CN101424046B - 用于聚酯纤维的改性剂及其制备方法和应用 - Google Patents

用于聚酯纤维的改性剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明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，所述的改性剂包括聚乙二醇、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进行，第一步酯化，向反应釜中投入聚乙二醇、乙二醇、聚醚和对苯二甲酸二甲酯、两端聚醚有机硅，在催化剂的作用下进行酯化反应；第二步，将酯化反应后生成的物料输送到聚合釜，在高温、真空和催化剂的作用下进行聚合，生成分子量在1000～50000的高分子量的聚酯/聚醚/有机硅三元共聚物，即所需的改性剂。这种改性剂可直接使用，也可以与一些其他物质如表面活性剂等复配使用，对聚酯纤维进行改性。

Description

用于聚酯纤维的改性剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及到一种用来对聚酯纤维进行改性的改性剂及其制备方法和应用。
背景技术
大家知道，聚酯纤维的吸湿排汗性能、抗静电性能、易去污性能、蓬松柔软性都较差，后整理以氨基硅乳液为主要助剂，但氨基硅乳液仅能在手感上对聚酯纤维进行改进，对其易起静电、易粘污不能有所改进，因此，目前市场上聚酯纤维加工而成的纺织品存在服用性较差、而且易起静电、易粘污的缺点，对人体的健康造成一定的危害。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种用于聚酯纤维进行改性、使之具有良好的健康舒适性的改性剂。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：所述的改性剂，包括以下重量份的组份：聚乙二醇80～150份，乙二醇10～25份，聚醚10～20份，对苯二甲酸二甲酯15～25份，两端聚醚有机硅1～50和作为催化剂的醋酸金属盐0.2～1份。
上述的聚醚为两端羟基聚醚。
本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种上面所述改性剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：包括以下步骤：
1)称取所需重量份的各组份；
2)向反应釜中投入聚乙二醇、乙二醇和聚醚，并对反应釜进行加热，在温度升至60～80℃时开始抽真空，使釜内的真空度达到-0.090～-0.095MPa，然后继续升温至80～100℃，至脱水完全，排空升温至100～120℃，将对苯二甲酸二甲酯、两端聚醚有机硅和催化剂投入反应釜中，继续升温至150～190℃，反应釜内的物料充分酯化后，将反应釜中酯化后的物料压入聚合釜中，在真空度为-0.08～-0.1MPa和温度为200～300℃的条件下，并在醋酸金属盐的催化下聚合，生成分子量为1000～50000的聚酯/聚醚/有机硅三元共聚物，然后降温至100～160℃后放料，得到所需的改性剂成品。
本发明所要解决的第三个技术问题是：将提供上面所述改性剂用于聚酯纤维改性的几种典型应用，使改性后的聚酯纤维具有诸多优良性能。
第一种：作为蓬松整理剂的应用：所述的蓬松整理剂中含有重量比例为5～10％的改性剂，余量为水。
