功能性聚酯、功能性聚酯纤维及制备方法和应用与流程

本发明涉及高分子化工领域，具体涉及一种功能性聚酯、功能性聚酯纤维及其制备方法和应用。

背景技术：

1、面对日趋严峻的市场形势，针对聚酯的改性研究已进行了多年以拓展聚酯应用及应对行业竞争，近年来工业化的改性产品及产量虽有提升，但未有突破性进展，开发改性聚酯产品需要在弥补性能短板的同时避免其他性能的下降，因此保证生产运行率或保持加工性能已成为持续深入研究的主题。

2、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(polyethylene glycol terephthalate，pet)具有强度高，尺寸稳定性好，挺括不皱等特点，一直是服用产品的主要原料，但由于pet只能使用分散染料，并且需要高温高压的染色条件来提高上染率，所以改善pet的可染性一直是人们持续关注的热点。染色改性的pet产品往往还可提高纤维的吸湿性能和抗起毛起球性能，是目前涤纶生产厂家产业结构调整的重要方向之一。提高可染性一直是聚酯改性的主要研究方向，目前主要在分散染料常压和阳离子可染方面开展大量工作，采取的方式是在pet分子链上引入能与染料分子结合的基团，或引入减缓聚酯结晶利于染料进入无定型区的单体。

3、中国专利201310420953.9合成一种由聚对苯二甲酸乙二酯、聚间苯二甲酸乙二酯和脂肪族聚醚柔性链段构成的共聚醚酯(copeet)，以其为岛组分，通过海岛丝方式制得的超细纤维均可实现分散染料常压深染，该发明未对共聚醚酯的工艺进行深入的研究，且玻璃化转变温度低于65℃可能会导致前纺过程中出现并条黏连的问题。

4、中国专利申请202111041468.1公开一种中高黏度分散染料常压可染共聚酯的制备方法，通过聚已内酯二元醇来替代或部分替代聚乙二醇，聚己内酯二元醇具有较高的热稳定性，但该共聚酯的缩聚反应温度高达292℃，易导致聚酯副反应增加不利于后道纺丝运行。

5、中国专利201611160113.3公开了一种芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯纤维，该嵌段共聚酯由对苯二甲酸乙二醇酯低聚物和脂肪族聚二元酸二元醇酯多元醇缩聚而成，在实际聚合过程中，该发明中脂肪族聚二元酸二元醇酯多元醇中的二元酸为直链脂肪族二元酸为丁二酸、己二酸或癸二酸，所述的脂肪族二元酸其分子链较短因此在含量较高且无抗氧剂、稳定剂存在的条件下会出现热氧降解导致的小分子增多的现象，导致纺丝过程中出现疵点等现象。

6、中国专利200910048274.7公开了一种常温常压可染聚酯珍珠纤维的制备方法，将珍珠进行剪切与研磨后获得粗珍珠粉，然后将粗珍珠粉、热稳定剂、抗氧化剂和乳化剂混合加入到常温常压可染聚酯切片中经熔融挤出制得纳米珍珠聚酯切片，该发明使用的共混法均匀性难以保证，影响其后道用途。

7、针对聚酯纤维产品染色性能的改性研究较多，但真正用于工业化生产的高附加值产品较少，其原因在于染色改性聚酯因引入单体导致反应更加复杂，单体添加工艺、酯化工艺、缩聚工艺都会影响共聚酯的结构和性能，因此在保证聚酯常规优异性能的同时，开发具有容易染色并兼具亲水的功能性聚酯产品，具有显著的市场前景和环境效益。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在聚酯纤维及后道产品的染色性能不佳的问题，提供一种功能性聚酯、功能性聚酯纤维及其制备方法和应用，该功能性聚酯纤维具有较好的染色性能和亲水性能，且能够抗起毛、抗起球的效果。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种功能性聚酯纤维，所述功能性聚酯纤维的上染率＞94％，k/s值＞26。

