一種原液著色制備環(huán)保聚酯纖維的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聚酯纖維制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種原液著色制備環(huán)保聚酯纖維的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]原液著色滌綸纖維就是先對聚酯熔體著色后再進行紡絲而成的纖維，與常規(guī)染色方法相比，原液著色纖維不再需要進行后道染色，降低了纖維色絲的生產(chǎn)成本，減少了水和能源的消耗，節(jié)能減排優(yōu)勢明顯，同時，原液著色技術(shù)生產(chǎn)的著色纖維顏色均勻、色牢度高，原液著色技術(shù)符合循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的要求，國家相關(guān)部門倡導(dǎo)在紡織產(chǎn)業(yè)進行大力推廣。
[0003]目前，原液著色技術(shù)在實際生產(chǎn)過程中也存在著一些缺陷，如顏色調(diào)整較困難，配色方案難確定，不適宜小批量生產(chǎn)等。因此，目前生產(chǎn)的原液著色纖維大部分都是黑色，國內(nèi)的黑色絲占原液著色纖維產(chǎn)量的60%以上，中國發(fā)明專利申請CN102731754A (專利申請?zhí)枮镃N201210227606.X，發(fā)明名稱為“一種聚酯聚合黑色原液著色方法”)、中國發(fā)明專利申請CN104499079A(專利申請?zhí)枮镃N201410709477.7，發(fā)明名稱為“一種原液著色制備黑色聚酯纖維的方法”)、中國發(fā)明專利CN103710772A(專利號為CN201310742922.5，發(fā)明名稱為“纖維原液著色用超細(xì)炭黑水性色漿”)、中國實用新型專利CN204237904U(專利號為CN201420735798.X，實用新型名稱為“一種原液著色制備黑色聚酯纖維的生產(chǎn)裝置”)都公開了原液著色方法制備黑色聚酯纖維。中國發(fā)明專利申請CN103215656A(專利申請?zhí)枮镃N201310150118.8，發(fā)明名稱為“聚酯纖維的溶劑載體紡前原液著色工藝”)、中國發(fā)明專利CN103255498A(專利號為CN201310147346.X，發(fā)明名稱為“一種原液著色制備有色聚酯纖維的方法”)、中國發(fā)明專利CN103031755A (專利號為CN201210584296.7，發(fā)明名稱為“用于滌綸原液著色的乙二醇基顏料分散體及其制備方法”)、日本專利JP2000119913 (A)(專利號為JP1998291568，發(fā)明名稱為“7夕'；少系原液著色繊維?製造用紡糸原液①製造方法；Preparat1n of dope for producing acrylic spun-dyed fiber”)公開了原液著色方法制備其它顏色聚酯纖維，《現(xiàn)代紡織技術(shù)》(朱松，原液著色滌綸纖維的生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及市場前景，現(xiàn)代紡織技術(shù)[J]，2013年第6期，32-35)公開了原液著色滌綸纖維的生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及市場前景，《印染助劑》(張清山，毛慶輝，毛志平，有機溶劑體系合成纖維原液著色劑的研究及應(yīng)用，印染助劑[J]，2009年第26卷第9期，13-16)探討了不同超分散劑種類、超分散劑用量、砂磨時間對以N，N- 二甲基乙酰胺為分散介質(zhì)的無機顏料色漿體系分散穩(wěn)定性能的影響。
