專利名稱：一種抗紫外氧化鋅復(fù)合聚酯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有反射或吸收紫外線功能的聚酯纖維的制備方法，具體涉及一種氧化鋅復(fù)合聚酯及其制備方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
抗紫外聚酯是指聚酯能夠用來(lái)生產(chǎn)具有反射或吸收紫外線功能纖維。具有抗紫外織物已得到廣泛應(yīng)用，如抗紫外傘、抗老化外包裝、遮陽(yáng)帽等。采用添加無(wú)機(jī)抗紫外劑對(duì)聚酯進(jìn)行改性，獲得抗紫外線滌綸，是當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的一項(xiàng)技術(shù)。現(xiàn)有技術(shù)是直接采用無(wú)機(jī)抗紫外粉體來(lái)生產(chǎn)抗紫外聚酯，與聚酯直接共混制造母粒，或經(jīng)分散后在聚酯合成過(guò)程中添加，制備工藝復(fù)雜，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備依賴大，能源消耗大，會(huì)產(chǎn)生粉塵、噪聲等環(huán)境污染，申請(qǐng)?zhí)朲L 98116588.5公開了一種抗紫外線聚酯的制備方法，在縮聚反應(yīng)中加入一種無(wú)機(jī)遮蔽劑，經(jīng)酯交換反應(yīng)、縮聚反應(yīng)來(lái)生產(chǎn)抗紫外線聚酯切片，該技術(shù)存在如下缺陷，無(wú)機(jī)粉體制造技術(shù)復(fù)雜，還會(huì)產(chǎn)生粉塵，污染環(huán)境，在添加之前要對(duì)粉體進(jìn)行研磨分散處理，對(duì)設(shè)備要求高，工藝復(fù)雜，能耗高。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種抗紫外氧化鋅復(fù)合聚酯及其制備方法。
本發(fā)明的抗紫外氧化鋅復(fù)合聚酯是通過(guò)如下方法獲得的將氧化鋅溶解于氨和碳酸氨的乙二醇混合溶液中，經(jīng)加熱生成堿式碳酸鋅乙二醇的懸浮液，并除去水分，在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯合成過(guò)程中加入該堿式碳酸鋅乙二醇的懸浮液，在聚合反應(yīng)生成聚酯的同時(shí)，堿式碳酸鋅分解生成氧化鋅，得到氧化鋅復(fù)合聚酯，氧化鋅的含量為聚酯重量的0.1％～5％。
所述的堿式碳酸鋅乙二醇的懸浮液，是在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的合成反應(yīng)過(guò)程中酯化反應(yīng)結(jié)束后加入反應(yīng)體系的。
本發(fā)明的抗紫外氧化鋅復(fù)合聚酯的制備方法步驟如下(1)抗紫外劑中間體堿式碳酸鋅乙二醇的懸浮液的制備將氨水與乙二醇按比例混合，加入碳酸氨，攪拌溶解，再加入氧化鋅，溶解至澄清溶液，過(guò)濾，加熱濾液至140℃～160℃，除去水分，所得懸浮物即為抗紫外劑中間體堿式碳酸鋅乙二醇的懸浮液，懸浮物粒度20nm～100nm。
(2)聚酯的合成在反應(yīng)釜中加入精對(duì)苯二甲酸、乙二醇、催化劑、穩(wěn)定劑，升溫進(jìn)行酯化反應(yīng)，酯化2小時(shí)～3小時(shí)，酯化溫度230℃～269℃；酯化反應(yīng)結(jié)束后，加入上述堿式碳酸鋅乙二醇的懸浮液，低真空縮聚1小時(shí)～1.5小時(shí)，溫度269～283℃，繼續(xù)升溫進(jìn)行縮聚反應(yīng)，高真空縮聚1～2小時(shí)，溫度283℃～290℃，即可制得抗紫外氧化鋅復(fù)合聚酯。
上述步驟(1)中的氨和碳酸氨的乙二醇混合溶液中，氨與工業(yè)級(jí)氧化鋅的摩爾比為1∶1～5∶1，碳酸氨與工業(yè)級(jí)氧化鋅的摩爾比為1∶1～3∶1，乙二醇與氨的質(zhì)量比為1∶4～1∶12。
上述步驟(1)中堿式碳酸鋅乙二醇的懸浮液中懸浮物粒度20nm～100nm。
上述聚酯合成條件未特別說(shuō)明的均按現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)。
本發(fā)明以乙二醇(EG)、對(duì)苯二甲酸(PTA)或?qū)Ρ蕉姿岫柞?DMT)通過(guò)添加抗紫外中間體在聚酯聚合過(guò)程中分解生成氧化鋅使聚酯具有抗紫外性能。本發(fā)明將無(wú)機(jī)抗紫外劑的制備與抗紫外聚酯的合成結(jié)合起來(lái)，通過(guò)直接在乙二醇中生成抗紫外劑的中間體堿式碳酸鋅，粒度為80納米左右，可以不經(jīng)過(guò)機(jī)械分離和粉碎直接加入聚酯中。該中間體顆粒在聚酯聚合過(guò)程中分解生成氧化鋅，同時(shí)堿式碳酸鋅顆粒發(fā)生崩解，起到了進(jìn)一步細(xì)化的作用，避免了顆粒在聚酯中的大量團(tuán)聚，使生成的氧化鋅在聚酯中仍能夠保持較小粒度。氧化鋅的吸收紫外線的性能是隨著它的粒度減小而相應(yīng)增強(qiáng)，由于本發(fā)明能夠保證氧化鋅具有較小粒度，因此抗紫外劑加入量相對(duì)較少，對(duì)紡絲設(shè)備、過(guò)程以及纖維的優(yōu)良的物理性能的幾乎無(wú)影響。
本發(fā)明通過(guò)改變氧化鋅的生成過(guò)程，使其與聚酯的合成同步，從而降低抗紫外聚酯的生產(chǎn)成本，提高了聚酯的可紡性和抗紫外效果。該工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
通過(guò)以下實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1量取乙二醇280mL，氨水(濃度25％)180mL混合，稱取碳酸氨74.8g，加入上述混合液中溶解；稱取氧化鋅64.4g加入上述溶液中，攪拌溶解，過(guò)濾，加熱濾液至140℃，使PH值＜7.5，可得堿式碳酸鋅的乙二醇懸浮液。堿式碳酸鋅的粒度60nm～100nm。
量取乙二醇280mL，稱取精對(duì)苯二甲酸700g，加入反應(yīng)釜中；催化劑三氧化二銻加入調(diào)制好的精對(duì)苯二甲酸漿料中，加壓0.36MPa，酯化2.5小時(shí)，酯化溫度230～269℃；量取上述懸濁液70mL(其中含氧化鋅16g)，加入酯化產(chǎn)物中，低真空150Pa縮聚1小時(shí)，溫度269～283℃，高真空50Pa縮聚1.5小時(shí)，溫度283～290℃，即可制得抗紫外氧化鋅復(fù)合聚酯。
將該聚酯制成0.15mm的薄膜，利用7530分光光度計(jì)檢測(cè)，對(duì)UV-A的吸收率大于94％，對(duì)UV-B的吸收率大于90％。
實(shí)施例2量取乙二醇280mL，氨水(濃度25％)120mL混合，稱取碳酸氨37.4g，加入上述混合液中溶解；稱取氧化鋅32.2g加入上述溶液中，攪拌，溶解，過(guò)濾，加熱濾液至140℃，使PH值＜7.5，可得堿式碳酸鋅的乙二醇懸浮液。堿式碳酸鋅的粒度20～50nm。
量取乙二醇210mL，稱取精對(duì)苯二甲酸700g，加入反應(yīng)釜中；加壓0.36MPa，酯化2.5小時(shí)，酯化溫度230～269℃；量取上述懸浮液(含氧化鋅16g)140mL，加入酯化產(chǎn)物中；低真空150Pa縮聚1小時(shí)，溫度269～283℃，高真空50Pa縮聚1.5小時(shí)，溫度283～290℃，即可制得抗紫外氧化鋅復(fù)合聚酯，將該聚酯制成0.15mm的薄膜，利用7530分光光度計(jì)檢測(cè)，對(duì)UV-A的吸收率大于97％，對(duì)UV-B的吸收率大于93％。
實(shí)施例3量取乙二醇280mL，氨水(濃度25％)180mL混合，稱取碳酸氨74.8g，加入上述混合液中溶解；稱取氧化鋅64.4g加入上述溶液中，攪拌，溶解，過(guò)濾，加熱濾液至140℃，使PH值＜7.5，可得堿式碳酸鋅的乙二醇懸浮液。堿式碳酸鋅的粒度60nm～100nm。
量取乙二醇256mL，稱取精對(duì)苯二甲酸700g，加入反應(yīng)釜中；加壓0.36MPa，酯化2.5小時(shí)，酯化溫度230～269℃；量取上述懸浮液(含氧化鋅24g)94mL，加入酯化產(chǎn)物中；低真空150Pa縮聚1小時(shí)，溫度269～283℃，高真空50Pa縮聚1.5小時(shí)，溫度283～290℃，即可制得抗紫外聚酯，將該聚酯制成0.15mm的薄膜，利用7530分光光度計(jì)檢測(cè)，對(duì)UV-A的吸收率大于98％，對(duì)UV-B的吸收率大于94％。
