专利名称：一种具有复合功能的聚酯切片的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种具有复合功能的聚酯切片的制备方法。
背景技术：
舒适性聚酯纤维的开发，在化纤行业经历了细旦、超细旦快速发展以后，成为近年来国际国内产业界开发的重点领域，自2008年国际金融危机以来，发达国家加快了纺织品技术升级的脚步，各种优良品质的功能性纤维面料批量投放市场，对天然纤维包括棉、毛、 丝、麻的精细化整理与加工集束也取得了长足的进步，面料质量与功能实现跨越性升级。同时、天然纤维浆粕纺丝技术的突破，也给聚酯化纤产品市场带来巨大冲击。当今世界纤维与面料发展趋势，包括了通过加工技术的创新使天然纤维在保证原来优势的基础上具有合成纤维的优良性能，而合成纤维同时也要经过改性与整理技术赋予某些天然纤维的性能。这就为具有复合性能的高舒适性聚酯纤维提供了广阔的发展空间。自聚酯纤维问世以来，凭借其良好的强度、优良的抗皱性能、悬垂性能及洗可穿性能而被广泛应用于服装纺织品，经过近几十年的长足发展，PET聚酯纤维已经成为目前世界上产量最大、应用范围最广的合成聚酯品种。但其与各种天然纤维相比还存在着诸多不足 手感发硬、吸湿性差、抗紫外线性能差、易产生静电、易起球、难于染色等。天然纤维如棉、真丝、毛、麻等虽然具有良好的染色性能、面料具有透气性、吸汗保湿性能好，无静电、舒适性好的特点，但却存在易皱、导湿以及速干性差等不足。随着聚酯纤维应用范围的逐步扩大，自上世纪70年代开始，发达国家针对聚酯纤维的上述不足，以天然纤维的诸多优点为目标，在纤维的服用舒适性方面，从三个方面入手，改善聚酯纤维的服用性能。一方面通过纺丝工艺技术的革新，生产各种差别化纤维，逐步开发出细旦、超细旦纤维纺丝技术，通过复合纺丝技术生产海岛纤维、桔瓣纤维、双组分复合纤维、异形截面纤维等一系列差别化纺丝品种，使聚酯面料在柔软性、弹性、仿真丝等功能方面取得了长足进步；另一方面通过不同组分的共混纺丝，以物理共混方式生产各种具有特殊功能的纤维品种，通过面料的后整理也可赋予面料全新的功能；第三方面通过共聚反应，改善聚酯大分子链本身结构，通过引入可改善聚酯纤维面料性能的共聚组分基团，永久性赋予纤维各种特殊性能。目前，包括阻燃、阳离子可染、高收缩、分散染料易染、 抗静电、抗紫外线、远红外保温等一系列功能性聚酯纤维，对聚酯纤维及面料细分市场产生了重要影响。我国的化纤市场经过改革开放几十年来的长足进步，在常规聚酯纤维生产方面已经达到世界总产量的68%水平，但在功能性聚酯纤维的开发和应用领域，我国目前还处于起步阶段，目前多限于单功能聚酯及纤维的开发，如抗紫外聚酯纤维，抗静电聚酯纤维等。 而对于具有复合功能、高附加值功能性纤维的开发，则还亟需科研人员在多功能复合纤维领域取得突破。公告号为CN1204196C的中国发明专利公开了一种抗紫外氧化锌复合聚酯及其制备方法，该方法首先制备抗紫外剂中间体碱式碳酸锌乙二醇的悬浮液，然后在PET聚酯合成的酯化反应阶段结束后、低真空聚合前，将抗紫外剂中间体碱式碳酸锌乙二醇的悬浮液加入，在聚合反应生成聚酯的同时，碱式碳酸锌分解生成氧化锌，得到抗紫外线氧化锌复合聚酯，其中氧化锌含量为聚酯切片重量的0. 5%。该方法所得聚酯中，氧化锌能够保持较小的粒度，从而吸收紫外线的性能增强。然而，该方法为了使碳酸锌分解，必须使聚合在285°C以上进行，而碱式碳酸锌将分解成二氧化碳、水及氧化锌，而在终聚过程中，一方面二氧化碳会影响真空度、并造成切片含有大量气泡，另一方面、缩聚最后阶段产生大量水分会产生降解反应，严重影响产品质量，同时，未完全分解的碱式碳酸锌在纺丝过程中将会继续分解，纤维可纺性变差，断裂强度降低。公开号为CN101864067A的中国发明专利申请公开了一种具有抗紫外线功能的聚酯的制备方法，其包括(1)复合型抗紫外剂的制造复合型抗紫外剂由无机抗紫外遮蔽剂和有机紫外吸收剂组成；无机抗紫外遮蔽剂的成分是纳米级TiA和Ai2O3或SiA无机氧化物；有机紫外吸收剂为苯并三唑类有机物质；无机抗紫外遮蔽剂与有机紫外吸收剂的重量比为1 1，称取此复合型抗紫外剂与乙二醇配成浆液，然后置于球磨机中分散0.5-1小时；( 、酯化反应工序熔融的对苯二酸和乙二醇，连续或间歇供给酯化釜，在温度160 220°C，压力0. 3Mpa下进行酯化反应，待蒸出的副产物水达到理论量的90%时，酯化反应停止；C3)聚合反应工序酯化反应工序后得到对苯二甲酸二羟基乙酯单体，加入复合型抗紫外剂，同时加入催化剂醋酸锑，送入聚合工序，以对苯二甲酸重量％计，催化剂加入量为0. 03-0. 04%，复合型抗紫外剂的加入量在1. 5-2. 0% ；单体在聚合釜中先在常压215 225°C下进行预聚合，然后在绝对压力小于150pa，温度285士2°C下进行聚合，促使反应达到一定的聚合度，产生的乙二醇经冷凝器后回收；(4)缩合反应结束后，物料经过铸带、冷却、切粒、干燥制得抗紫外聚酯切片。该方法的不足是苯并三唑为有机酚类化合物，高温条件下作为质子酸形式存在，可破坏无机纳米粉体TW2和Al2O3或SiO2的表面有机处理剂， 导致预聚过程中无机纳米粉体的团聚。另外，由于无机纳米粉体在聚合过程中，在高温条件下持续4 6小时的时间，纳米粒子发生团聚现象明显，在低温超分散条件下，无机纳米离子是以巨大的比表面积使光线在穿过面料时产生强漫散射效应，达到抗紫外线的目的，但是经过长时间的高温反应以后，原来的无机纳米粉体大量团聚形成了微米级粒子，对光线的漫散射作用大幅降低，另外，该方法在预聚反应前加入苯并三唑类有机物，预聚反应过程中，会因大量EG蒸发被抽出体系。