专利名称：一种用废聚酯制备聚酯织物亲水整理剂的方法
技术领域：
本发明涉及一种用废聚酯制备聚酯织物亲水整理剂的方法，属于涤纶化工技术领域。
背景技术：
聚酯(涤纶)织物具有强力大，耐摩性、挺括性、尺寸稳定性好等优点，在服装领域有广泛的应用。但聚酯纤维回潮率仅O. 4%，因此聚酯织物的吸湿性差，易产生静电和沾污，聚酯织物用于服装面料的穿着舒适性差。聚酯织物的亲水性与穿着舒适性密切相关，改善织物的亲水性就可以改善聚酯织物的穿着舒适性。对 聚酯织物进行亲水性整理是改善其穿着舒适性的有效方法。中国专利CN200810024025 “吸湿排汗舒适整理剂及其生产工艺和应用”提供了一种用于聚酯纤维进行改性、使之具有良好的吸湿排汗性的吸湿排汗舒适整理剂的配方、生产工艺及应用，所述的吸湿排汗舒适整理剂是聚乙二醇、乙二醇、聚醚和对苯二甲酸二甲酯反应生成的分子量在30000 50000的高分子量的聚酯/聚醚嵌段共聚物。中国专利CN200810244319 “用于聚酯纤维的改性剂及其制备方法和应用”公开了一种用于对聚酯纤维进行改性的改性剂、及其制备方法和应用，所述的改性剂是由聚乙二醇、乙二醇、聚醚、对苯二甲酸二甲酯、两端聚醚改性有机硅和催化剂醋酸金属盐，采用二步法连续生产工艺生产的分子量在1000 50000的高分子量的聚酯/聚醚/有机硅三元共聚物。中国专利CN201010532418 “聚酯、聚醚改性硅油三元共聚织物整理剂的制备方法”提供了一种聚酯、聚醚改性硅油三元共聚织物整理剂的制备方法。实践中发现这类织物整理剂的水溶性差，在水中溶解或分散困难，需要乳化剂才能溶解或乳化。中国专利CN200710026196“以回收聚酯废料为原料制备涤纶用聚酯多功能整理剂的方法”提供了一种以回收聚酯废料为原料，通过水解、聚合、磺化制得具有类似聚酯分子链段的嵌段共聚物涤纶用聚酯多功能整理剂。根据该专利，回收聚酯废料熔融后与对苯二甲酸二甲酯、聚乙二醇、聚醚反应，然后用硫酸磺化使分子链中引入磺酸基团，再进行聚合反应制备聚酯多功能整理剂，磺酸基团的引入改善产品的水溶性，产品在水中容易溶解或分散。该方法直接用硫酸磺化，工艺复杂。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种用废聚酯制备聚酯织物亲水整理剂的方法，工艺简单，所得聚酯织物亲水整理剂色泽好，水溶性好，不需乳化剂就可容易的溶解在水中。同时采用废聚酯可以实现废聚酯的循环利用。本发明的技术方案如下一种聚酯织物亲水整理剂的制备方法，包括废聚酯的醇解、共聚两步反应，具体步骤如下(I)废聚酯的醇解将乙二醇、废聚酯加入到反应釜中，其中乙二醇与废聚酯的重量比为O. 3 L O :1 ;在压力O. I O. 3MPa、温度210 240°C条件下醇解反应2 4小时；再降低压力至常压、温度230 240°C条件下搅拌I I. 5小时，过滤得到废聚酯的醇解产
物对苯二甲酸乙二醇酯。(2)共聚反应将步骤(I)醇解产物移入聚合反应釜，加入间苯二甲酸-5-磺酸盐或其衍生物，或者将间苯二甲酸-5-磺酸盐或其衍生物配成质量分数20 40%的乙二醇溶液加入；再加入废聚酯重量O. 05 O. 2%的碱金属醋酸盐，搅拌40min 60min，然后加入废聚酯重量80 180%的平均分子量为600 6000的聚乙二醇，最后加入复合热稳定剂，搅拌25min 35min，在4000 600Pa的低真空、温度240 270°C条件下预缩聚30 60min,再在600 IOOPa高真空、温度270 280°C条件下聚合30 120min得亲水整理剂。
