CN102433604A - 一种具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法，其包括一次酯化反应工序、酯交换反应工序、二次酯化反应工序、聚合反应工序，在酯交换反应工序中加入三单体，在二次酯化反应之后、预聚反应之前，加入受阻胺类光稳定剂和受阻酚类抗氧剂以及羟基硅油；在纺丝工序之前，对聚酯切片进行预结晶和干燥。本发明聚酯纤维所制成的面料的抗起球性好，日晒色牢度好，且利用其常压阳离子染料性可染成各种靓丽的色彩，满足了目前高档春夏季服装对功能性与色彩的统一的要求，所得聚酯纤维还可与羊毛同浴染色，与羊毛混纺获得良好的服用效果。本发明聚酯纤维是对我国目前阳离子可染聚酯纤维市场的一个重要补充
，
具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚酯纤维的制备方法，特别涉及一种具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法 。
背景技术
近年来，随着国内聚合技术的飞速发展，我国的功能性聚酯合成技术已经获得了长足进步，国内阳离子染料可染聚酯已经形成了近40万吨的规模，其差异化品种层出不穷。呈现出产销两旺的势头，但是，我们还应该看到，我国的阳离子聚酯合成技术及应用范围与发达国家存在相当大的差距，我国阳离子可染聚酯纤维的主要应用领域是装饰面料与服装嵌条，这与阳离子染料可染聚酯开发的初衷有很大的距离，以目前西方发达国家对装饰面料安全化的要求，事实上，阳离子可染聚酯面料由于含有大量磺酸钠基团，在燃烧时高温条件下电离加速燃烧过程。长远看，随着我国人民生活水平与全民安全意识的的提高，目前阳离子聚酯纤维最大的应用领域会逐步被阻燃聚酯纤维所取代，阳离子聚酯纤维必将逐步恢复其原本的应用领域。随着各种功能性阳离子可染聚酯的开发，阳离子可染纤维以其靓丽的色彩成为春夏季服装的高档用材。
自聚酯纤维问世以来，凭借良好的强度、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，经过近几十年来长足发展，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。但是、与各种天然纤维相比也存在着诸多不足，其手感发硬、吸湿性差、抗起球性能差、易产生静电、易起球、难于染色等缺点。天然纤维如棉、真丝、毛、麻等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。但是、天然纤维面料也存在易皱、导湿、速干性差的缺点。
阳离子可染聚酯纤维由于主要用于春夏季时装设计使用，因此在赋予面料亮丽色彩的同时，针对春夏季阳光充足的特点，可有意识开发具有永久性抗起球功能的复合功能的阳离子可染聚酯新品种，在满足多姿多彩要求的同时，由于具备一定的抗起球功能，并具有良好的日晒色牢度，使面料具有新的亮点。但是目前为止，还未见关于具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯纤维及其制备方法的相关报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法 。
为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：
一种具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法，其首先制得抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片，然后以所得聚酯切片为原料纺制得到所述具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能聚酯纤维，所述制备方法具体包括如下步骤：
（1）、一次酯化反应工序：将对苯二甲酸、乙二醇按摩尔比1:1.2～1.3加入到酯化反应釜中，在255℃～260℃下进行一次酯化反应生成对苯二甲酸双羟乙二醇酯；
（2）、酯交换反应工序：所述一次酯化反应完成后，加入乙二醇降温解聚，在温度220～245℃下保持0.4～1.0小时，控制物料中对苯二甲酸双羟乙二醇酯质量含量达到55%～80%，然后加入三单体溶液，搅拌均匀后，逐步升温至255℃～260℃，进行酯交换反应，至酯化出甲醇完成，其中，所述三单体溶液为间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠与乙二醇在酯交换催化剂存在下发生酯交换反应所得的酯交换率为60％～90％、间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠质量含量为35%～45%的溶液，其中，使用的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠的物质的量为对苯二甲酸的物质的量的0.5%～3.5%；
（3）、二次酯化反应工序：向步骤（2）酯交换反应完成后的体系中加入乙二醇，使体系降温至230℃～235℃，在惰性气体保护下，加入数均分子量为600～6000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1.0%～6.5%，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，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，加入完毕后搅拌均匀，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，至酯化出水结束，其中所述羟基硅油的加入量为聚酯切片重量的0.1%～1.2%；