公告号为CN100503910C的中国发明专利公开了一种纳米氮化钛抗紫外线聚酯纤维，其是通过母粒法纺制抗紫外线纤维。公告号为CN1300M6C的中国发明专利公开了一种原位生成纳米二氧化钛制备抗紫外聚酯的方法，其制备钛的乙二醇盐虽经有机处理剂或硅烷偶联剂进行表面处理，但乙二醇钛作为聚合催化剂，对PET聚合反应具有强催化作用与副反应降解作用，易造成PET切片色相差、分子量分布过宽，另外，聚合过程中原位水解生成纳米级二氧化钛，一方面聚合后期的分解产生的水分子严重影响聚合反应，另一方面，该方法制成的纳米级二氧化钛是良好的污水有机物分解材料，切片在经长时间阳光照射后，粘度下降，产生分解。公开号为CN101864067A的发明专利申请，公开了抗紫外超细涤纶及其制备方法，是一种经偶联剂处理过的抗紫外线添加剂共混纺丝技术。公告号为 CN101735578B的发明专利公开了一种阻燃抗紫外线复合材料及其制备方法，使用的是以无机纳米抗紫外线材料为紫外线散射材料，产生一定的抗紫外线效果。
综上，现有技术主要都是依靠无机纳米粉体具有的巨大比表面积为基础的对紫外线产生漫散射产生抗紫外线效果，其抗紫外效果的稳定性及效率有待改善，这就需要从抗紫外线机理入手，制备具有更优抗紫外效果且具有良好纺丝性的聚酯。另外，还亟需开发在具有抗紫外线功能的同时，还兼具其它功能例如抗老化性、吸湿速干性，抗静电性，抗起球性的高舒适性复合功能聚酯。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种同时具有抗紫外线、抗静电、抗老化、抗起球复合功能的聚酯切片的制备方法。为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案所述酯化反应工序包括一次酯化反应段和二次酯化反应段，其中所述一次酯化反应段实施如下将对苯二甲酸、乙二醇以及第三单体加入到酯化反应釜中，在255°c 260°C下进行一次酯化反应，所述对苯二甲酸、乙二醇的投料摩尔比为1 1.2 1.3，所述的第三单体为脂肪族二元羧酸和非对位芳基二元羧酸中的一种或几种，且其加入量为对苯二甲酸重量的0. 5% 4. 5% ；所述二次酯化反应段实施如下一次酯化反应段完成后，加入乙二醇降温至230°C 235°C，在惰性气体保护下，加入数均分子量为200 6000的聚乙二醇作为第四单体，第四单体的加入量为聚酯切片重量的0. 5% 3. 0%，然后加入质量浓度为2 % 5 %的受阻胺类光稳定剂的调配液和质量浓度为2 % 5 %的受阻酚类抗氧剂的调配液，搅拌均勻，反应釜开始升温，缓慢加入羟值为0. 5% 8. 0%的羟基硅油，进行二次酯化反应，至酯化出水完全，反应温釜温度达到260°C，以聚酯切片重量为基准，所述受阻胺类光稳定剂和受阻酚类抗氧剂的加入量分别为10 300ppm，所述的受阻胺类光稳定剂的调配液为受阻胺类光稳定剂分散在溶剂乙二醇中并加入醋酸后所得pH值为4 5的溶液， 所述的受阻酚类抗氧剂的调配液为受阻酚类抗氧剂分散在溶剂乙二醇中并加入醋酸后所得PH值为4 5的溶液；所述羟基硅油的加入量为聚酯切片重量的0. 1. 2% ；所述聚合反应工序实施如下向二次酯化反应后的体系中，加入聚合催化剂，搅拌均勻后，送至预聚釜中，进行预聚反应，预聚反应温度控制在沈0 275°C，压力为0. 6 2. Okpa;预聚反应结束后，关闭真空系统，在氮气保护以及负压下，将液态或熔融的紫外线吸收剂注入，搅拌均勻，然后将已熔融好的抗静电剂注入，搅拌均勻，经过滤器过滤后送至终聚釜，其中，所述紫外线吸收剂的加入量为聚酯切片重量的0. 2.0%，所述抗静电剂的加入量为聚酯切片重量的0.5% 4. 5%;最后，在终聚釜中，温度275°C ^0°C、压力 40 100 下进行终聚合反应，终聚合反应完成后，出料切粒，得到所述具有复合功能的聚酯切片。根据本发明，所述的第三单体可以为选自丁二酸、戊二酸、己二酸、1，4_环己烷二甲酸、2，2_ 二甲基丙二甲酸、间苯二甲酸以及5-甲基间苯二甲酸中的一种或多种。第三单体可作为降低纤维结晶度改性组分，主要用于防止聚酯面料在户外阳光直射的严酯条件下，纤维发生再结晶造成面料强度下降，其加入量优选为对苯二甲酸重量的0.8% 2. 5%。根据本发明，所述的紫外线吸收剂可以为以下种类的紫外线吸收剂中的一种或多种的组合苯并三唑类紫外线吸收剂:Tinuvin 326、TinUVin 234、TinUVin 350、Tinuvin 320、TinUVin 328 ；低挥发性苯并三唑类紫外线吸收剂Tinuvin 360 ；红移苯并三唑类紫外线吸收剂Tinuvin 327 ；以及Tinuvin UV-P，氰特紫外线吸收剂CYAS0RB UV-3638F，三嗪系列紫外线吸收剂UV-1577，紫外线吸收剂的优选加入量为聚酯切片重量的 0. 15% 1. 10%。优选地，选择以下紫外线吸收剂的一种或几种复合使用苯并三唑类系列紫外线吸收剂TinUVin 234,Tinuvin 320,Tinuvin 328 ；低挥发性苯并三唑类紫外线吸收剂Tinuvin 360 ；红移苯并三唑类紫外线吸收剂Tinuvin 327 ；以及Tinuvin UV-P，氰特紫外线吸收剂CYASORB UV-3638F，三嗪系列紫外线吸收剂UV-1577等。特别优选的，选择以下种类的紫外线吸收剂的一种或几种复合使用苯并三唑类系列紫外线吸收剂 Tinuvin 234,Tinuvin 320,Tinuvin 328 ；以及Tinuvin UV-P，氰特紫外线吸收剂 CYASORB UV-3638F。