第二种：作为平滑亲水整理剂的应用：所述的平滑亲水整理剂中含有重量比例为5～10％的改性剂，余量为水。可使改性后的聚酯纤维不仅蓬松柔软，而且具有平滑感又不失亲水性。
第三种：作为耐久抗静电剂的应用：所述的耐久抗静电剂中含有重量比例为5～10％的改性剂、和重量比例为20～50％的季胺盐类聚合物，余量为水。可使改性后的聚酯纤维不但具有蓬松柔软性、同时还能抗静电。所述的季胺盐类聚合物为烷基叔胺氯化物或烷基叔胺硝酸盐。
第四种：作为易去污整理剂的应用：所述的易去污整理剂含有重量比例为5～10％的改性剂、和重量比例为2～5％的甘油或乙二醇或含氟树脂，余量为水。可使改性后的聚酯纤维不但具有蓬松柔软性、同时还能增强去污能力。
第五种：作为浴中抗皱剂的应用：所述的浴中抗皱剂含有重量比例为5～10％的改性剂、和重量比例为0.5～3％的聚丙烯酰胺，余量为水。可使改性后的聚酯纤维不但具有蓬松柔软性、同时还能抗皱。
第六种：作为亲水防皱高温匀染剂的应用：在所述的亲水防皱高温匀染剂中含有重量比例为3～20％的改性剂。可使改性后的聚酯纤维不但具有蓬松柔软性、同时还能提高染色质量。
第七种：所述的改性剂在聚酯纤维织物染色工艺中的应用，其特点是：在染色工艺中将改性剂和染料及其它助剂一起加入，改性剂的加入量为织物重量的0.05～5％，染色温度在60～130℃时使用。
第八种：所述的改性剂在聚酯纤维织物浸渍工艺中的应用，其特点是：浸渍时浸渍液中加入占织物重量0.05～5％的改性剂。
第九种：所述的改性剂在聚酯纤维织物浸轧工艺中的应用，其特点是：浸轧时在轧液槽内加入占织物重量0.05～5％的改性剂。
本发明的有益效果是：本发明所述的改性剂可对聚酯纤维进行改性，使改性后的聚酯纤维具有良好的手感(蓬松、柔软、平滑)、抗静电性能、易去污性能、耐洗性，从而大大提高了使用改性后的聚酯纤维制成的织物的舒适性。此外，本发明还公开了以所述的改性剂作为母液，复配出蓬松整理剂、平滑亲水整理剂和耐久抗静电剂等多种增强型改性剂，进一步提高了对聚酯纤维的改性效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
1)称取聚乙二醇800克，乙二醇150克，聚醚多元醇150克，两端聚醚有机硅80克，对苯二甲酸二甲酯180克，催化剂5克；
2)向反应釜中投入聚乙二醇、乙二醇和聚醚，并对反应釜进行加热，在温度升至75℃时开始抽真空，使釜内的真空度达到-0.090MPa，然后继续升温至90℃，至脱水完全后，升温至102℃，将对苯二甲酸二甲酯和两端聚醚有机硅、醋酸镁投入反应釜中，继续升温至150℃，让反应釜中的物料充分酯化，然后将反应釜中酯化后的物料压入聚合釜中，在真空度为-0.095MPa和温度为220℃的条件下，并在醋酸镁的催化下，经过聚合，聚合充分后生成分子量为1000～50000的聚酯/聚醚/有机硅三元共聚物，然后降温至140℃后放料，即得到成品。
实施例2：
1)称取聚乙二醇900克，乙二醇120克，聚醚多元醇120克，两端聚醚有机硅200g，对苯二甲酸二甲酯165克，醋酸钙5克；
2)向反应釜中投入聚乙二醇、乙二醇和聚醚多元醇，并对反应釜进行加热，在温度升至78℃时开始抽真空，使釜内的真空度达到-0.093MPa，然后继续升温至95℃，保温55分钟之后，升温至104℃，将对苯二甲酸二甲酯和两端聚醚有机硅、醋酸钙入反应釜中，继续升温至155℃，并保持75分钟，让反应釜中的物料充分酯化，然后将反应釜中酯化后的物料压入聚合釜中，在真空度为-0.098MPa和温度为240℃的条件下，并在醋酸钙的催化下，经过聚合充分，生成分子量为5000～40000的聚酯/聚醚/有机硅三元共聚物，然后降温至150℃后放料，即得到成品。