（4）、聚合反应工序：二次酯化反应结束后，加入聚合催化剂，搅拌均匀后，送至预聚釜中，进行预聚反应，预聚反应温度控制在255℃～270℃，压力为0.6～2.0kpa，预聚反应结束后，经过滤器过滤后送至终聚釜，进行终聚合反应，终聚反应条件为：温度275～280℃，压力：40～100pa，时间：2～4小时，终聚反应完成后，加压切粒，制得抗起球、抗老化、阳离子可染聚酯切片；
所述制备方法还包括在纺丝工序之前，对所述抗起球、抗老化、阳离子可染聚酯切片先后进行预结晶和干燥的步骤，所述预结晶温度控制为110℃～120℃、时间为3～5小时，所述干燥先在温度130℃～145℃下进行4.0～5.5小时，再在140℃～155℃下进行5～8小时。
根据本发明，所述三单体溶液的制备过程为：将间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠（SIPM）、乙二醇按摩尔比1:5.0～8.5投料，加入酯交换催化剂，在温度135℃～185℃下进行酯交换反应，酯交换反应率为60%～90%，反应结束后，迅速加入乙二醇降温至80℃～110℃，所述的酯交换催化剂为醋酸钠、醋酸钙、醋酸锂、醋酸锌以及醋酸锰中的一种或几种的组合。控制酯交换率可以有效防止形成阳离子盐自聚体。
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1500～3000，加入量优选为聚酯切片重量的1.5%～4.0%。
根据本发明，聚酯短纤维的纺丝，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：0.54±0.012，纤维断裂强度控制在：2.9±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四单体聚乙二醇，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：0.58±0.012，纤维断裂强度控制在：2.6±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：当制备的纤维为短纤维时，羟基硅油的加入量优选为聚酯切片重量的0.6%～1.2%。当制备的聚酯纤维为长丝时，羟基硅油的加入量优选为聚酯切片重量的0.1%～0.8%。
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??119FL，聚合型受阻胺类光稳定剂Chimassorb 944、Tinuvin 788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，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Irgafos168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的加入，保证了聚酯具有良好的耐光性和抗氧化性能。保证了面料具有良好的日晒色牢度。
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）。
根据本发明所得聚酯切片的物料化学特性，可以将聚酯纺成圆形或异形截面形状的纤维。按照本发明所得的聚酯切片其熔点与常规PET聚酯相比有所下降，在纺丝过程中，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℃。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℃～278℃，拉伸温度为142℃～150℃，热定型温度为110℃～135℃。
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、通过添加三单体，第四单体赋予纤维阳离子染料常温常压易染功能，可染成各种靓丽的色彩，结合其具有永久性抗起球功能，为春夏季女装面料的提供了别样的选择。酯交换反应工序中，对BHET含量的控制以及对加入的三单体溶液的酯交换率的控制，有效地阻止了SIPE自聚反应，保证聚酯阳离子可染、易染性能。
2、本发明在二次酯化反应工序加入羟基硅油，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匀且较大的粘度降，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。
3、以具有良好吸湿性的聚乙二醇作为第四单体，有利于降低纤维断裂强度和进一步提高纤维的抗起球性能。并使纤维获得优良的柔软性能，所得纤维可实现与羊毛同浴染色，其与羊毛的混纺纱线具有抗起球效果，可大范围替代目前广泛使用的晴纶与锦纶短纤维，具有更好的服用舒适性。
4、通过加入一定量的受阻胺类光稳定剂及受阻酚类抗氧剂，保证了聚酯具有良好的耐光性和抗氧化性能；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）。并赋予纤维良好的日晒色牢度。
5、根据本发明，所制得的抗起球、抗老化、阳离子易染聚酯切片，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。
6、为适合春夏季服装特点，尤其是夏季服装要求吸湿性、透湿性、速干性等舒爽性能的要求，在赋予纤维抗起球、抗老化、常压阳离子可染能力的同时，该纤维还可通过使用异形截面喷丝板，生产各种规格的吸湿快干纤维，其生产的40～111dtex/24～96f规格的圆形及三叶、十字、五叶等各种异形截面纤维，经针织、机织成面料，经测试其相关技术指标为：抗起球性能≥4级，蒸发速率≥0.20g/hr。
具体实施方式
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。
以下实施例中所使用的三单体溶液为酯交换率为60～90％、间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠（SIPE）含量为40wt％的溶液。