上述步骤(I)所述乙二醇与废聚酯的重量比优选为O. 4 O. 7 :1。上述间苯二甲酸-5-磺酸盐或其衍生物的添加量折算为等当量的间苯二甲酸-5-磺酸钠(SSIPA)计算，加入量为废聚酯重量的10 20%。其中间苯二甲酸-5-磺酸盐选自间苯二甲酸-5-磺酸钠(SSIPA)或间苯二甲酸-5-磺酸锂，间苯二甲酸-5-磺酸盐衍生物选自间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸锂、间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯(SIPE)或者间苯二甲酸-5-磺酸锂乙二醇酯中的一种，优选间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯。 上述碱金属醋酸盐选自醋酸钠、醋酸钾或者醋酸锂中的一种，优选醋酸钠。上述聚乙二醇的平均分子量优选1000 4000。上述复合热稳定剂由带有位阻酚的抗氧剂和磷系稳定剂组成，带有位阻酚的抗氧剂和磷系稳定剂的加入量分别为废聚酯重量的O. 04 O. 08%和O. 02 O. 06%。所述带有位阻酚的的抗氧剂选自四[β - (3，5—二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧齐[Jl010)、2,2—硫代双(4一甲基一6一叔丁基苯酌■)(抗氧剂2246)或者[β — (3，5 — 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]十八碳醇(抗氧剂1076)。所述磷系稳定剂选自磷酸、亚磷酸、磷酸酯或者亚磷酸酯中的一种。本发明的废聚酯包括聚酯废块、聚酯废丝、废聚酯瓶等。为防止引入杂质，废聚酯优选大有光的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)废块、大有光的PET无油丝、废聚酯瓶片。聚酯废块在应用前粉碎成粒径小于5mm的颗粒，聚酯废丝长度裁成小于10cm，废聚酯瓶粉碎成直径小于20mm的碎片。在本发明步骤(I)废聚酯的醇解过程中，乙二醇加入量过少，乙二醇对废聚酯的浸泡体积少，废聚酯的醇解时间长；乙二醇加入量过大，会造成乙二醇的过度浪费，同时后道工序中多余的乙二醇还要排出，需要消耗大量的热量。因此乙二醇与废聚酯的重量比选为O. 3 I. O :1，优选为 O. 4 O. 7 :1。本发明间苯二甲酸-5-磺酸盐或其衍生物的添加量如果过小，聚酯的水溶性受影响；添加量过大，产品的成本增加，同时产品水溶性过好，影响聚酯织物产品的耐水洗性能。因此本发明间苯二甲酸-5-磺酸盐或其衍生物的添加量折算为等当量的间苯二甲酸-5-磺酸钠(SSIPA)计算为废聚酯重量的10 20%。本发明共聚反应中聚乙二醇分子量过低，产品的亲水效果差，分子量过高，聚乙二醇的反应活性降低，影响产品的水溶性能。聚乙二醇用量少，影响产品的水溶性；用量过大，由于聚乙二醇的热稳定性差，产品易发黄，同时产品的耐水性能差。因此本发明聚乙二醇平均分子量选为600 6000，优选1000 4000。加入量选为废聚酯重量的80 180%。
由于间苯二甲酸-5-磺酸盐或其衍生物呈酸性，其加入会加剧乙二醇自身的脱水反应，本发明选配碱金属醋酸盐可很好地抑制生产中乙二醇本身的脱水反应，降低产品中
二甘醇的含量。本发明复合热稳定剂中，带有位阻酚的抗氧剂作用是降低产品在高温条件下氧化分解程度，磷酸、亚磷酸或其酯类作为热稳定剂，其作用是降低产品在高温条件下热降解的程度。复合热稳定剂的加入可以提高产品的耐热性，利于高温条件下生产和使用。与现有技术相比，本发明亲水整理剂具有很好的水溶性，不需要乳化剂就可以溶解在热水中，且储存稳定。由于聚乙二醇在废聚酯醇解反应后加入，缩短了其在高温下的停留时间，降低其热分解的可能性，加上复合稳定剂的使用，使产品的稳定性提高，产品色泽好。本发明只需废聚酯的醇解、共聚两步反应，工艺简 单，易于实现工业化大批量生产。且本发明以废聚酯为原料，变废为宝，有利于化纤工业资源化发展。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明作进一步说明。