加入紫外线吸收剂之后的搅拌时间优选为2 8分钟。根据本发明，上述的抗静电剂可以为抗静电剂102、抗静电剂103、抗静电剂105及抗静电剂308中的一种或多种的组合，其加入量优选为聚酯切片重量的0. 65% 2. 5%。根据本发明，所述的受阻胺类光稳定剂可以为选自非聚合型高分子量受阻胺光稳定剂CHIMASSORB l 19FL，聚合型受阻胺类光稳定剂ChimaSSOrb944、Tinuvin 788以及光稳定剂770双0，2，6，6-四甲-4-哌啶基)癸二酸酯中的一种或多种，优选为二种以上光稳定剂混合而成的复合光稳定剂，例如为Tinuvin 788与CHIMASSORB 119FL按重量比1 1的混合物。所述的受阻胺类光稳定剂的加入量优选为15 90ppm(以聚酯总重量为基准)。所述的受阻酚类抗氧剂可以为Irganox 1076，Irganox 1010及Irgafosl68 中的一种或多种，优选为二种以上的抗氧剂混合而成的复合抗氧剂，例如Irganox 1076与 Irganox 1010按重量比1 3的混合物。受阻酚类抗氧剂的加入量为30 250ppm(以聚酯总重量为基准)。优选地，受阻胺类光稳定剂的加入量为35 60ppm，受阻酚类抗氧剂的加入量为75 180ppm。一定量的受阻胺类光稳定剂及受阻酚类抗氧剂能够作为辅助组分， 与紫外线吸收剂产生协同效应，保证了聚酯具有良好的耐光性和抗氧化性能。根据本发明，聚合催化剂可以是已知的各种聚酯用聚合催化剂。具体地在本发明中，聚合催化剂使用乙二醇锑，其加入量一般为450 550ppm (以聚酯切片的重量为基准)。根据本发明，所述的作为第四单体的聚乙二醇的数均分子量优选为1500 4000， 加入量优选为聚酯切片重量的1. 5% 4. 0%。根据本发明，短丝级聚酯切片，聚合过程中羟基硅油的使用量要稍高于长丝级聚酯切片，主要是短纤纺丝过程中要经过蒸汽加热的拉伸工序与热定型工序，纤维除在卷绕过程中高温状态下的一定热降解以外，在拉伸与热定型过程中，接触高温蒸汽，大分子链中硅酯键合进一步断裂，产生二次粘度降，其纤维最终特性粘度为0. 58士0. 012，纤维断裂强度控制在3. 2士0. 2，在满足加工及服用强度同时，赋予纤维良好的抗起球性能。聚酯长丝的纺丝，聚合过程中羟基硅油的使用量稍低于短纤维级高舒适共聚酯切片，但要加入相对较高量的第三单体聚乙二醇，以便在纺丝过程中只有一次粘度降的情况下，有效降低纤维的断裂强度。其纤维最终特性粘度为0. 63 士 0.012，纤维断裂强度控制在2.6 士 0.2，在满足加工及服用强度同时，赋予纤维良好的抗起球性能。具体的方案是当聚酯切片用于纺制长丝时，所述的羟基硅油的加入量为聚酯切片重量的0. 0.8% ；当聚酯切片用于纺制短纤维时，羟基硅油的加入量为聚酯切片重量的0. 6% 1. 2%。根据本发明，聚酯切片其熔点与常规PET聚酯相比有所下降，因此在纺丝过程中，
7需对纺丝条件进行调整，实施纺丝的条件比较普通PTT聚酯纤维，螺杆各区温度下调8 15°C。相应的拉伸定型温度也要下调。本领域所属技术人员可以根据具体的聚酯切片的熔点来调整相应的纺丝条件。根据本发明的一个具体方面，纺丝温度控制在255°C 278°C， 拉伸温度为142°C 150°C，热定型温度为110°C 135°C。另外，在纺丝工序之前，还优选对聚酯切片进行预结晶和干燥，其中预结晶在温度110°C 130°C下进行3 5小时，干燥在温度130°C 145°C下进行3. 5 5. 0小时；由于添加了多种改性组分，其切片玻璃化温度较常规PET聚酯有不同程度的下降，在纺丝切片干燥过程中容易造成粘结，在纺丝前，首先进行预结晶可有效避免粘结所述纺丝工序中。另外，为拓展聚酯纤维的使用领域，应用于春夏季户外运动与休闲服装系列，上述纤维截面优选为三角、十字、三叶、中空等异形形状， 以获得良好的吸湿快干功能。由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有如下优点1、本发明以紫外线吸收剂为主，通过吸收紫外线转化为其它波长的光线减少紫外光对人体皮肤的伤害，同时，通过配合使用受阻胺类光稳定剂与受阻酚类抗氧剂，与紫外线吸收剂协同，进一步提高了纤维面料在户外阳光直射条件下的抗紫外线性能。2、与以往在酯化反应之后即加入抗紫外剂不同，本发明是在预聚反应完成以后， 终聚反应进行前加入液体或熔融的紫外线吸收剂，如此，有效减少紫外线吸收剂的停留时间，大幅减少紫外线吸收剂的挥发或引起副反应，由于熔体在预聚反应完成后运动粘度较小，也同时保证了紫外线吸收剂在熔体中良好的分散效果，紫外线吸收剂的加入量较少，成本较低。3、通过在聚合中期添加抗静电剂，并使用具有良好吸湿性的聚乙二醇作为第四单体，可在保持纤维基本性能基础上，获得优良的抗静电特性，尤其适合春、秋季北方干燥气候条件下，服装静电消除的需要。第四单体的加入还利于降低纤维断裂强度和提高纤维的抗起球性能。4、本发明在二次酯化反应段加入羟基硅油，在形成大分子链过程中，羟基硅油参与聚合反应，一方面，羟基硅油反应活化能低，有利于加速聚合反应速度；另一方面，其与羧酸反应后的键合属于弱键，在纺丝过程中受热易断裂，会使聚酯熔体产生均勻且较大的粘度降，如此，通过控制羟基硅油的加入量与纺丝条件，一方面可生产适合短纤维与长丝不同纺丝要求的切片品种，另一方面根据短纤维与长丝纺丝工艺的不同，可在纺丝卷绕与拉伸定型期间控制聚酯粘度降，有效降低纤维强度，从而使纤维具有良好的抗起球性能。