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：0.592±0.012；熔点 244±1℃；玻璃化温度 72.0±1.0℃；长纤级聚酯切片特性粘度控制为0.595±0.012；熔点 247±1℃；玻璃化温度 73.0±1.0℃。
实施例1
本实施例提供一种抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤：
（1）、一次酯化反应工序：取18kg精对苯二甲酸（PTA）、7.05kg乙二醇（EG），加入70升聚酯实验装置，搅拌均匀后，开始升温并加压至0.3Mpa，进行酯化，酯化温度控制在255～260℃，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。
（2）、酯交换反应工序：一次酯化完成后，加入乙二醇降温解聚，温度控制220～245℃，时间0.4～1.0小时，然后加入1400g三单体溶液，搅拌均匀后，升温至255℃，进行酯交换反应，使未反应完全的SIPM完成酯交换反应。
（3）、二次酯化反应工序：酯交换反应完成后，首先加入乙二醇，使反应釜温度降至230～235℃，然后将450g已经加热融化好的数均分子量为1500的聚乙二醇在氮气保护下加入反应釜，搅拌均匀。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。加入完毕后搅拌均匀。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，至反应釜温度达到260℃。羟基硅油二次酯化反应出水完成，酯化塔顶开始降温。
（4）、聚合反应工序：二次酯化反应完成以后，加入聚合催化剂，送至预聚釜升温聚合，控制温度255～270℃，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，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40～100pa，在270℃～280℃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，得抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片23.6kg，其测试结果见表1。
实施例2
本实施例提供一种抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤：
（1）、一次酯化反应工序：取18kg精对苯二甲酸（PTA）、7.05kg乙二醇（EG），加入70升聚酯实验装置,搅拌均匀后，开始升温并加压至0.3Mpa,进行酯化,酯化温度控制在255～260℃，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。
（2）、酯交换反应工序：一次酯化完成后，加入乙二醇降温解聚，温度控制220～245℃，时间0.4～1.0小时，然后加入1400g三单体溶液，搅拌均匀后，升温至255℃，进行酯交换反应，使未反应完全的SIPM完成酯交换反应。
（3）、二次酯化反应工序：酯交换反应完成后，首先加入乙二醇，使反应釜温度降至230～235℃，然后将450g已经加热融化好的数均分子量为1500的聚乙二醇在氮气保护下加入反应釜，搅拌均匀。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。加入完毕后搅拌均匀。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，至反应釜温度达到260℃。羟基硅油二次酯化反应出水完成，酯化塔顶开始降温。
（4）、聚合反应工序：二次酯化反应完成以后，加入聚合催化剂，送至预聚釜升温聚合，控制温度255～270℃，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，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40～100pa，在270℃～280℃条件下进行常规聚合，至达到规定粘度，停止聚合反应，出料切粒，得抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片23.6kg，其测试结果见表1。
实施例3
本实施例提供一种抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤：
（1）、一次酯化反应工序：取18kg精对苯二甲酸（PTA）、7.05kg乙二醇（EG），加入70升聚酯实验装置,搅拌均匀后，开始升温并加压至0.3Mpa,进行酯化,酯化温度控制在255～260℃，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。
（2）、酯交换反应工序：一次酯化完成后，加入乙二醇降温解聚，温度控制220～245℃，时间0.4～1.0小时，然后加入1400g三单体溶液，搅拌均匀后，升温至255℃，进行酯交换反应，使未反应完全的SIPM完成酯交换反应。
（3）、二次酯化反应工序：酯交换反应完成后，首先加入乙二醇，使反应釜温度降至230～235℃，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，搅拌均匀。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。加入完毕后搅拌均匀。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，至反应釜温度达到260℃。羟基硅油二次酯化反应出水完成，酯化塔顶开始降温。