3、优选地，所述功能性聚酯纤维的回潮率为0.49-0.56％。

4、本发明第二方面提供一种功能性聚酯的制备方法，包括如下步骤：

5、(1)将芳香族二元酸、乙二醇和催化剂混合进行接触反应i；

6、(2)将所述接触反应i得到的产物和聚乙二醇-乙二醇溶液进行接触反应ii。

7、优选地，所述芳香二元酸包括第一芳香族二元酸和第二芳香族二元酸，所述催化剂为锑催化剂。

8、优选地，所述第一芳香族二元酸为对苯二甲酸；所述第二芳香族二元酸选自间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸和4,4’-联苯二甲酸中的至少一种，更优选为间苯二甲酸；所述锑催化剂选自乙二醇锑、三氧化二锑和醋酸锑中的至少一种。

9、优选地，所述第一芳香族二元酸、所述第二芳香族二元酸、所述乙二醇和所述聚乙二醇-乙二醇溶液的重量比为1:0.05-0.10:0.59-0.65:0.06-0.13。

10、优选地，所述所述聚乙二醇-乙二醇溶液中聚乙二醇的浓度为30-50重量％。

11、优选地，所述聚乙二醇的数均分子量为1000-5000，更优选为2000。

12、优选地，步骤(1)中，所述接触反应i的条件至少包括：温度为245-265℃，相对压力为0.24-0.26mpa；所述接触反应i过程结束的条件至少包括：所述接触反应i的产物的酸值为20-60mg koh/g。

13、优选地，步骤(2)中，所述接触反应ii的过程包括：将所述接触反应i得到的产物和聚乙二醇-乙二醇溶液进行酯化反应、缩聚反应。

14、优选地，所述酯化反应的条件至少包括：温度为225-240℃，相对压力为0.24-0.26mpa，时间为20-60min。

15、优选地，所述缩聚反应的过程包括：将所述酯化反应的产物进行预缩聚反应得到预聚产物，将所述预聚产物进行终缩聚反应。

16、优选地，所述预缩聚反应的条件至少包括：绝对压力为0.1-100kpa。

17、优选地，所述终缩聚反应的条件至少包括：温度为282-286℃，绝对压力为0.01-0.5kpa；所述终缩聚反应过程结束的条件至少包括：搅拌电流达到预设值。

18、优选地，该方法还包括：在所述接触反应i的过程中加入助剂。

19、优选地，所述助剂为抗氧剂，更优选为酚类抗氧剂。

20、优选地，所述助剂与所述芳香族二元酸的重量比为1:1650-1700。

21、本发明第三方面提供上述第二方面所述的制备方法得到的功能性聚酯。

22、优选地，所述功能性聚酯的特性黏度为0.50-0.69dl/g，玻璃化转变温度为60℃-73℃。

23、本发明第四方面提供一种功能性聚酯纤维，采用上述第三方面所述的功能性聚酯纺丝得到。

24、本发明第五方面提供上述第一方面所述的功能性聚酯纤维、上述第四方面提供的功能性聚酯纤维和/或上述第三方面所述的功能性聚酯在制备服装产品中的应用。

25、通过上述技术方案，本发明的有益效果为：

26、本发明提供的功能性聚酯纤维上染率高，便于染色，具有显著的市场前景和环境效益。本发明提供的功能性聚酯的制备方法，先将芳香族二元酸、乙二醇和催化剂混合进行接触反应i，通过在接触反应i得到的产物中加入聚乙二醇-乙二醇溶液，能够将接触反应i得到的产物降温，防止聚乙二醇单体进入反应体系后因温度过高发生降解反应，还能够稀释接触反应i得到的产物，避免出现产物黏度过大引起的反应不均匀现象，使得接触反应ii进行更为顺利，进而提高功能性聚酯的染色性能和亲水性能，能够起到抗起毛、抗起球的效果，且加工性能较好。

27、本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。