5、将受阻胺类光稳定剂与受阻酚类抗氧剂先分散在醋酸和乙二醇中再加入，可以在不影响产品质量的前提下(醋酸在预聚反应过程中可迅速发生闪蒸，排出系统)，有效抑制受阻胺类光稳定剂与受阻酚类抗氧剂与后续加入的羟基硅油在高温下发生反应(羟基硅油高温下为具有一定强度的质子酸，可与受阻胺类光稳定剂及受阻酚类抗氧剂在高温下产生反应)。6、本发明在一次酯化反应段加入的第三单体，能够降低纤维的结晶性能，防止在户外条件下纤维因诱导结晶造成的强度下降，使面料在户外阳光直射条件下因结晶造成面料强度降低的影响消除，提高了服装的耐穿性能；在二次酯化反应阶段加入的聚乙二醇提高了纤维的柔软性，有效降低纤维的断裂强度，提高了纤维的抗起球性能。7、以本发明所得聚酯切片纺成的纤维为原料的针织和机织面料，经测试其相关技术指标为紫外光透过率< 5. 0 %，抗起球性能> 4级，纤维体积比电阻< 101° Ω . cm,芯吸高度> 120mm，蒸发速率> 0. 20g/hr，抗紫外线、抗起球，抗静电，抗老化及吸湿速干性能优
已
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明并不限于以下实施例。以下实施例中，均采用pH值为4 5、质量浓度2%的复合光稳定剂的调配液 (溶剂为乙二醇，并用醋酸调节PH值)，以及pH值为4 5、质量浓度2 %的复合抗氧剂的调配液(溶剂为乙二醇，并用醋酸调节PH值)。其中，复合光稳定剂由Tinuvin 788与 CHIMASSORB 119FL按重量比1 1组成；复合抗氧剂由Irganox 1076与Irganox 1010按重量比1 3组成。另外，为适应不同纺丝过程要求，短纤级聚酯切片特性粘度控制为0. 730士0. 012 ； 熔点243 士 1°C;玻璃化温度69 士 1°C;长纤级聚酯切片特性粘度控制为0. 710 士0. 012 ；熔点 246 士 1 °C ；玻璃化温度72 士 1 °C。实施例1本实施例提供一种具有复合功能的聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、一次酯化反应段取18kg精对苯二甲酸(PTA)、7. 5kg乙二醇(EG)以及225g 1，4-环己烷二甲酸，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa,进行酯化，酯化温度控制在255°C 260°C，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。O)、二次酯化反应段一次酯化完成后，首先加入乙二醇，使反应釜温度降至 230 235°C，然后将450g已经加热融化好的数均分子量为2500的聚乙二醇在氮气保护下加入反应釜，搅拌均勻。然后以上述的调配液形式加入1. 125g复合光稳定剂，以上述的调配液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂。加入完毕后搅拌均勻。反应釜开始升温，并缓慢加入160g羟值为5. 5%的羟基硅油，进行二次酯化反应，反应釜温度达到沈0。羟基硅油二次酯化反应出水完成，酯化塔顶开始降温。(3)、聚合反应工序向体系中，加入聚合催化剂，搅拌均勻后移至预聚釜升温聚合，控制温度260 275°C，开启真空泵，在40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束， 关闭真空系统，在氮气保护及负压情况下将已熔融好的226g紫外光吸收剂Tinuvin 234， 由专用设备注入系统，混合3分钟后，将已融化好的226g抗静电剂102注入系统，继续混合 2分钟，反应釜加压，预聚熔体经预聚过滤器过滤后进入终聚釜，开启高真空，压力为40 lOOpa，在275°C ^(TC条件下进行常规聚合，至达到规定粘度，停止聚合反应，聚合反应完成后出料切粒，得到具有复合功能的聚酯切片，其测试结果见表1。实施例2本实施例提供一种具有复合功能的聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、一次酯化反应段取18kg精对苯二甲酸(PTA)、7. 5kg乙二醇(EG)以及225g 5-甲基间苯二甲酸，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa,进行酯化，酯化温度控制在255°C 260°C，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。O)、二次酯化反应段一次酯化完成后，首先加入乙二醇，使反应釜温度降至230 235°C，然后将450g已经加热融化好的数均分子量为2500的聚乙二醇在氮气保护下加入反应釜，搅拌均勻。然后以上述的调配液形式加入1. 125g复合光稳定剂，以上述的调配液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂。加入完毕后搅拌均勻。反应釜开始升温，并缓慢加入160g羟值为5. 5%的羟基硅油，进行二次酯化反应，反应釜温度达到260°C。羟基硅油二次酯化反应出水完成，酯化塔顶开始降温。(3)、聚合反应工序向体系中，加入聚合催化剂，搅拌均勻后送至预聚釜升温聚合，控制温度260 275°C，开启真空泵，在40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束， 关闭真空系统，在氮气保护及负压情况下将已熔融好的113g紫外光吸收剂Tinuvin 234， 由专用设备注入系统，混合3分钟后，将已融化好的339g抗静电剂103注入系统，继续混合 2分钟，反应釜加压，预聚熔体经预聚过滤器过滤后进入终聚釜，开启高真空，压力为40 lOOpa，在275°C ^(TC条件下进行常规聚合，至达到规定粘度，停止聚合反应，聚合反应完成后出料切粒。