（4）、聚合反应工序：二次酯化反应完成以后，加入聚合催化剂，送至预聚釜升温聚合，控制温度255～270℃，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，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40～100pa，在270℃～280℃条件下进行常规聚合，至达到规定粘度，停止聚合反应，出料切粒，得抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片23.6kg，其测试结果见表1。
实施例4
本实施例提供一种抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤：
（1）、一次酯化反应工序：取18kg精对苯二甲酸（PTA）、7.05kg乙二醇（EG）,加入70升聚酯实验装置,搅拌均匀后，开始升温并加压至0.3Mpa,进行酯化,酯化温度控制在255～260℃，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。
（2）、酯交换反应工序：一次酯化完成后，加入乙二醇降温解聚，温度控制220～245℃，时间0.4～1.0小时，然后加入1400g三单体溶液，搅拌均匀后，升温至255℃，进行酯交换反应，使未反应完全的SIPM完成酯交换反应。
（3）、二次酯化反应工序：酯交换反应完成后，首先加入乙二醇，使反应釜温度降至230～235℃，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，搅拌均匀。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。加入完毕后搅拌均匀。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，至反应釜温度达到260℃。羟基硅油二次酯化反应出水完成，酯化塔顶开始降温。
（4）、聚合反应工序：二次酯化反应完成以后，加入聚合催化剂，送至预聚釜升温聚合，控制温度255～270℃，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，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40～100pa，在270℃～280℃条件下进行常规聚合，至达到规定粘度，停止聚合反应，加压切粒，得抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片23.6kg，其测试结果见表1。
实施例5
本实施例提供一种抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤：
（1）、一次酯化反应工序：取18kg精对苯二甲酸（PTA）、7.05kg乙二醇（EG）,加入70升聚酯实验装置,搅拌均匀后，开始升温并加压至0.3Mpa,进行酯化,酯化温度控制在255～260℃，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。
（2）、酯交换反应工序：一次酯化完成后，加入乙二醇降温解聚，温度控制220～245℃，时间0.4～1.0小时，然后加入1400g三单体溶液，搅拌均匀后，升温至255℃，进行酯交换反应，使未反应完全的SIPM完成酯交换反应。
（3）、二次酯化反应工序：酯交换反应完成后，首先加入乙二醇，使反应釜温度降至230～235℃，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，搅拌均匀。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。加入完毕后搅拌均匀。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，至反应釜温度达到260℃。羟基硅油二次酯化反应出水完成，酯化塔顶开始降温。
（4）、聚合反应工序：二次酯化反应完成以后，加入聚合催化剂，送至预聚釜升温聚合，控制温度255～270℃，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，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40～100pa，在270℃～280℃条件下进行常规聚合，至达到规定粘度，加压切粒，得抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片23.6kg，其测试结果见表1。
实施例6
本实施例提供一种抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤：
（1）、一次酯化反应工序：取18kg精对苯二甲酸（PTA）、7.05kg乙二醇（EG）,加入70升聚酯实验装置,搅拌均匀后，开始升温并加压至0.3Mpa,进行酯化,酯化温度控制在255～260℃，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。
（2）、酯交换反应工序：一次酯化完成后，加入乙二醇降温解聚，温度控制220～245℃，时间0.4～1.0小时，然后加入1400g三单体溶液，搅拌均匀后，升温至255℃，进行酯交换反应，使未反应完全的SIPM完成酯交换反应。
（3）、二次酯化反应工序：酯交换反应完成后，首先加入乙二醇，使反应釜温度降至230～235℃，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，搅拌均匀。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。加入完毕后搅拌均匀。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，至反应釜温度达到260℃。羟基硅油二次酯化反应出水完成，酯化塔顶开始降温。