实施例3：
1)称取聚乙二醇1000克，乙二醇100克，丙二醇嵌段聚醚100克，两端聚醚有机硅150g，对苯二甲酸二甲酯150克，醋酸锌10克；
2)向反应釜中投入聚乙二醇、乙二醇和丙二醇嵌段聚醚，并对反应釜进行加热，在温度升至80℃时开始抽真空，使釜内的真空度达到-0.095MPa，然后继续升温至100℃，保温60分钟之后，升温至106℃，将对苯二甲酸二甲酯、两端聚醚有机硅和醋酸锌投入反应釜中，继续升温至160℃，让反应釜中的物料充分酯化，然后将反应釜中酯化后的物料压入聚合釜中，在真空度为-0.1MPa和温度为250℃的条件下，并在醋酸锌的催化下，经过聚合充分，生成分子量为1000～50000的聚酯/聚醚/有机硅三元共聚物，然后降温至100℃后放料，即得到成品。
本发明所述的生产工艺之所以采用两步法，有两个原因：
1、在生产过程中，酯化反应的副产物是甲醇，而聚合反应的副产物是乙二醇，同一釜系统生产回收副产物(甲醇、乙二醇)时，会引起交叉污染，需要再次蒸馏提纯。而分步后酯化的副产物甲醇的纯度可以达到90％以上，聚合副产物乙二醇的纯度可以到到99％以上，不需要再次蒸馏提纯即可当原料。直接循环使用，不但简化了生产工艺，而且适应节能降耗的环保趋势。
2、采用一步法工艺生产时，在聚合过程中，随着聚合度的提高，物料分子量增加，物料粘度增大，反应釜的电机经常因为负荷过载而停机，一旦停机后无法启动，造成严重的质量问题。
比如说，一台3吨酯化反应釜，反应物料粘度很低，配置5KW电机已经完全可以满足；一台3吨聚合反应釜，随着聚合度的提高，物料分子量增加，物料粘度增大，必须配置18.5KW以上电机才能确保正常生产；在通常情况下，聚合反应所用的电机功率比较大，酯化反应用的电机功率要小，搅拌的速度要快，采用分步就可以降低生产成本并增加品质控制点。
通过本发明所述的生产工艺生产的改性剂可对聚酯纤维进行改性，使改性后的聚酯纤维具有良好的吸湿排汗性、蓬松柔软性，从而大大提高了使用改性后的聚酯纤维制成的织物的舒适性。除此之外，本发明还公开了以所述的改性剂作为母液，复配出蓬松整理剂、平滑亲水整理剂和耐久抗静电剂等多种对聚酯纤维进行改性的增强型改性剂：
第一种：蓬松整理剂，含有重量比例为5～10％的上述的改性剂，余量为水。这种蓬松整理剂使得改性后的聚酯纤维不但具有蓬松柔软性、同时还具有平滑感。
第二种：平滑亲水整理剂，含有重量比例为5～10％的上述的改性剂，余量为水。这种平滑亲水整理剂可使改性后的聚酯纤维不但具有蓬松柔软性、还具有平滑感又不失亲水性。
第三种：耐久抗静电剂，含有重量比例为5～10％的上述的改性剂、和重量比例为20～50％的季胺盐类聚合物，余量为水。这种耐久抗静电剂可使改性后的聚酯纤维不但具有蓬松柔软性、同时还有很好的抗静电性能。所述的季胺盐类聚合物可以选用烷基叔胺氯化物或烷基叔胺硝酸盐。
第四种：去污整理剂，含有重量比例为5～10％的上述的改性剂、和重量比例为2～5％的甘油或乙二醇或含氟树脂，余量为水。这种去污整理剂可使改性后的聚酯纤维不但具有蓬松柔软性、同时还增强了去污能力。
第五种：浴中抗皱剂，含有重量比例为5～10％的上述的改性剂、和重量比例为0.5～3％的聚丙烯酰胺，余量为水。即：所述的改性剂可以在高温高压染色机内与聚丙烯酰胺同浴使用，使改性后的聚酯纤维不但具有蓬松柔软性和良好的抗皱性能，同时又改善了聚丙烯酰胺在使用过程中手感僵硬的问题。