得到具有复合功能的聚酯切片，其测试结果见表1。实施例3本实施例提供一种具有复合功能的聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、一次酯化反应段取18kg精对苯二甲酸(PTA)、7. 5kg乙二醇(EG)以及225g 己二酸，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa,进行酯化，酯化温度控制在255°C 260°C，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。O)、二次酯化反应段一次酯化完成后，首先加入乙二醇，使反应釜温度降至 230 235°C，然后将450g已经加热融化好的数均分子量为3000的聚乙二醇在氮气保护下加入反应釜，搅拌均勻。然后以上述的调配液形式加入1. 125g复合光稳定剂，以上述的调配液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂。加入完毕后搅拌均勻。反应釜开始升温，并缓慢加入160g羟值为5. 5%的羟基硅油，进行二次酯化反应，反应釜温度达到260°C。羟基硅油二次酯化反应出水完成，酯化塔顶开始降温。(3)、聚合反应工序向体系中，加入聚合催化剂，搅拌均勻后送至预聚釜升温聚合，控制温度260 275°C，开启真空泵，在40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束， 关闭真空系统，在氮气保护及负压情况下将已熔融好的113g紫外光吸收剂Tinuvin 320， 由专用设备注入系统，混合3分钟后，将已融化好的226g抗静电剂102注入系统，继续混合 2分钟，反应釜加压，预聚熔体经预聚过滤器过滤后进入终聚釜，开启高真空，压力为40 lOOpa，在275°C ^(TC条件下进行常规聚合，至达到规定粘度，停止聚合反应，聚合反应完成后出料切粒。得到具有复合功能的聚酯切片，其测试结果见表1。实施例4本实施例提供一种具有复合功能的聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、一次酯化反应段取18kg精对苯二甲酸(PTA)、73kg乙二醇(EG)以及 110gl，4-环己烷二甲酸与115g己二酸，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa，进行酯化，酯化温度控制在255°C 260°C，至酯化出水完毕，回复常压化，
结束反应。O)、二次酯化反应段一次酯化完成后，首先加入乙二醇，使反应釜温度降至 230 235°C，然后将450g已经加热融化好的数均分子量为3000的聚乙二醇在氮气保护下加入反应釜，搅拌均勻。然后以上述的调配液形式加入1. 125g复合光稳定剂，以上述的调配液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂。加入完毕后搅拌均勻。反应釜开始升温，并缓慢加入120g羟值为5. 5%的羟基硅油，进行二次酯化反应，反应釜温度达到260°C。羟基硅油二次酯化反应出水完成，酯化塔顶开始降温。(3)、聚合反应工序向体系中，加入聚合催化剂，搅拌均勻后送至预聚釜升温聚合，控制温度260 275°C，开启真空泵，在40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束， 关闭真空系统，在氮气保护及负压情况下将已熔融好的226g紫外光吸收剂Tinuvin 320， 由专用设备注入系统，混合3分钟后，将已融化好的339g抗静电剂103注入系统，继续混合 2分钟，反应釜加压，预聚熔体经预聚过滤器过滤后进入终聚釜，开启高真空，压力为40 lOOpa，在275°C ^(TC条件下进行常规聚合，至达到规定粘度，停止聚合反应，聚合反应完成后出料切粒，得到具有复合功能的聚酯切片，其测试结果见表1。实施例5本实施例提供一种具有复合功能的聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、一次酯化反应段取18kg精对苯二甲酸(PTA)、73kg乙二醇(EG)以及 110gl，4-环己烷二甲酸与115g己二酸，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa，进行酯化，酯化温度控制在255°C 260°C，至酯化出水完毕，回复常压化，
结束反应。O)、二次酯化反应段一次酯化完成后，首先加入乙二醇，使反应釜温度降至 230 235°C，然后将450g已经加热融化好的数均分子量为4000的聚乙二醇在氮气保护下加入反应釜，搅拌均勻。然后以上述的调配液形式加入1. 125g复合光稳定剂，以上述的调配液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂。加入完毕后搅拌均勻。反应釜开始升温，并缓慢加入160g羟值为5. 5%的羟基硅油，进行二次酯化反应，反应釜温度达到260°C。羟基硅油二次酯化反应出水完成，酯化塔顶开始降温。(3)、聚合反应工序向体系中，加入聚合催化剂，搅拌均勻后送至预聚釜升温聚合，控制温度260 275°C，开启真空泵，在40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束， 关闭真空系统，在氮气保护及负压情况下将已熔融好的113g紫外光吸收剂{TinUVin 234 与Tinuvin 320混合物，比例为1 1}，由专用设备注入系统，混合3分钟后，将已融化好的226g抗静电剂102注入系统，继续混合2分钟，反应釜加压，预聚熔体经预聚过滤器过滤后进入终聚釜，开启高真空，压力为40 lOOpa，在275°C 280°C条件下进行常规聚合，至达到规定粘度，停止聚合反应，聚合反应完成后出料切粒。得到具有复合功能的聚酯切片， 其测试结果见表1。实施例6本实施例提供一种具有复合功能的聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、一次酯化反应段取18kg精对苯二甲酸(PTA)、73kg乙二醇(EG)以及 110gl，4-环己烷二甲酸与115g己二酸，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa，进行酯化，酯化温度控制在255°C 260°C，至酯化出水完毕，回复常压化，
结束反应。O)、二次酯化反应段一次酯化完成后，首先加入乙二醇，使反应釜温度降至 230 235°C，然后将450g已经加热融化好的数均分子量为4000的聚乙二醇在氮气保护下加入反应釜，搅拌均勻。然后以上述的调配液形式加入1. 125g复合光稳定剂，以上述的调配液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂。加入完毕后搅拌均勻。反应釜开始升温，并缓慢加入120g羟值为5. 5%的羟基硅油，进行二次酯化反应，反应釜温度达到260°C。羟基硅油二次酯化反应出水完成，酯化塔顶开始降温。(3)、聚合反应工序向体系中，加入聚合催化剂，搅拌均勻后送至预聚釜升温聚合，控制温度260 275°C，开启真空泵，在40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束， 关闭真空系统，在氮气保护及负压情况下将已熔融好的226g紫外光吸收剂(Tinuvin 234 与Tinuvin 320的混合物，二者重量之比为1 1)，由专用设备注入系统，混合3分钟后， 将已融化好的339g抗静电剂103注入系统，继续混合2分钟，反应釜加压，预聚熔体经预聚过滤器过滤后进入终聚釜，开启高真空，压力为40 lOOpa，在275°C ^(TC条件下进行常规聚合，至达到规定粘度，停止聚合反应，聚合反应完成后出料切粒。得到具有复合功能的聚酯切片，其测试结果见表1。实施例7本实施例提供一种具有复合功能的聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、一次酯化反应段取18kg精对苯二甲酸(PTA)、73kg乙二醇(EG)以及 110gl，4-环己烷二甲酸与115g己二酸，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa，进行酯化，酯化温度控制在255°C 260°C，至酯化出水完毕，回复常压化，
结束反应。O)、二次酯化反应段一次酯化完成后，首先加入乙二醇，使反应釜温度降至 230 235°C，然后将450g已经加热融化好的数均分子量为2000的聚乙二醇在氮气保护下加入反应釜，搅拌均勻。然后以上述的调配液形式加入1. 125g复合光稳定剂，以上述的调配液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂。加入完毕后搅拌均勻。反应釜开始升温，并缓慢加入180g羟值为5. 5%的羟基硅油，进行二次酯化反应，反应釜温度达到沈0。羟基硅油二次酯化反应出水完成，酯化塔顶开始降温。(3)、聚合反应工序向体系中，加入聚合催化剂，搅拌均勻后送至预聚釜升温聚合，控制温度260 275°C，开启真空泵，在40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束， 关闭真空系统，在氮气保护及负压情况下将已熔融好的113g紫外光吸收剂(Tinuvin 234 与氰特紫外线吸收剂CYAS0RBUV-3638F的混合物，二者重量之比为2 1)，由专用设备注入系统，混合3分钟后，将已融化好的275g抗静电剂(抗静电剂102与抗静电剂103按重量比1 1组成)注入系统，继续混合2分钟，反应釜加压，预聚熔体经预聚过滤器过滤后进入终聚釜，开启高真空，压力为40 lOOpa，在275°C 条件下进行常规聚合，至达到规定粘度，停止聚合反应，聚合反应完成后出料切粒。得到具有复合功能的聚酯切片，其测试结果见表1。实施例8本实施例提供一种具有复合功能的聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、一次酯化反应段取18kg精对苯二甲酸(PTA)、73kg乙二醇(EG)以及 110gl，4-环己烷二甲酸与115g己二酸，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa，进行酯化，酯化温度控制在255°C 260°C，至酯化出水完毕，回复常压化，