实施例中所用原料及设备均为本领域常规技术。实施例I选用大有光的聚酯废块为原料，粉碎成粒径小于5mm的颗粒，即为废聚酯颗粒。将IOOOkg废聚酯颗粒、600kg乙二醇投入到带搅拌器的反应釜中，在压力O. 2MPa、温度230°C下醇解反应2小时，当反应釜搅拌用手盘能转动后启动电机搅拌，逐渐降低压力至常压，升温到240°C，保温反应I小时，得废聚酯的醇解产物对苯二甲酸乙二醇酯。将上述产物过滤后移入聚合反应釜，加入463kg间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯(SIPE)的乙二醇溶液(溶液中SIPE重量含量40%，以下简称SIPE40，折合成SSIPA为139. 5kg)、醋酸钠I. 0kg，搅拌60分钟，然后加入平均分子量为1450的聚乙二醇(PEG1450)1500kg、0. 5kg抗氧剂1010,0. 4kg磷酸三甲酯，搅拌30分钟，在低真空2000 lOOOPa、温度260 270°C下预缩聚45min，在高真空400 150Pa、温度275 280°C下聚合60min出料，冷却后得乳白色蜡状固体产品。实施例2与实施例I不同的是加入555kg的SIPE40。实施例3如实施例1，所不同的是加入1200kg平均分子量为1000的聚乙二醇(PEG1000)。实施例4如实施例1，所不同的是加入1800kg平均分子量为2000的聚乙二醇(PEG2000)。实施例5如实施例I，所不同的是加入900kg的SIPE的乙二醇溶液，溶液中SIPE重量含量20% (简称 SIPE20)。比较例I与实施例I不同的是在共聚反应中未加入间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯(SIPE)的乙二醇溶液。比较例2
与实施例I所不同的是加入185kg的SIPE40(折合成SSIPA添加量为5. 5% <10%),产品为乳白色蜡状固体。比较例3与实施例I不同的是加入700kg的SIPE40浙合成SSIPA添加量为21%)。比较例4如实施例I，所不同的是加入1500kg的平均分子量为400的聚乙二醇。比较例5与实施例I不同的是未加入抗氧剂1010和磷酸三甲酯，产物为微黄色蜡状固体。比较例6将865kg对苯二甲酸、IOOkg乙二醇、463kg的间苯二甲酸_5_磺酸钠乙二醇酯(SIPE)的乙二醇溶液(溶液中SIPE重量含量40%)、1500kg平均分子量为1450的聚乙二醇、O. 5kg抗氧剂1010、0. 4kg磷酸三甲酯、I. Okg醋酸钠全部加入打衆爸,打衆均勻后进入酯化釜，在250°C下常压酯化，酯化结束后移入聚合釜，在2000 IOOOPa的低真空、温度260 270°C下预缩聚，在高真空400 150Pa、温度275 280°C下聚合60min出料，冷却后得黄色蜡状固体产品。分别取上述实施例和比较例产品IOg加入90g水中，搅拌并加热到70 80°C并保温20分钟，观察产品溶解情况，结果见表I。分别将上述实施例和比较例全溶产品配成3%的水溶液，采用常用整理工艺浸溃(整理剂30g/L，pH值一6，温度25°C，浴比I : 30) —二浸二轧(轧液率80%)—预烘(80°C，3min)—焙烘(180°C , 4sec)—取出布样一水洗一烘干，对涤/棉平纹机织布进行亲水整理并测定其芯吸高度；将织物按GB/T8629-2001标准洗涤20次后再次测定其芯吸高度。结果见表I。表I亲水整理剂产品以及织物的性能
权利要求
