醇中的聚乙二醇醚改性有機硅和占總酸摩爾比5%的CEPA (2-羧乙基(苯基)次磷酸)加入體系，聚乙二醇醚改性有機硅的加入量為對苯二甲酸和乙二醇反應生成的復合物樹脂總重量的2wt%?；旌暇鶆蚝筮M行預縮聚反應,反應溫度為255°C,壓カ為900Pa。預縮聚反應結束后進行終縮聚反應，反應溫度為290°C，壓カ為lOOPa。當特性粘度為0.7dl/g時，出料、擠出、切粒得到復合聚酯樹脂。樹脂經(jīng)過紡絲加工形成纖維材料。紡制的纖維具有阻燃性能，極限氧指數(shù)達30以上。
[0064]將實施例1、2、7和9的原位有機硅復合聚酯分別進行紡絲加工，加工出纖維規(guī)格為100D\72F牽伸絲，通過強カ儀測試所制得纖維的拉伸強度和斷裂伸長率，測試結果請見表1。從表1可以看出，按照本發(fā)明提供的方法制備的聚酯纖維具有很高的拉伸強度和斷裂伸長率，其數(shù)值與同規(guī)格普通滌綸纖維相當，這表明所制得聚酯纖維具有較好的韌性和柔性。另外，所制得聚酯纖維具有普通滌綸纖維沒有的柔軟和順滑的特性，無需在染整加工中進行柔軟處理。
[0065]表1
[0066]
【權利要求】
1.一種環(huán)保超柔聚酯纖維的制備方法，其特征在于，將改性有機硅加入到由芳香族二元酸和脂肪族二元醇形成的聚酯材料生成體系中，進行原位聚合得到有機硅聚酯復合材料；對所述有機硅聚酯復合材料進行紡絲加工，制得聚酯纖維。
2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟: 步驟SI，芳香族二元酸和脂肪族二元醇發(fā)生酯化反應，生成酯化產(chǎn)物； 步驟S2，將改性有機硅加入所述酯化產(chǎn)物中，在反應溫度和壓カ下，所述酯化產(chǎn)物發(fā)生縮聚反應，所述改性有機硅與縮聚產(chǎn)物進行原位聚合，得到有機硅聚酯復合材料； 步驟S3，對所述有機硅聚酯復合材料進行紡絲加工，制得聚酯纖維。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟SI包括:將所述芳香族二元酸和脂肪族二元醇以摩爾比為1:1.1-1.8的比例，與催化劑及穩(wěn)定劑混合均勻后在酷化反應裝置中發(fā)生酯化反應。
4.根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述芳香族二元酸選自對苯二甲酸、間苯二甲酸、1，3_間苯二甲酸二乙二醇酯-5磺酸鈉、羧乙基(苯基)磷酸、環(huán)狀磷酸酯衍生物、羥基苯氧磷丙烯酸、2-羧乙基(苯基)次磷酸中的ー種或兩種以上，優(yōu)選為對苯二甲酸。
5.根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在干，所述脂肪族二元醇選自乙二醇、1，3丙二醇、1，2丙二醇、1，2 丁二醇、1，4 丁二醇、戊二醇、己二醇、新戊二醇、聚醚二醇中的ー種或兩種以上，優(yōu)選為乙二醇。
6.根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述催化劑選自鈦系催化劑、銻系催化劑中的ー種，或者兩種形成的復合物；所述穩(wěn)定劑選自亞磷酸三苯酯、磷酸三甲酯、磷酸、irganoxlOlO、irganox25`9、irganoxl330、irganoxB900 中的一種或兩種以上。
7.根據(jù)權利要求2至6中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述酯化反應的反應溫度為 240-270°C。
8.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2包括， 步驟S21，將所述改性有機硅與有機醇進行混合，得到改性有機硅混合液； 步驟S22，將所述改性有機硅混合液加入到所述酯化產(chǎn)物中； 步驟S23，在反應溫度和壓カ下，所述酯化產(chǎn)物發(fā)生縮聚反應，同時所述改性有機硅與縮聚產(chǎn)物進行原位聚合，得到所述有機硅聚酯復合材料。
9.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述改性有機硅選自聚醚改性有機硅、聚酯改性有機硅和聚醚聚酯改性有機硅中的ー種或多種。
10.根據(jù)權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述聚醚改性有機硅中的聚醚包括聚乙二醇醚、聚丁二醇醚、聚丙二醇醚硅或共聚醚。
11.根據(jù)權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述聚酯改性有機硅中的聚酯包括聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己內(nèi)酷、聚對苯二甲酸乙二醇酷、聚對苯二甲酸丁二醇酷。
12.根據(jù)權利要求9至11中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述改性有機硅的添加量為所述聚酯材料生成體系總重量的0.l_10wt%，其中優(yōu)選為0.5-3wt%。
13.根據(jù)權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S23中的縮聚反應包括: 在反應溫度為240°C _275°C，反應壓カ為5000-1000Pa的條件下，進行預縮聚反應； 以及在反應溫度為280°C _300°C，反應壓力為1000-1OOPa的條件下，進行終縮聚反應。
14.根 據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述有機硅聚酯復合材料的特性粘度為0.5-1.2dl/g，優(yōu)選所述特性粘度為0.6-0.7dl/g。
【文檔編號】D01F6/92GK103603086SQ201310575238
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權日:2013年11月15日
【發(fā)明者】楊喆, 李志勇, 陳偉, 鐘淑芳 申請人:中國紡織科學研究院