结束反应。O)、二次酯化反应段一次酯化完成后，首先加入乙二醇，使反应釜温度降至230 235°C，然后将450g已经加热融化好的数均分子量为2000的聚乙二醇在氮气保护下加入反应釜，搅拌均勻。然后以上述的调配液形式加入1. 125g复合光稳定剂，以上述的调配液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂。加入完毕后搅拌均勻。反应釜开始升温，并缓慢加入140g羟值为5. 5%的羟基硅油，进行二次酯化反应，反应釜温度达到沈0。羟基硅油二次酯化反应出水完成，酯化塔顶开始降温。(3)、聚合反应工序向体系中，加入聚合催化剂，搅拌均勻后送至预聚釜升温聚合，控制温度260 275°C，开启真空泵，在40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束， 关闭真空系统，在氮气保护及负压情况下将已熔融好的113g紫外光吸收剂(Tinuvin 234 与氰特紫外线吸收剂CYAS0RBUV-3638F的混合物，二者重量之比为2 1)，由专用设备注入系统，混合3分钟后，将已融化好的275g抗静电剂(抗静电剂102与抗静电剂103按重量比1 1组成)注入系统，继续混合2分钟，反应釜加压，预聚熔体经预聚过滤器过滤后进入终聚釜，开启高真空，压力为40 lOOpa，在275°C 条件下进行常规聚合，至达到规定粘度，停止聚合反应，聚合反应完成后出料切粒。得到具有复合功能的聚酯切片，其测试结果见表1。对比例1本对比例提供一种聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、一次酯化反应段取18kg精对苯二甲酸(PTA)、7. 5kg乙二醇(EG)以及225g 1，4-环己烷二甲酸，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa,进行酯化，酯化温度控制在255°C 260°C，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。O)、二次酯化反应段一次酯化完成后，首先加入乙二醇，使反应釜温度降至 230 235°C，然后将450g已经加热融化好的数均分子量为2500的第四单体聚乙二醇在氮气保护下加入反应釜，搅拌均勻。然后以上述的调配液形式加入1. 125g复合光稳定剂，以上述的调配液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂。加入完毕后搅拌均勻。反应釜开始升温，并缓慢加入160g羟值为5. 5%的羟基硅油，进行二次酯化反应，反应釜温度达到260°C。 羟基硅油二次酯化反应出水完成，酯化塔顶开始降温。(3)、聚合反应工序向体系中加入聚合催化剂，将液态或已熔融好的113g紫外光吸收剂Tiniivin 234，混合3分钟后，将已融化好的226g抗静电剂102注入系统，继续混合2分钟，反应釜加压，预聚熔体经预聚过滤器过滤后进入终聚釜，控制温度260 275°C， 开启真空泵，在40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束，开启高真空，压力为40 lOOpa，在270 280°C条件下进行常规聚合，至达到规定粘度，停止聚合反应，聚合反应完成后出料切粒，得到聚酯切片，其测试结果见表1。对比例2本对比例提供一种聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤(1)、一次酯化反应段取18kg精对苯二甲酸(PTA)、7. 5kg乙二醇(EG)以及225g 1，4-环己烷二甲酸，加入70升聚酯实验装置，搅拌均勻后，开始升温并加压至0. 3Mpa,进行酯化，酯化温度控制在255°C 260°C，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。O)、二次酯化反应段一次酯化完成后，首先加入乙二醇，使反应釜温度降至 230 235°C，然后将450g已经加热融化好的数均分子量为3000的第四单体聚乙二醇在氮气保护下加入反应釜，搅拌均勻。然后以上述的调配液形式加入1. 125g复合光稳定剂，以上述的调配液形式加入3. 375g上述的复合抗氧剂。加入完毕后搅拌均勻。反应釜开始升温，并缓慢加入120g羟值为5. 5 %的羟基硅油，进行二次酯化反应，反应釜温度达到^KTC。 羟基硅油二次酯化反应出水完成，酯化塔顶开始降温。(3)、聚合反应工序向体系中加入聚合催化剂，将液态或已熔融好的113g紫外光吸收剂(Tinuvin 234与氰特紫外线吸收剂CYASORB UV-3638F的混合物，二者重量之比为 2 1)，混合3分钟后，将已融化好的226g抗静电剂102注入系统，继续混合2分钟，反应釜加压，预聚熔体经预聚过滤器过滤后进入终聚釜。控制温度260 275°C，开启真空泵，在 40分钟内缓慢降至2Kpa，低真空聚合反应结束，开启高真空，压力为40 lOOpa，在270 280°C条件下进行常规聚合，至达到规定粘度，停止聚合反应，聚合反应完成后出料切粒，得到聚酯切片，其测试结果见表1。表1具有复合功能的聚酯切片的物理化学指标
权利要求