（4）、聚合反应工序：二次酯化反应完成以后，加入聚合催化剂，送至预聚釜升温聚合，控制温度255～270℃，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，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40～100pa，在270℃～280℃条件下进行常规聚合，至达到规定粘度，停止聚合反应，出料切粒，得抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片23.6kg，其测试结果见表1。
实施例7
本实施例提供一种抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤：
（1）、一次酯化反应工序：取18kg精对苯二甲酸（PTA）、7.05kg乙二醇（EG）,加入70升聚酯实验装置,搅拌均匀后，开始升温并加压至0.3Mpa,进行酯化,酯化温度控制在255～260℃，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。
（2）、酯交换反应工序：一次酯化完成后，加入乙二醇降温解聚，温度控制220～245℃，时间0.4～1.0小时，然后加入1400g三单体溶液，搅拌均匀后，升温至255℃，进行酯交换反应，使未反应完全的SIPM完成酯交换反应。
（3）、二次酯化反应工序：酯交换反应完成后，首先加入乙二醇，使反应釜温度降至230～235℃，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，搅拌均匀。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。加入完毕后搅拌均匀。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，至反应釜温度达到260℃。羟基硅油二次酯化反应出水完成，酯化塔顶开始降温。
（4）、聚合反应工序：二次酯化反应完成以后，加入聚合催化剂，送至预聚釜升温聚合，控制温度255～270℃，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，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40～100pa，在270℃～280℃条件下进行常规聚合，至达到规定粘度，停止聚合反应，出料切粒，得抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片23.6kg，其测试结果见表1。
实施例8
本实施例提供一种抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤：
（1）、一次酯化反应工序：取18kg精对苯二甲酸（PTA）、7.05kg乙二醇（EG）,加入70升聚酯实验装置,搅拌均匀后，开始升温并加压至0.3Mpa,进行酯化,酯化温度控制在255～260℃，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应。
（2）、酯交换反应工序：一次酯化完成后，加入乙二醇降温解聚，温度控制220～245℃，时间0.4～1.0小时，然后加入1400g三单体溶液，搅拌均匀后，升温至255℃，进行酯交换反应，使未反应完全的SIPM完成酯交换反应。
（3）、二次酯化反应工序：酯交换反应完成后，首先加入乙二醇，使反应釜温度降至230～235℃，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，搅拌均匀。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。加入完毕后搅拌均匀。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，至反应釜温度达到260℃。羟基硅油二次酯化反应出水完成，酯化塔顶开始降温。
（4）、聚合反应工序：二次酯化反应完成以后，加入聚合催化剂，送至预聚釜升温聚合，控制温度255～270℃，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，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40～100pa，在270℃～280℃条件下进行常规聚合，至达到规定粘度，停止聚合反应，加压切粒，得抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片23.6kg，其测试结果见表1。
表1抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片物理化学指标
从表1可知，本发明的方法制备的抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片物理化学指标优良，表明制备方法合理。
实施例9
本实施例提供一种具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能聚酯短纤维的制备方法，该方法以实施例1制得的抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片为原料，依次经过预结晶、干燥、纺丝、卷绕、拉伸定型制得具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯纤维，与普通的PET聚酯纺丝工艺不同，该切片由于添加羟基硅油、光稳定剂、抗氧剂、第三单体SIPM，第四单体，其切片玻璃化温度较低，因此必须经过预结晶，（以防干燥过程中切片结块堵塞料仓）才可实施切片干燥。