第六种：亲水防皱高温匀染剂，在所用的亲水防皱高温匀染剂中含有重量比例为3～10％的上述的改性剂。这种亲水防皱高温匀染剂可使改性后的聚酯纤维不但具有蓬松柔软性、同时还能提高染色质量，使得染色之后的织物色泽更加匀和、鲜艳。
第七种：所述的改性剂在聚酯纤维织物染色工艺中的应用，其特点是：在染色工艺中将改性剂和染料及其它助剂一起加入，改性剂的加入量为织物重量的0.05～5％，染色温度在60～130℃时使用。
第八种：所述的改性剂在聚酯纤维织物浸渍工艺中的应用，其特点是：浸渍时浸渍液中加入占织物重量0.05～5％的改性剂。
第九种：所述的改性剂在聚酯纤维织物浸轧工艺中的应用，其特点是：浸轧时在轧液槽内加入占织物重量0.05～5％的改性剂。

Claims (13)

1.用于聚酯纤维的改性剂，包括以下以重量份数计量的各组份：聚乙二醇80～150份，乙二醇10～25份，聚醚10～20份，对苯二甲酸二甲酯15～25份，两端聚醚有机硅1～50份和作为催化剂的醋酸金属盐0.2～1份。
2.如权利要求1所述的用于聚酯纤维的改性剂，其特征在于：所述的聚醚为两端羟基聚醚。
3.权利要求1或2所述的用于聚酯纤维的改性剂的制备方法，其步骤为：
1)称取所需重量份的各组份；
2)向反应釜中投入聚乙二醇、乙二醇和聚醚，并对反应釜进行加热，在温度升至60～80℃时开始抽真空，使釜内的真空度达到-0.090～-0.095MPa，然后继续升温至80～100℃，至脱水完全，排空升温至100～120℃，将对苯二甲酸二甲酯、两端聚醚有机硅和催化剂投入反应釜中，继续升温至150～190℃，反应釜内的物料充分酯化后，将反应釜中酯化后的物料压入聚合釜中，在真空度为-0.08～-0.1MPa和温度为200～300℃的条件下，并在醋酸金属盐的催化下聚合，生成分子量为1000～50000的聚酯/聚醚/有机硅三元共聚物，然后降温至100～160℃后放料，得到所需的改性剂成品。
4.由权利要求1或2所述的改性剂制得的蓬松整理剂，其特征在于：含有重量比例为5～10％的改性剂，余量为水。
5.由权利要求1或2所述的改性剂制得的平滑亲水整理剂，其特征在于：含有重量比例为5～10％的改性剂，余量为水。
6.由权利要求1或2所述的改性剂制得的耐久抗静电剂，其特征在于：含有重量比例为5～10％的改性剂、和重量比例为20～50％的季胺盐类聚合物，余量为水。
7.根据权利要求6所述的耐久抗静电剂，其特征在于：所述的季胺盐类聚合物为烷基叔胺氯化物或烷基叔胺硝酸盐。
8.由权利要求1或2所述的改性剂制得的去污整理剂，其特征在于：含有重量比例为5～10％的改性剂、和重量比例为2～5％的甘油或乙二醇或含氟树脂，余量为水。
9.由权利要求1或2所述的改性剂制得的浴中抗皱剂，其特征在于：含有重量比例为5～10％的改性剂、和重量比例为0.5～3％的聚丙烯酰胺，余量为水。
10.权利要求1或2所述的改性剂应用于亲水防皱高温匀染剂，其特征在于：在所述的亲水防皱高温匀染剂中含有重量比例为3～20％的改性剂。
11.权利要求1或2所述的改性剂在聚酯纤维织物染色工艺中的应用，其特征在于：在染色工艺中将改性剂和染料及其它助剂一起加入，改性剂的加入量为织物重量的0.05～5％，染色温度在60～130℃时使用。
12.权利要求1或2所述的改性剂在聚酯纤维织物浸渍工艺中的应用，其特征在于：浸渍时浸渍液中加入占织物重量0.05～5％的改性剂。
13.权利要求1或2所述的改性剂在聚酯纤维织物浸轧工艺中的应用，其特征在于：浸轧时在轧液槽内加入占织物重量0.05～5％的改性剂。
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