1.一种具有复合功能的聚酯切片的制备方法，包括依次进行的酯化反应工序和聚合反应工序，其特征在于所述酯化反应工序包括一次酯化反应段和二次酯化反应段，其中所述一次酯化反应段实施如下将对苯二甲酸、乙二醇以及第三单体加入到酯化反应釜中，在255°C ^0°C 下进行一次酯化反应，所述对苯二甲酸、乙二醇的投料摩尔比为1 1.2 1.3，所述的第三单体为脂肪族二元羧酸和非对位芳基二元羧酸中的一种或几种，且其加入量为对苯二甲酸重量的0. 5% 4. 5% ；所述二次酯化反应段实施如下一次酯化反应段完成后，加入乙二醇降温至230°C 235°C，在惰性气体保护下，加入数均分子量为200 6000的聚乙二醇作为第四单体，第四单体的加入量为聚酯切片重量的0. 5% 3. 0%，然后加入质量浓度为 2% 5%的受阻胺类光稳定剂的调配液和质量浓度为2% 5%的受阻酚类抗氧剂的调配液，搅拌均勻，反应釜开始升温，缓慢加入羟值为0. 5% 8. 0%的羟基硅油，进行二次酯化反应，至酯化出水完全，反应温釜温度达到260°C，以聚酯切片重量为基准，所述受阻胺类光稳定剂和受阻酚类抗氧剂的加入量分别为10 300ppm，所述的受阻胺类光稳定剂的调配液为受阻胺类光稳定剂分散在溶剂乙二醇中并加入醋酸后所得PH值为4 5的溶液，所述的受阻酚类抗氧剂的调配液为受阻酚类抗氧剂分散在溶剂乙二醇中并加入醋酸后所得PH 值为4 5的溶液；所述羟基硅油的加入量为聚酯切片重量的0. 1. 2% ；所述聚合反应工序实施如下向二次酯化反应后的体系中，加入聚合催化剂，搅拌均勻后，送至预聚釜中，进行预聚反应，预聚反应温度控制在沈0 275°C，压力为0. 6 2. Okpa;预聚反应结束后，关闭真空系统，在氮气保护以及负压下，将液态或熔融的紫外线吸收剂注入，搅拌均勻，然后将已熔融好的抗静电剂注入，搅拌均勻，经过滤器过滤后送至终聚釜，其中，所述紫外线吸收剂的加入量为聚酯切片重量的0. 2.0%，所述抗静电剂的加入量为聚酯切片重量的0.5% 4. 5%;最后，在终聚釜中，温度275°C ^0°C、压力 40 100 下进行终聚合反应，终聚合反应完成后，出料切粒，得所述具有复合功能的聚酯切片。
2.根据权利要求1所述的具有复合功能的聚酯切片的制备方法，其特征在于所述的紫外线吸收剂为以下种类的紫外线吸收剂中的一种或多种的组合苯并三唑类紫外线吸收剂:Tinuvin 326、Tinuvin 234、Tinuvin 350、Tinuvin 320、Tinuvin 328 ；低挥发性苯并三唑类紫外线吸收剂Tinuvin 360 ；红移苯并三唑类紫外线吸收剂Tinuvin 327 ；以及Tinuvin UV-P，氰特紫外线吸收剂CYASORB UV-3638F，三嗪系列紫外线吸收剂 UV-1577，紫外线吸收剂的加入量为聚酯切片重量的0. 15% 1. 10%。
3.根据权利要求1所述的具有复合功能的聚酯切片的制备方法，其特征在于所述的抗静电剂为抗静电剂102、抗静电剂103、抗静电剂105及抗静电剂308中的一种或多种的组合，其加入量为所述聚酯切片重量的0. 65% 2. 5%。
4.根据权利要求1所述的具有复合功能的聚酯切片的制备方法，其特征在于所述的受阻胺类光稳定剂为选自非聚合型高分子量受阻胺光稳定剂CHIMASSORB 119FL，聚合型受阻胺类光稳定剂Chimassorb 944、Tinuvin788以及光稳定剂770双(2,2,6,6-四甲-4-哌啶基)癸二酸酯中的一种或多种，以聚酯切片重量为基准，所述受阻胺类光稳定剂的加入量为15 90ppm。
5.根据权利要求1所述的具有复合功能的聚酯切片的制备方法，其特征在于所述的受阻酚类抗氧剂为Irganox 1076，Irganox 1010及Irgafos 168中的一种或多种，以聚酯切片重量为基准，所述的受阻酚类抗氧剂的加入量为30 250ppm。
6.根据权利要求1所述的具有复合功能的聚酯切片的制备方法，其特征在于以聚酯切片重量为基准，所述的受阻胺类光稳定剂的加入量为35 60ppm，所述的受阻酚类抗氧剂的加入量为75 180ppm。
7.根据权利要求1所述的具有复合功能的聚酯切片的制备方法，其特征在于所述的受阻胺类光稳定剂为二种以上的光稳定剂混合而成的复合光稳定剂；所述的受阻酚类抗氧剂为二种以上的抗氧剂混合而成的复合抗氧剂。
8.根据权利要求1所述的具有复合功能的聚酯切片的制备方法，其特征在于所述的第三单体为选自丁二酸、戊二酸、己二酸、1，4_环己烷二甲酸、2，2_ 二甲基丙二甲酸、间苯二甲酸以及5-甲基间苯二甲酸中的一种或多种，其加入量为对苯二甲酸重量的0.8% 2.5%。
9.根据权利要求1所述的具有复合功能的聚酯切片的制备方法，其特征在于所述的作为第四单体的聚乙二醇的数均分子量为1500 4000，加入量为聚酯切片重量的1. 5% 3.0%。
10.根据权利要求1至9中任一项权利要求所述的具有复合功能的聚酯切片的制备方法，其特征在于所述的聚酯切片用于纺制长丝时，所述的羟基硅油的加入量为聚酯切片重量的0. 0.8% ；所述的聚酯切片用于纺制短纤维时，所述的羟基硅油的加入量为聚酯切片重量的0.6% 1.2%。
全文摘要
本发明涉及一种具有复合功能的聚酯切片的制备方法，其包括一次酯化反应段、二次酯化反应段以及聚合反应工序，在一次酯化反应段中引入脂肪族二元羧酸和/或非对位芳基二元羧酸作为第三单体；在二次酯化反应段中引入柔性聚乙二醇作为第四单体；酯化完成后，加入分别用醋酸与乙二醇为溶剂调配的受阻胺类光稳定剂和受阻酚类抗氧剂，以及羟基硅油；在聚合反应工序的预聚合结束之后、终聚合之前，加入紫外线吸收剂和抗静电剂。本发明的聚酯切片，可采用常规的纺丝工序纺成聚酯纤维，所得聚酯纤维具有优异的抗紫外线、抗静电、抗老化、抗起球以及吸湿速干性能，面料具有高舒适性。
文档编号C08G63/78GK102443152SQ20111027726
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者边树昌 申请人:江苏中鲈科技发展股份有限公司, 边树昌