[0004]原液著色制備有色纖維可以通過聚合過程著色的方式，比如中國發(fā)明專利申請CN104499079A(專利申請?zhí)枮镃N201410709477.7，發(fā)明名稱為“一種原液著色制備黑色聚酯纖維的方法”)，制備了黑色纖維；中國發(fā)明專利CN103031755A(專利號為CN201210584296.7，發(fā)明名稱為“用于滌綸原液著色的乙二醇基顏料分散體及其制備方法”)制備了乙二醇基顏料分散體，通過酯交換反應(yīng)、聚合反應(yīng)等工藝直接紡絲成型，因而要求染料或顏料、分散劑的具有耐高溫性能，工業(yè)實施具有較大的局限性。發(fā)明專利中國發(fā)明專利CN103255498A (專利號為CN201310147346.X，發(fā)明名稱為“一種原液著色制備有色聚酯纖維的方法”)對其進行了改進，采用在線添加液態(tài)色漿與聚酯熔體直紡工藝相結(jié)合，解決了采用高溫、高壓或加載體的染色方法導(dǎo)致的有色污水處理難度大，成本高，直接排放會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染的問題，同時也解決了切片干法著色法、染料與原料切片共混紡絲法、色母粒與原料切片共混紡絲法等間歇方法導(dǎo)致的能耗高，單耗高，產(chǎn)品批差大等難題，但其制備染色體系需要將聚酯載體己二酸和1，3- 丁二醇的混合物經(jīng)氮氣保護、升溫、保溫反應(yīng)至酸價為10，在6.67?8.0OkPa下減壓蒸餾I小時，工業(yè)化實施較為繁瑣。因而，研發(fā)耐一定溫度、穩(wěn)定分散、環(huán)保、操作簡便的染色體系是原液著色聚酯纖維生產(chǎn)的重要舉措。
[0005]同時，近幾年，世界各國都大力倡導(dǎo)生態(tài)紡織品，研發(fā)人員也積極開發(fā)和生產(chǎn)有益于人體健康、有利于環(huán)境保護的生態(tài)紡織品，生態(tài)紡織品不僅要求紡織品本身無毒無害，與人體接觸無刺激，同時要求其生產(chǎn)加工工藝如印染、整理等過程不產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，染料及印染助劑應(yīng)具有安全性和好的生物降解性。國外對ΑΡΕ0(皖基酚聚氧乙烯醚，NPEO和0ΡΕ0)提出限量要求，而目前國內(nèi)絕大部分企業(yè)使用的滌綸紡絲油劑中均含有ΝΡΕ0，經(jīng)檢測最終產(chǎn)品上APEO的含量為100-250PPM。
[0006]因此，本領(lǐng)域急需構(gòu)建一種耐高溫、色牢度優(yōu)良、能夠與聚酯熔體相溶并實現(xiàn)穩(wěn)定分散的環(huán)保、操作簡便的染色體系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫、色牢度優(yōu)良、能夠與聚酯熔體相溶并實現(xiàn)穩(wěn)定分散的環(huán)保、操作簡便的染色體系，即一種原液著色制備環(huán)保聚酯纖維的方法。
[0008]本發(fā)明提供了一種原液著色制備環(huán)保聚酯纖維的方法，包括以下步驟:
[0009]A、將環(huán)保染料與溶劑、分散劑、潤濕劑調(diào)配成原液著色的液態(tài)色漿；
[0010]B、采用計量注入栗將一種或兩種以上的液態(tài)色漿注入聚酯熔體管道中；
[0011]C、聚酯熔體與液態(tài)色漿經(jīng)過靜態(tài)混合設(shè)備混合均勻，輸送到紡絲箱體內(nèi)進行紡絲。
[0012]本發(fā)明所述的環(huán)保染料，選自二氨基二苯乙烯二磺酸類、4.4-二氨基二苯脲類、二氨基雜環(huán)類、環(huán)保型酸性染料、環(huán)保型分散染料中的一種或兩種以上。所述的環(huán)保染料優(yōu)選為，直接耐曬黃3BLL、直接耐曬綠IRC、直接耐曬黃RSC、直接耐曬紅F3B、C.1.酸性紅37、C.1.酸性黃49、Foron Blue RD-SE 290、Itosperse Hff型染料中的一種或兩種以上。
[0013]本發(fā)明所述溶劑為N，N- 二甲基甲酰胺。
[0014]本發(fā)明所述的分散劑，為含有乙氧基-丙氧基的嵌段聚合物，其分子通式EOxPOyEOx,所述x為5?113的整數(shù)且包括5和113，y為30?70的整數(shù)且包括30和70，優(yōu)選X為5、20、80，y為30、33、56、70。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，分散劑選自PluronicP123、Pluronic F68、Pluronic F127 等。