本實(shí)施例制得聚酯經(jīng)熔融紡絲，平牽制得滌綸DT絲；DT絲經(jīng)倍捻，加工成布樣后，測(cè)得該布樣UPF值為50+。未加入抗紫外中間體的同類產(chǎn)品布樣UPF值為20。
權(quán)利要求
1.一種抗紫外氧化鋅復(fù)合聚酯，其特征在于是通過(guò)如下方法獲得的將氧化鋅溶解于氨和碳酸氨的乙二醇混合溶液中，經(jīng)加熱生成堿式碳酸鋅乙二醇的懸浮液，并除去水分，在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯合成過(guò)程中加入該堿式碳酸鋅乙二醇的懸浮液，在聚合反應(yīng)生成聚酯的同時(shí)，堿式碳酸鋅分解生成氧化鋅，得到氧化鋅復(fù)合聚酯，氧化鋅的含量為聚酯重量的0.1％～5％。
2.如權(quán)利要求1所述的抗紫外氧化鋅復(fù)合聚酯，其特征在于所述的堿式碳酸鋅乙二醇的懸浮液，是在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的合成反應(yīng)過(guò)程中酯化反應(yīng)結(jié)束后加入反應(yīng)體系的。
3.一種權(quán)利要求1所述的抗紫外氧化鋅復(fù)合聚酯的制備方法，其特征在于步驟如下(1)抗紫外劑中間體堿式碳酸鋅乙二醇的懸浮液的制備將氨水與乙二醇按比例混合，加入碳酸氨，攪拌溶解，再加入氧化鋅，溶解至澄清溶液，過(guò)濾，加熱濾液至140℃～160℃，除去水分，所得懸浮物即為抗紫外劑中間體堿式碳酸鋅乙二醇的懸浮液；(2)聚酯的合成在反應(yīng)釜中加入精對(duì)苯二甲酸、乙二醇、催化劑、穩(wěn)定劑，升溫進(jìn)行酯化反應(yīng)，酯化2小時(shí)～3小時(shí)，酯化溫度230℃～269℃；酯化反應(yīng)結(jié)束后，加入上述堿式碳酸鋅乙二醇的懸浮液，低真空縮聚1小時(shí)～1.5小時(shí)，溫度269℃～283℃，繼續(xù)升溫進(jìn)行縮聚反應(yīng)，高真空縮聚1小時(shí)～2小時(shí)，溫度283℃～290℃，即可制得抗紫外氧化鋅復(fù)合聚酯。
4.如權(quán)利要求3所述的抗紫外氧化鋅復(fù)合聚酯的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中的氨和碳酸氨的乙二醇混合溶液中，氨與工業(yè)級(jí)氧化鋅的摩爾比為1∶1～5∶1，碳酸氨與工業(yè)級(jí)氧化鋅的摩爾比為1∶1～3∶1，乙二醇與氨的質(zhì)量比為1∶4～1∶12。
5.如權(quán)利要求3所述的抗紫外氧化鋅復(fù)合聚酯的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中堿式碳酸鋅乙二醇的懸浮液中懸浮物粒度20nm～100nm。
全文摘要
一種抗紫外氧化鋅復(fù)合聚酯及其制備方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域?？棺贤庋趸\復(fù)合聚酯是通過(guò)如下方法獲得的將氧化鋅溶解于氨和碳酸氨的乙二醇混合溶液中，經(jīng)加熱生成堿式碳酸鋅乙二醇的懸浮液，并除去水分，在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯合成過(guò)程中加入該堿式碳酸鋅乙二醇的懸浮液，在聚合反應(yīng)生成聚酯的同時(shí)，堿式碳酸鋅分解生成氧化鋅，得到氧化鋅復(fù)合聚酯，氧化鋅的含量為聚酯重量的0.1％～5％。本發(fā)明通過(guò)改變氧化鋅的生成過(guò)程，使其與聚酯的合成同步，從而降低抗紫外聚酯的生產(chǎn)成本，提高了聚酯的可紡性和抗紫外效果。該工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C08G63/78GK1487026SQ0313899
公開日2004年4月7日 申請(qǐng)日期2003年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月11日
發(fā)明者張建華, 劉愛平, 龐學(xué)鋒, 曲銘海, 魯守葉 申請(qǐng)人:濟(jì)南正昊化纖新材料有限公司