上述制备方法具体如下：首先将聚酯切片进行预结晶，预结晶温度控制110℃～120℃、时间为3～5小时，然后进行干燥，先在温度130℃～145℃下干燥4.0～5.5小时，再在140℃～158℃下干燥5～8小时，完成干燥后进行纺丝。使用三叶、十字、五叶等异形截面喷丝板。首先在短纤纺丝生产线上生产经卷绕、上油工艺制成短纤丝束，纺丝速度830m/min、纺丝温度控制在255℃～278℃，（由于该切片使用大量改性助剂，切片熔点下降，在纺丝过程中，要根据共聚酯切片的熔点，对纺丝及条件进行调整，实施纺丝的条件比较普通PET聚酯纤维，螺杆各区温度下调8～15℃），然后、短纤丝束经落桶平衡24小时以后，然后集束进行拉伸、蒸汽热定型工艺，拉伸温度为142℃～150℃，热定型温度110℃～135℃，然后经链板干燥工艺后切断，定重、打包制成成品纤维。产品规格为1.56dtex/38mm。该纤维经纺纱(50s)，织成针织及机织面料，经测试其相关技术指标见表2
实施例10
本实施例提供一种具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法，聚酯纤维为长丝，其过程为：首先将聚酯切片进行预结晶，预结晶温度控制110℃～120℃、时间为3～5小时，然后进行干燥，先在温度130℃～145℃下干燥4.0～5.5小时，再在140℃～158℃下干燥5～8小时，完成干燥后进行纺丝。使用三叶、十字、五叶等异形截面喷丝板。首先要纺制对应产品的预取向丝（POY），纺丝温度控制在255℃～278℃，（由于该切片使用大量改性助剂，切片熔点下降，在纺丝过程中，要根据共聚酯切片的熔点，对纺丝及条件进行调整，实施纺丝的条件比较普通PET聚酯纤维，螺杆各区温度下调8～15℃。），POY纤维纺丝速度2680m/min。纺制的POY纤维在经过24小时平衡后，再经过相应的拉伸与加弹工艺，拉伸温度为142℃～150℃，制备相应的拉伸定型温度也要下调。制备规格为83.3dtex/48f具有吸湿快干功能的低弹网络产品。纤维质量优良，纤维经针织与机织制成面料，经测试，面料性能指标见表2。
实施例11
本实施例涉及一种具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能聚酯短纤维的制备方法，基本同实施例9，不同的是，其采用实施例3的聚酯切片为原料。
实施例12
本实施例涉及一种具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯长丝的制备方法，基本同实施例10，不同的是，其采用实施例4的切片为原料。
实施例13
本实施例涉及一种具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能聚酯短纤维的制备方法，基本同实施例9，不同的是，其采用实施例5的聚酯切片为原料。
实施例14
本实施例涉及一种具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染染复合功能的聚酯长丝的制备方法，基本同实施例10，不同的是，其采用实施例6的切片为原料。
实施例15
本实施例涉及一种具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯短纤维的制备方法，基本同实施例9，不同的是，其采用实施例7的聚酯切片为原料。
实施例16
本实施例涉及一种具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯长丝的制备方法，基本同实施例10，不同的是，其采用实施例8的切片为原料。
表2具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能聚酯纤维面料性能
从表2可见，本发明的聚酯纤维所制面料的抗起球性好，利用其常压阳离子染料性能可染成各种靓丽的色彩，并具有良好的日晒色牢度，满足了目前高档春夏季服装对功能性与色彩的统一的要求，同时，该纤维还可与羊毛同浴染色，与羊毛混纺获得良好的服用效果。本发明所得聚酯纤维是对我国目前阳离子可染聚酯纤维市场的一个重要补充，具有广阔的市场前景。
以上对本发明做了详尽的描述，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1. 一种具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法 ，其首先制得抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片，然后以所得聚酯切片为原料纺制得到所述具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯纤维，其特征在于：所述制备方法具体包括如下步骤：
（1）、一次酯化反应工序：将对苯二甲酸、乙二醇按摩尔比1:1.2～1.3加入到酯化反应釜中，在255℃～260℃下进行一次酯化反应生成对苯二甲酸双羟乙二醇酯；
（2）、酯交换反应工序：所述一次酯化反应完成后，加入乙二醇降温解聚，在温度220～245℃下保持0.4～1.0小时，控制物料中对苯二甲酸双羟乙二醇酯质量含量达到55%～80%，然后加入三单体溶液，搅拌均匀后，逐步升温至255℃～260℃，进行酯交换反应，至酯化出甲醇完成，其中，所述三单体溶液为间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠与乙二醇在酯交换催化剂存在下发生酯交换反应所得的酯交换率为60％～90％、间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠质量含量为35%～45%的溶液，其中，使用的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠的物质的量为对苯二甲酸的物质的量的0.5%～3.5%；