[0015]本發(fā)明所述的潤濕劑，為烷基萘磺酸鈉鹽類，其分子通式為RCHwH6SO3Na, R為烷基，優(yōu)選為C為I至6的低級烷基，如異丙基、異丁基、異戊基中的一種。
[0016]由環(huán)保染料與溶劑N，N-二甲基甲酰胺、含有乙氧基-丙氧基的嵌段聚合物的分散劑、烷基萘磺酸鈉鹽類潤濕劑構(gòu)成的染色體系具有耐290°C高溫、色牢度優(yōu)良、能夠與聚酯熔體相溶并實現(xiàn)穩(wěn)定分散，便于工業(yè)化實施，如將本技術(shù)方案中的溶劑替換成乙二醇，或者分散劑替換CH系列、AFCONA系列，或者潤濕劑替換成K12、K14、滲透JFC，染料的著色力、分散性和分散穩(wěn)定性較差。
[0017]步驟A中，所述的液態(tài)色漿中，由按重量百分比的下述組分組成:
[0018]環(huán)保染料:20?30，優(yōu)選為20、25、30 ;
[0019]溶劑:40?60，優(yōu)選為 45、55、60 ；
[0020]分散劑:5?15，優(yōu)選為7、8、10、15 ；
[0021]潤濕劑:5?15，優(yōu)選為7、8、10、15。
[0022]步驟A中，所述液態(tài)色漿的優(yōu)選的制備方法為:先將分散劑、潤濕劑加入到溶劑中，攪拌使其溶解，然后加入環(huán)保染料，攪拌均勻，充分研磨成漿狀，待其分散均勻后得到液態(tài)色漿。
[0023]步驟B中，所述的計量注入栗可設(shè)置多組，每組放置相同或不同的液態(tài)色漿，實現(xiàn)將一種或兩種以上的液態(tài)色漿注入聚酯熔體管道中，所述的聚酯熔體，為PET或PBT經(jīng)加熱熔融，所述聚酯熔體的溫度為277?287°C。
[0024]步驟C中，所述靜態(tài)混合設(shè)備，優(yōu)選為美國的KENICS型、日本的HI型及瑞士SULZER公司研制的SMR、SMV、SMX和SMXL型及江蘇巨龍公司的JLF系列強化傳熱靜態(tài)混合反應(yīng)器。
[0025]所述聚酯熔體與液態(tài)色漿均勻混合后，經(jīng)熔體管道輸送至紡絲箱體進行紡絲，物料的混合時間為5?10分鐘。
[0026]本發(fā)明中紡絲計量栗供量為800?1000g/min，紡絲溫度為280?290 °C，紡絲速度為900?1200m/min，牽伸倍數(shù)為2.7?3.8倍。同時，生產(chǎn)過程中不使用含有壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)成分的紡絲油劑，替代使用脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)。
[0027]本發(fā)明的有益效果是:
[0028](I)經(jīng)實驗驗證，環(huán)保染料二氨基二苯乙烯二磺酸類、4.4- 二氨基二苯脲類、二氨基雜環(huán)類、環(huán)保型酸性染料、環(huán)保型分散染料具有耐高溫和聚酯熔體的相溶的性質(zhì)，由環(huán)保染料與溶劑N，N- 二甲基甲酰胺、含有乙氧基-丙氧基的嵌段聚合物的分散劑、烷基萘磺酸鈉鹽類潤濕劑構(gòu)成的染色體系具有耐290°C高溫、色牢度優(yōu)良、能夠與聚酯熔體相溶并實現(xiàn)穩(wěn)定分散，便于工業(yè)化實施。
[0029](2)本發(fā)明采用計量注入栗將液態(tài)色漿注入的聚酯熔體管道中，聚酯熔體與液態(tài)色漿經(jīng)靜態(tài)混合設(shè)備混合均勻，輸送到紡絲箱體內(nèi)進行紡絲，計量注入栗可設(shè)置多組，可放置相同或不同的液態(tài)色漿，可以實現(xiàn)生產(chǎn)線上多品種、多顏色的生產(chǎn)。
[0030](3)本發(fā)明采用的環(huán)保染料在高溫停留時間短，纖維顏色均勻、色牢度高、色彩飽滿、更加鮮艷。
[0031](4)本發(fā)明制備原液著色纖維，不使用高壓、高溫的染色方式，具有無