CN101362821A

CN101362821A - 一种ptt聚酯切片及抗静电ptt聚酯纤维的制备方法

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Publication number: CN101362821A
Application number: CNA2008101072459A
Authority: CN
Inventors: 边树昌
Original assignee: JIANGSU ZHONGLU TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: JIANGSU ZHONGLU TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2009-02-11
Anticipated expiration: 2028-09-26
Also published as: CN101362821B

Abstract

本发明涉及一种PTT聚酯切片及抗静电PTT聚酯纤维的制备方法，PTT聚酯切片按照常规的聚酯合成方法合成，不同的是，在聚合反应的后期依次加入消泡剂、熔融的抗静电剂。如此，既可以有效实现抗静电剂的均匀分散，又可以保证聚酯良好的分子状态，从而克服了工艺方面的困难，制得PTT聚酯切片具有优良的抗静电性能。抗静电PTT聚酯纤维的制备方法包括制得PTT聚酯切片、预结晶、干燥和对切片进行纺丝、卷绕和拉伸定型的步骤，聚酯切片为按前述方法制得，所得聚酯纤维在获得优良抗静电性能的同时，保持了PTT纤维的优良特性，与传统的抗静电PTT纤维制成的面料相比，其服用舒适性得到了极大的提高，特别适合冬春季服装面料的要求。

Description

一种PTT聚酯切片及抗静电PTT聚酯纤维的制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚对苯二甲酸丙二醇酯的制备方法，本发明还涉及具有抗静电功能的聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维的制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是20世纪90年代中期工业开发成功的一种极具发展前途的新型聚酯材料。它与PET、PBT属于同一聚合物系列的新型有机高分子芳香族聚酯产品。PTT的开发成功，进一步丰富了化纤产品系列。首先、有别于PET聚酯几乎是直线型的大分子构象，PTT聚合物的分子构象则是螺旋形的。螺旋形的分子构象允许PTT纤维高度“膨化”，使其纤维具备有良好的弹性；其次，PTT聚酯的玻璃化转变温度较低，允许其纤维和织物在较低的温度下染色，具备优良的分散染料上染特性；另外，PTT纤维杨氏模量较低，织物手感非常柔软、植物的蓬松性好，面料具有良好的弹性恢复功能，也因此被称为“记忆纤维”。由于有这些优点，PTT及其纤维在化纤行业迅速获得推广。目前，市场上使用最广的是以下两个方面：一方面，利用其与氨纶相近的弹性功能，替代氨纶在面料中使用，获得了很好的效果，其织物具有很好的弹性回复和蓬松性能；另一方面，与其他纤维进行共轭纺丝或进行复合，利用其纤维特性，织造所谓“记忆面料”。

但是，当聚酯应用于冬季、春季的面料与服装方面时，由于聚酯本身的分子结构特点，聚酯属于疏水性纤维，在纤维表面，水分子无法进入纤维内部，这就造成了在冬春季，由于面料的摩擦作用，在纤维表面会形成电荷的聚集，从而导致一方面，静电放电，造成火花并产生一定的电击，致使服用舒适性下降；另一方面，由于静电的积聚，造成了对灰尘的吸附作用，致使抗污能力下降。

为了克服这些缺点，人们对聚酯及纤维进行了许多有效的改进，其中，制备具有抗静电性能的改性聚酯新品种，从高分子结构方面入手，改善高分子的吸水性能，或者添加具备导电功能的材料，来达到消除静电积聚的目的。除此之外，如果要求更高档次的静电消除能力，一般在纺织面料的过程中混纺一定量的导电纤维，通过在面料表面形成导电网络，使得静电无法积聚，达到消除静电的效果。相关的应用范围是在制备各种防尘服、劳保服装等对静电要求特别高的特种行业的工装方面。作为大众化的服装面料，使用有一定抗静电效果的改良的化学纤维面料，就可以满足要求，因此，抗静电PTT聚酯纤维的开发，能够扩大PTT纤维的适用范围，并可获得良好的使用效果。

现有技术中，抗静电纤维的制备方法主要为使用抗静电母粒法，即首先制备抗静电母粒，然后在纺丝过程中采用母粒法混纺制备抗静电纤维。此法存在的缺点是，母粒的制备工序复杂，由于抗静电剂的熔点只有50℃左右，而PTT聚酯的熔点为228℃，在螺杆的挤出过程中很难进行充分的分散。因此，工艺操作难，制得的PTT纤维的抗静电效果不好。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种PTT聚酯切片的制备方法，可制得具有抗静电功能的PTT聚酯切片。

本发明还要提供一种抗静电PTT聚酯纤维的制备方法，所得PTT聚酯纤维的抗静电效果好、服用舒适性得到增强。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是：

一种PTT聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤：

(1)、酯化反应：将1，3-丙二醇与对苯二甲酸按一定比例加入反应釜内，同时添加酯化催化剂、助剂，升温至220～260℃，进行酯化反应，至酯化出水完毕，结束反应得聚合单体；

(2)、聚合反应：聚合单体在聚合催化剂、抗氧化剂和稳定剂的存在下，保持真空度小于等于40Pa，温度220～280℃下进行常规聚合，至达到规定的出料粘度时终止反应，得PTT聚酯，经切粒得到PTT聚酯切片，

特别是：步骤(2)中，在聚合反应终止之前的15～25min，向聚合体系中依次加入消泡剂和质量为所述的PTT聚酯切片质量1.0～7.5％的抗静电剂，所述的抗静电剂在加入时呈熔融状态。

作为PTT聚酯切片的制备方法的进一步实施方案：步骤(2)中，步骤(2)中，加入抗静电剂的方法为：关闭真空系统与聚合釜的连接伐，在氮气保护下，依次加入消泡剂、熔融的抗静电剂，在整个添加物料的过程中，聚合釜仍保持真空状态，密闭的抗静电剂熔融罐使用氮气保护，所述静电剂加入完毕后，开启真空系统与聚合釜的连接伐，聚合系统迅速回复真空，继续进行聚合反应。

以PTT聚酯切片质量计，所述的消泡剂的加入量优选为50～300ppm。

所述的抗静电剂可选自抗静电剂102、抗静电剂103、抗静电剂105、抗静电剂308中的一种或多种的组合。

本发明专利采取在PTT聚酯聚合的后期加入抗静电剂，这样，既可以有效实现抗静电剂的均匀分散，又可以保证聚酯良好的分子状态，从而克服了工艺方面的困难，制得PTT聚酯切片具有优良的抗静电性能。

本发明的另一种技术方案是：

一种抗静电PTT聚酯纤维的制备方法，包括制备PTT聚酯切片和对所述的PTT聚酯切片进行纺丝、卷绕、拉伸定型制得聚酯纤维步骤，其中，PTT聚酯切片的制备包括如下步骤：

特别是，步骤(2)中，在聚合反应终止之前的15～25min，向聚合体系中依次加入消泡剂和质量为所述的PTT聚酯切片质量1.0～7.5％的抗静电剂，所述的抗静电剂在加入时呈熔融状态，

所述的抗静电PTT聚酯纤维的制备方法还包括在对PTT聚酯进行纺丝前顺序进行的预结晶和干燥步骤。

抗静电剂的优选加入量为所述的PTT聚酯切片的3.0～4.5％。

本发明的抗静电PTT聚酯纤维的制备方法具有如下优点：

1、由于纺丝原料为具有抗静电功能的PTT聚酯切片，因此，所获得的抗静电PTT纤维，在获得优良抗静电性能的同时(面料表面电阻达10^9-10欧姆)，保持了PTT纤维的优良特性，与传统的抗静电PTT纤维制成的面料相比，其服用舒适性得到了极大的提高，特别适合冬春季服装面料的要求；

2、由于使用具有抗静电功能的PTT聚酯切片，在纺织成纤维的过程中，不仅可以获得更稳定的染色均匀性，而且，由于抗静电剂的加入，增加了纤维的柔性，使得纤维手感更加柔软，可以适合机织、针织面料的要求；

3、所制得的PTT聚酯纤维在保持了PTT纤维的优良特性的同时，由于抗静电剂一般都是非离子型表面活性剂，提高了制成纤维的吸湿性能，同时由于高分子链段的柔性增加，使得纤维的断裂伸长和强度下降，制成纤维具有一定的抗起球、抗起毛的功能。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明进行详细的说明，但不局限于此。