（3）、二次酯化反应工序：向步骤（2）酯交换反应完成后的体系中加入
乙二醇，使体系降温至230℃～235℃，在惰性气体保护下，加入数均分子量为600～6000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1.0%～6.5%，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，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，加入完毕后搅拌均匀，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，至酯化出水结束，其中所述羟基硅油的加入量为聚酯切片重量的0.1%～1.2%；
（4）、聚合反应工序：二次酯化反应结束后，加入聚合催化剂，搅拌均匀后，送至预聚釜中，进行预聚反应，预聚反应温度控制在255℃～270℃，压力为0.6～2.0kpa，预聚反应结束，经过滤器过滤后送至终聚釜，进行终聚合反应，终聚反应条件为：温度275～280℃，压力：40～100pa，时间：2～4小时，终聚反应完成后，加压切粒，制得抗起球、抗老化、常压阳离子可染聚酯切片；
所述制备方法还包括在纺丝工序之前，对所述抗起球、阳离子可染聚酯切片先后进行预结晶和干燥的步骤，所述预结晶温度控制为110℃～120℃、时间为3～5小时，所述干燥先在温度130℃～145℃下进行4.0～5.5小时，再在140℃～158℃下进行5～8小时。
2. 根据权利要求1所述的具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法 ，其特征在于：所述三单体溶液的制备过程为：将间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠、乙二醇按摩尔比1:5.0～8.5投料，加入酯交换催化剂，在温度135℃～185℃下进行酯交换反应，酯交换反应率为60%～90%，反应结束后，迅速加入乙二醇降温至80℃～110℃，所述的酯交换催化剂为醋酸钠、醋酸钙、醋酸锂、醋酸锌以及醋酸锰中的一种或几种的组合。
3. 根据权利要求1所述的具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法 ，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、Tinuvin 788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。
4. 根据权利要求3所述的具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法 ，其特征在于：以聚酯切片的重量为基准，所述的受阻胺类光稳定剂的加入量为15～90ppm。
5. 根据权利要求1所述的具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法 ，其特征在于：所述的受阻酚类抗氧剂为Irganox 1076，Irganox 1010及Irgafos168中的一种或多种。
6. 根据权利要求5所述的具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法 ，其特征在于：以聚酯切片的重量为基准，所述的受阻酚类抗氧剂的加入量为30～250ppm。
7. 根据权利要求1至6中任一项权利要求所述的具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法 ，其特征在于：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。
8. 根据权利要求1至6中任一项权利要求所述的具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法 ，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。
9. 根据权利要求1至6中任一项权利要求所述的具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法 ，其特征在于：所述的聚酯纤维为长丝时，所述的羟基硅油的加入量为聚酯切片重量的0.1%～0.8%；所述的聚酯纤维为短纤维时，所述的羟基硅油的加入量为聚酯切片重量的0.6%～1.2%。
10.根据权利要求1至6中任一项权利要求所述的具有抗起球、抗老化、常压阳离子可染复合功能的聚酯纤维的制备方法，其特征在于：所述纺丝工序包括依次进行的纺丝，卷绕，拉伸及热定型步骤，其中，纺丝温度为255℃～278℃，拉伸温度为142℃～150℃，热定型温度为110℃～135℃。
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| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Jianrong Inventor before: Bian Shuchang |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: BIAN SHUCHANG TO: WANG JIANRONG |
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130417 Termination date: 20150919 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |