CN102443876B - 一种具有抗紫外线、抗老化、吸湿速干复合功能的聚酯纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有抗紫外线、抗老化、吸湿速干复合功能的聚酯纤维的制备方法，其包括依次进行的酯化反应工序、聚合反应工序以及纺丝工序，其中：在酯化反应中引入具有较大空间位阻的第三单体；在酯化反应之后，预聚反应之前，加入高含量消光剂二氧化钛、受阻胺类光稳定剂和受阻酚类抗氧剂；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；在纺丝工序之前，对聚合反应工序所得聚酯切片进行预结晶和干燥，并且将纤维设计为异形截面。本发明方法所得聚酯纤维具有优异的抗紫外线、抗老化和吸湿速干功能，织成针织及机织面料后，经测试其相关技术指标为：紫外光透过率≤
5.0
％，芯吸高度≥
120mm
，蒸发速率≥
0.20g/hr
。
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紫外线、抗老化、吸湿速干复合功能的聚酯纤维的制备方法。
背景技术
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。但聚酯纤维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。而天然纤维如棉、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0.1％～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，该方法为了使碱式碳酸锌分解，必须使聚合在285℃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TiO2和Al2O3或SiO2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；(2)、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℃，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；(3)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℃下进行预聚合，然后在绝对压力小于150pa，温度285±2℃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TiO2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CN1300246C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对紫外线产生漫散射从而产生抗紫外线效果，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，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具有抗紫外线、抗老化、吸湿速干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：
一种具有抗紫外线、抗老化、吸湿速干复合功能的聚酯纤维的制备方法，包括依次进行的酯化反应工序、聚合反应工序以及纺丝工序，其中：
所述酯化反应工序实施如下：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250℃～265℃下进行酯化反应，所述对苯二甲酸、乙二醇的投料摩尔比为1∶1.2～1.3，所述的第三单体为选自间苯二甲酸、1，4-环己烷二甲酸、5-甲基间苯二甲酸、新戊二醇以及2，3-丁二醇中的一种或多种，且其加入量为对苯二甲酸重量的0.3％～3.5％；
所述聚合反应工序实施如下：酯化反应工序完成后，首先加入重量为聚酯切片重量的0.5％～2.6％的二氧化钛消光剂，然后加入聚合催化剂，同时加入10～300ppm(以聚酯切片的重量为基准)的受阻胺类光稳定剂和10～300ppm(以聚酯切片的重量为基准)的受阻酚类抗氧剂，搅拌均匀后送至预聚釜进行预聚反应；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，混合，经预聚过滤器过滤后，进入终聚釜，所述紫外线吸收剂的加入量为聚酯切片重量的0.1％～2.0％；最后，在终聚釜中，压力40～100pa，温度270℃～285℃下进行终聚合反应，终聚合反应完成后，出料切粒，得抗紫外线、抗老化聚酯切片；
所述制备方法还包括在纺丝工序之前，对所述抗紫外线、抗老化聚酯切片先后进行预结晶和干燥的步骤，所述预结晶在温度110℃～125℃下进行3～5小时，所述干燥在温度130℃～145℃下进行3.5～5.0小时；
所述纺丝工序中，使用异形截面喷丝板从而获得异形截面的聚酯纤维。
根据本发明，所述的第三单体优选为间苯二甲酸、1，4-环己烷二甲酸、5-甲基间苯二甲酸、新戊二醇以及2，3-丁二醇中的二种以上的组合，例如间苯二甲酸与新戊二醇的组合。
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：
326、
234、
350、
320、
328；低挥发性苯并三唑类紫外线吸收剂
360；红移苯并三唑类紫外线吸收剂
327；以及
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：苯并三唑类紫外线吸收剂：
234、
320、
328；低挥发性苯并三唑类紫外线吸收剂
360；红移苯并三唑类紫外线吸收剂
327；以及
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：苯并三唑类紫外线吸收剂：234、
320、328；以及
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3～8分钟。
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119FL，聚合型受阻胺类光稳定剂Chimassorb944、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
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(以聚酯切片重量为基准)。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Irganox1076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(以聚酯切片重量为基准)。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)。
根据本发明所得聚酯切片的物料化学特性，可以将聚酯纺成三叶或十字异形等异形截面纤维。根据本发明的纺丝工序与常规PET聚酯的纺丝工序相同，一般包括纺丝、卷绕、拉伸、定型步骤，但是由于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，因此在纺丝过程中，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℃。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、针对现有技术中抗紫外线、抗老化共聚酯及其纤维在开发和使用过程中，使用无机纳米材料，通过增大比表面积反射紫外光，达到抗紫外线功能，所存在的在高温反应条件下纳米粒子极易团聚、产品效果不稳定的不足，本发明提供了一种与现有技术的抗紫外线聚酯纤维在机理方面有明显区别的抗紫外机理，即通过在聚酯合成过程中，以紫外线吸收剂为主，将阳光中的紫外光线转换成其他波长的光线，并辅助以高含量的二氧化钛消光剂降低阳光通透量，进一步提高了纤维抗紫外线效果。
2、与以往在酯化反应之后立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在聚合阶段的停留时间，大幅减少紫外线吸收剂的挥发，避免了紫外吸收剂的副反应，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。
3、本发明加入一定量的光稳定剂与抗氧剂，它们与紫外线吸收剂协同，提高了纤维面料在户外阳光直射条件下的抗老化性能。与以往抗紫外线聚酯相比，本发明所得聚酯切片在纺丝过程中可纺性好，强度高，染色均匀，制成率高。
4、本发明添加具有较大空间位阻的第三单体，降低了聚酯纤维的结晶性能，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。
5、根据本发明制得的聚酯切片，其切片玻璃化温度较常规的PET聚酯有一定的下降，通过先后进行的预结晶和干燥，使得切片在后续纺丝切片干燥过程中不容易粘结。
6、本发明所制得的纤维主要为春夏季服装设计，具有优良的抗紫外线、抗老化、吸湿速干功能，其可纯纺或与棉、毛、丝、麻等天然纤维混纺。该纤维织成针织及机织面料，经测试其相关技术指标为：紫外光透过率≤5.0％，芯吸高度≥120mm，蒸发速率≥0.20g/hr。
具体实施方式
本发明涉及具有抗紫外线、抗老化、吸湿速干复合功能的聚酯纤维的制备方法。在合成聚对苯二甲酸乙二醇酯的过程中，使用一定量的紫外线吸收剂作为聚酯纤维抗紫外线添加剂主组分，该紫外线吸收剂包括主要适应于聚酯添加的一种或几种复合使用，其加入量为聚酯切片重量的0.1～2.0％。为保证聚酯具有良好的耐光性与抗氧化性能，紫外线吸收剂与一定量的受阻胺类光稳定剂及受阻酚类抗氧剂作为辅助组分配合使用，产生协同效应，使面料在户外具有抗老化功能，该类助剂加入量分别控制在10～300ppm。同时，使用间苯二甲酸、1，4-环己烷二甲酸、5-甲基间苯二甲酸、新戊二醇、2，3-丁二醇等具有较大空间位阻的二元酸或二元醇作为降低纤维结晶度改性组分，加入量为对苯二甲酸(PTA)重量的0.3～3.5％；并添加高含量二氧化钛消光剂，含量为0.5～2.6％，在起到消光作用的同时、降低光线透过率，进一步提高了产品的抗紫外线功能。可采用常规聚酯生产工艺进行生产，特别的，紫外线吸收剂在预聚反应完成后以液态或熔融状态注入系统，经过滤后进入终聚釜完成聚合反应，制备具有抗紫外线、抗老化聚酯切片，然后经预结晶、干燥、使用特殊设计的喷丝板纺制三叶或十字异形等具有优良的抗紫外线、吸湿速干复合功能的聚酯纤维。
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。
实施例1
本实施例提供一种抗紫外线、抗老化聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤：
(1)、酯化反应工序：取18kg精对苯二甲酸(PTA)、0.45kg间苯二甲酸、0.05kg新戊二醇、7.05kg乙二醇(EG)加入70升酯化反应釜中，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250℃～265℃，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应得聚合单体。
(2)、聚合反应工序：酯化完成后，首先加入二氧化钛消光剂，加入量为聚酯切片重量的1.5％，然后加入聚合催化剂，并加入1.125g复合光稳定剂(Tinuvin 788与
119FL按重量比1∶1混合)，3.375g复合抗氧剂(Irganox 1076与Irganox 1010按重量比1∶3混合)。搅拌均匀后送至预聚釜升温聚合，控制温度260℃～275℃，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液态或已熔融好的113g苯并三唑类紫外线吸收剂234，由专用设备注入系统，混合5分钟后，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℃～285℃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，得到抗紫外线、抗老化聚酯切片22.5kg，其测试结果见表1。
实施例2
本实施例提供一种抗紫外线、抗老化聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤：
(1)、酯化反应工序：取18kg精对苯二甲酸(PTA)、0.45kg1，4-环己烷二甲酸，0.05kg新戊二醇、7.05kg乙二醇(EG)加入70升酯化反应釜，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250℃～265℃，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应得聚合单体。
(2)、聚合反应工序：酯化完成后，首先加入二氧化钛消光剂，加入量为聚酯切片重量的1.5％，然后加入聚合催化剂，并加入1.125g复合光稳定剂(Tinuvin 788与
119FL按重量比1∶1混合)，3.375g复合抗氧剂(Irganox 1076与Irganox 1010按重量比1∶3混合)。搅拌均匀后送至预聚釜升温聚合，控制温度260℃～275℃，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液态或已熔融好的226g苯并三唑类紫外线吸收剂
234，由专用设备注入系统，混合5分钟后，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℃～285℃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，得到抗紫外线、抗老化聚酯切片22.5kg，其测试结果见表1。
实施例3
本实施例提供一种抗紫外线、抗老化聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤：
(1)、酯化反应工序：取18kg精对苯二甲酸(PTA)、0.45kg间苯二甲酸，0.05kg新戊二醇、7.05kg乙二醇(EG)加入70升酯化反应釜，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250℃～265℃，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应得聚合单体。
(2)、聚合反应工序：酯化完成后，首先加入二氧化钛消光剂，加入量为聚酯切片重量的1.5％，然后加入聚合催化剂，并加入1.125g复合光稳定剂(Tinuvin 788与
119FL按重量比1∶1混合)，3.375g复合抗氧剂(Irganox 1076与Irganox 1010按重量比1∶3混合)。搅拌均匀后送至预聚釜升温聚合，控制温度260℃～275℃，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液态或已熔融好的113g紫外线吸收剂
320，由专用设备注入系统，混合5分钟后，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℃～285℃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，得到抗紫外线、抗老化聚酯切片22.5kg，其测试结果见表1。
实施例4
本实施例提供一种抗紫外线、抗老化聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤：
(1)、酯化反应工序：取18kg精对苯二甲酸(PTA)、0.45kg 1，4-环己烷二甲酸，0.05kg新戊二醇、7.05kg乙二醇(EG)加入70升酯化反应釜，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250℃～265℃，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应得聚合单体。
(2)聚合反应工序：酯化完成后，首先加入二氧化钛消光剂，加入量为聚酯切片重量的1.5％，然后加入聚合催化剂，并加入1.125g复合光稳定剂(Tinuvin 788与
119FL按重量比1∶1混合)，3.375g复合抗氧剂(Irganox 1076与Irganox 1010按重量比1∶3混合)。搅拌均匀后送至预聚釜升温聚合，控制温度260℃～275℃，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液态或已熔融好的226g紫外线吸收剂
320，由专用设备注入系统，混合5分钟后，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℃～285℃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，得到抗紫外线、抗老化聚酯切片22.5kg，其测试结果见表1。
实施例5
本实施例提供一种抗紫外线、抗老化聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤：