1.一种聚酯织物亲水整理剂的制备方法，其特征是，包括如下步骤 (1)废聚酯的醇解将乙二醇、废聚酯加入到反应釜中，其中乙二醇与废聚酯的重量比为0. 3 I. O :1 ;在压力0. I 0. 3MPa、温度210 240°C条件下醇解反应2 4小时，再降低压力至常压、温度230 240°C条件下搅拌I I. 5小时，过滤得到废聚酯的醇解产物对苯二甲酸乙二醇酯； (2)共聚反应将步骤(I)醇解产物移入聚合反应釜，加入间苯二甲酸-5-磺酸盐或其衍生物，或者将间苯二甲酸-5-磺酸盐或其衍生物配成质量分数20 40%的乙二醇溶液加A ;再加入废聚酯重量0. 05 0. 2%的碱金属的醋酸盐，搅拌40min 60min，然后加入废聚酯重量80 180%的平均分子量为600 6000的聚乙二醇，最后加入复合热稳定剂，搅拌25min 35min，在4000 600Pa的低真空、温度240 270°C条件下预缩聚30 60min ；再在600 IOOPa高真空、温度270 280°C条件下聚合30 120min得亲水整理剂； 上述间苯二甲酸-5-磺酸盐或其衍生物的添加量折算为等当量的间苯二甲酸-5-磺酸钠计算，加入量为废聚酯重量的10 20% ； 上述复合热稳定剂由带位阻酚的抗氧剂和磷系稳定剂组成，带有位阻酚的抗氧剂和磷系稳定剂的加入量分别为废聚酯重量的0. 04 0. 08%和0. 02 0. 06%。
2.如权利要求I所述的聚酯织物亲水整理剂的制备方法，其特征是，所述间苯二甲酸-5-磺酸盐选自间苯二甲酸-5-磺酸钠或者间苯二甲酸-5-磺酸锂；间苯二甲酸-5-磺酸盐衍生物选自间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸锂、间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯或者间苯二甲酸-5-磺酸锂乙二醇酯中的一种。
3.如权利要求2所述的聚酯织物亲水整理剂的制备方法，其特征是，所述间苯二甲酸-5-磺酸盐衍生物为间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯。
4.如权利要求I所述的聚酯织物亲水整理剂的制备方法，其特征是，所述带有位阻酚的的抗氧剂选自四[P - (3，5—二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2，2—硫代双(4 一甲基一 6—叔丁基苯酚)或者
十八碳醇；所述磷系稳定剂选自磷酸、亚磷酸、磷酸酯或者亚磷酸酯中的一种。
5.如权利要求I所述的聚酯织物亲水整理剂的制备方法，其特征是，所述碱金属的醋酸盐选自醋酸钠、醋酸钾或者醋酸锂。
6.如权利要求5所述的聚酯织物亲水整理剂的制备方法，其特征是，所述碱金属的醋酸盐为醋酸钠。
7.如权利要求I所述的聚酯织物亲水整理剂的制备方法，其特征是，所述步骤(I)中，乙二醇与废聚酯的重量比为0. 4 0. 7 :1。
8.如权利要求I所述的聚酯织物亲水整理剂的制备方法，其特征是，所述聚乙二醇平均分子量为1000 4000。
9.如权利要求1-8任一项所述的聚酯织物亲水整理剂的制备方法，其特征是，所述废聚酯选自聚酯废块、聚酯废丝或者废聚酯瓶；聚酯废块粉碎成粒径小于5mm的颗粒，聚酯废丝裁成长度小于10cm，废聚酯瓶粉碎成直径小于20mm的碎片。
10.如权利要求9所述的聚酯织物亲水整理剂的制备方法，其特征是，所述废聚酯选自大有光的聚对苯二甲酸乙二醇酯废块、无油聚酯废丝或者废聚酯瓶片。
全文摘要
本发明涉及一种用废聚酯制备聚酯织物亲水整理剂的方法，属于涤纶化工技术领域。本发明的亲水整理剂采用废聚酯与乙二醇进行醇解得到对苯二甲酸乙二醇酯，然后加入间苯二甲酸-5-磺酸盐或其衍生物、聚乙二醇、碱金属的醋酸盐以及复合热稳定剂进行聚合反应制得。该制备方法简单，所得亲水整理剂色泽好，水溶性好，不需乳化剂就可容易的溶解在水中，同时采用废聚酯可以实现废聚酯的循环利用。
文档编号D06M15/507GK102767081SQ20121028734
公开日2012年11月7日 申请日期2012年8月13日 优先权日2012年8月13日
发明者王国德, 高鑫 申请人:山东巨业精细化工有限公司