实施例1

按照本实施例的PTT聚酯切片的制备方法包括如下步骤：

(1)、酯化反应：将精对苯二甲酸(PTA)、1.3—丙二醇(PDO)、0.4％wt消光剂、在在钛系酯化催化剂的作用下，进行酯化反应以制得聚合单体，酯化反应温度控制在230～255℃，要求在酯化反应完成后，酯化率达到96.6％；

(2)、聚合反应：完成酯化反应后，向上述聚合单体中加入锑系聚合催化剂、50ppm抗氧剂1222与140ppm的稳定剂磷酸三甲酯，混合均匀后。开启真空系统，首先在低真空情况下聚合，在40分钟内缓慢降至2Kpa，然后进入高真空，保持真空度≤40Pa，温度250～265℃下进行常规聚合，在切片达到规定出料粘度前的20min时，关闭真空系统与聚合釜的连接伐，在氮气保护下，依次加入50ppm的有机硅类消泡剂、熔融的抗静电剂102，(注意，在整个添加物料的过程中，聚合釜仍保持真空状态，密闭的抗静电剂熔融罐使用氮气保护)，然后开启真空系统与聚合釜的连接伐，聚合系统可迅速回复真空，继续进行聚合反应，直至达到规定的出料粘度时，终止反应，并对制得的抗静电PTT聚酯进行切粒，得所述的抗静电PTT聚酯切片。其测试结果见表1。经检测，其特性粘度为0.912，熔点为223℃，端羟基含量为25.5mg/KOH，色相b值4.3，Tg为45℃，凝聚粒子0个/mg，灰分含量为0.001％。

实施例2

按照本实施例的PTT聚酯切片的制备方法包括如下步骤：

(1)、同实施例1；

(2)、聚合反应：完成酯化反应后，向上述聚合单体中依次加入锑系聚合催化剂、50ppm抗氧剂1222与140ppm稳定剂磷酸三甲酯，混合均匀后，开启真空系统，保持真空度在40Pa以下，聚合反应温度控制在250～265℃，在切片达到规定出料粘度前的18min时，关闭真空系统，在氮气的保护下，向聚合体系中依次加入50ppm有机硅类消泡剂、3.5％wt已经充分熔融的抗静电剂105和抗静电剂308的组合物，然后开通真空系统，继续进行聚合，至切片达到规定粘度终止聚合反应，经切粒得到PTT聚酯切片。

实施例3

按照本实施例的PTT聚酯切片的制备方法包括如下步骤：

(1)、同实施例1；

(2)、聚合反应：完成酯化反应后，向上述聚合单体中依次加入锑系聚合催化剂、50ppm抗氧剂1222与140ppm稳定剂磷酸三甲酯，混合均匀后，开启真空系统，保持真空度在40Pa以下，聚合反应温度控制在250～265℃，在切片达到规定出料粘度前的22min时，关闭真空系统，在氮气的保护下，向聚合体系中依次加入50ppm有机硅类消泡剂、2.5％wt已经充分熔融的抗静电剂105，然后开通真空系统，继续进行聚合，至切片达到规定粘度终止聚合反应，经切粒得到PTT聚酯切片。

实施例4

本实施例主要涉及一种抗静电PTT聚酯纤维的制备方法，以实施例1制得PTT聚酯切片为切片原料，其依次经预结晶、干燥、纺丝、卷绕、拉伸定型制得抗静电PTT聚酯纤维，与普通的PTT聚酯纺丝不同，该切片由于添加改性抗静电剂，必须进行预结晶工艺。

上述制备方法具体如下：

首先进行切片的预结晶，预结晶温度为125～130℃，时间为2.0～3.5小时；然后进行干燥，干燥温度控制135～145℃，时间3.5～4.5小时；然后进行纺丝。首先要纺制对应的预取向丝(POY)，纺丝温度控制在238～260℃，(由于使用抗静电剂，切片的熔点有所下降，因此，在纺丝过程中，要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5～8℃)，POY纤维的纺丝速度为2700m/min。纺制的POY纤维再经过相应的拉伸加弹工艺，拉伸温度控制在135～140℃，制备相应规格的低弹网络产品150D/36f DTY。

上述低弹网络纤维被证明具有良好的可纺性、所纺制的纤维具备手感舒适、纤维具有良好的蓬松性。纤维所织成的“记忆”面料在经染色后具有优良的光泽和光鲜度。并具有优良的弹性恢复性能。纤维经纺织成面料，经静电测试，面料表面电阻达到10^9～10欧姆，具有良好的抗静电性能。

实施例5

同实施例4，不同的是，所述的PTT聚酯切片以实施例2的切片为原料。

实施例6

同实施例4，不同的是，所述的PTT聚酯切片以实施例3的切片为原料。

对上述实施例4-6所制成的纤维织成面料后进行测试，随着抗静电剂的加入量的不同，对应面料的抗静电性能有所不同，但是，在切片生产中加入过多的抗静电剂，会引起产品性能的下降，加入4.5％含量的抗静电剂的切片的成品率只有81.5％，且纺丝过程难于控制。加入2.5％含量的抗静电剂的切片成品率高，但是，其面料的抗静电性能较低，效果下降，本发明所采取的抗氧剂最佳含量为3.5％wt。

Claims

1、一种PTT聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤：

其特征在于：步骤(2)中，在所述的聚合反应终止之前的15～25min，向聚合体系中依次加入消泡剂和质量为所述的PTT聚酯切片质量1.0～7.5％的抗静电剂，所述的抗静电剂在加入时呈熔融状态。

2、根据权利要求1所述的一种PTT聚酯切片的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，加入抗静电剂的方法为：关闭真空系统与聚合釜的连接伐，在氮气保护下，依次加入消泡剂、熔融的抗静电剂，在整个添加物料的过程中，聚合釜仍保持真空状态，密闭的抗静电剂熔融罐使用氮气保护，所述静电剂加入完毕后，开启真空系统与聚合釜的连接伐，聚合系统迅速回复真空，继续进行聚合反应。

3、根据权利要求1所述的一种PTT聚酯切片的制备方法，其特征在于：以所述的PTT聚酯切片质量计，所述的消泡剂的加入量为50～300ppm。

4、根据权利要求1所述的一种PTT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、抗静电剂308中的一种或多种的组合。

5、一种抗静电PTT聚酯纤维的制备方法，包括制备PTT聚酯切片和对所述的PTT聚酯切片进行纺丝、卷绕、拉伸定型制得聚酯纤维步骤，其中，PTT聚酯切片的制备包括如下步骤：

其特征在于：步骤(2)中，在所述的聚合反应终止之前的15～25min，向聚合体系中依次加入消泡剂和质量为所述的PTT聚酯切片质量1.0～7.5％的抗静电剂，所述的抗静电剂在加入时呈熔融状态，

6、根据权利要求5所述的一种抗静电PTT聚酯纤维的制备方法，步骤(2)中，所述的加入抗静电剂的方法为：关闭真空系统与聚合釜的连接伐，在氮气保护下，依次加入消泡剂、熔融的抗静电剂，在整个添加物料的过程中，聚合釜仍保持真空状态，密闭的抗静电剂熔融罐使用氮气保护，所述静电剂加入完毕后，开启真空系统与聚合釜的连接伐，聚合系统迅速回复真空，继续进行聚合反应。

7、根据权利要求5所述的一种抗静电PTT聚酯纤维的制备方法，其特征在于：以所述的PTT聚酯切片质量计，所述的消泡剂的加入量为50～300ppm。

8、根据权利要求5所述的一种抗静电PTT聚酯纤维的制备方法，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、抗静电剂308中的一种或多种的组合。

9、根据权利要求5或8所述的一种抗静电PTT聚酯纤维的制备方法，其特征在于：所述的抗静电剂的加入量为所述的PTT聚酯切片的3.0～4.5％。

10、根据权利要求5所述的一种抗静电PTT聚酯纤维的制备方法，其特征在于：所述的预结晶温度为125～130℃，时间为2.0～3.5h；所述的干燥温度为135～145℃，时间为3.5～4.5h。