(1)、酯化反应工序：取18kg精对苯二甲酸(PTA)、0.45kg间苯二甲酸，0.05kg新戊二醇、7.05kg乙二醇(EG)加入70升酯化反应釜，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250℃～265℃，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应得聚合单体。
(2)、聚合反应工序：酯化完成后，首先加入二氧化钛消光剂，加入量为聚酯切片重量的1.0％，然后加入聚合催化剂，并加入1.125g复合光稳定剂(Tinuvin 788与
119FL按重量比1∶1混合)，3.375g复合抗氧剂(Irganox 1076与Irganox 1010按重量比1∶3混合)。搅拌均匀后送至预聚釜升温聚合，控制温度260℃～275℃，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液态或已熔融好的113g紫外线吸收剂(234与
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5分钟后，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℃～285℃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，得到抗紫外线、抗老化聚酯切片22.5kg，其测试结果见表1。
实施例6
本实施例提供一种抗紫外线、抗老化聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤：
(1)、酯化反应工序：取18kg精对苯二甲酸(PTA)、0.45kg间苯二甲酸，0.05kg新戊二醇、7.05kg乙二醇(EG)加入70升酯化反应釜，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250℃～265℃，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应得聚合单体。
(2)、聚合反应工序：酯化完成后，首先加入二氧化钛消光剂，加入量为聚酯切片重量的1.0％，然后加入聚合催化剂，并加入1.125g复合光稳定剂(Tinuvin 788与
119FL按重量比1∶1混合)，3.375g复合抗氧剂(Irganox 1076与Irganox 1010按重量比1∶3混合)。搅拌均匀后送至预聚釜升温聚合，控制温度260～275℃，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液态或已熔融好的226g紫外线吸收剂(
234与
320混合物，二者重量之比为1∶1)，由专用设备注入系统，混合5分钟后，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℃～285℃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，得到抗紫外线、抗老化聚酯切片22.5kg，其测试结果见表1。
实施例7
本实施例提供一种抗紫外线、抗老化聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤：
(1)、酯化反应工序：取18kg精对苯二甲酸(PTA)、0.45kg间苯二甲酸，0.05kg新戊二醇、7.05kg乙二醇(EG)加入70升酯化反应釜中，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250～265℃，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应得聚合单体。
(2)、聚合反应工序：酯化完成后，首先加入二氧化钛消光剂，加入量为聚酯切片重量的1.0％，然后加入聚合催化剂，并加入1.125g复合光稳定剂(Tinuvin 788与119FL重量比按1∶1混合〕，3.375g复合抗氧剂(Irganox 1076与Irganox 1010按重量比1∶3混合))。搅拌均匀后送至预聚釜升温聚合，控制温度260℃～275℃，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液态或已熔融好的113g紫外线吸收剂(
234与氰特紫外线吸收剂CYASORB UV-3638F，二者重量之比为2∶1)，由专用设备注入系统，混合5分钟后，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℃～285℃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，得到抗紫外线、抗老化聚酯切片，其测试结果见表1。
实施例8
本实施例提供一种抗紫外线、抗老化聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤：
(1)、酯化反应工序：取18kg精对苯二甲酸(PTA)、0.45kg间苯二甲酸，0.05kg新戊二醇、7.05kg乙二醇(EG)加入70升酯化反应釜，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250℃～265℃，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应得聚合单体。
(2)、聚合反应工序：酯化完成后，首先加入二氧化钛消光剂，加入量为聚酯切片重量的1.0％，然后加入聚合催化剂，并加入1.125g复合光稳定剂(Tinuvin 788与
119FL按重量比1∶1混合)，3.375g复合抗氧剂(Irganox 1076与Irganox 1010按重量比1∶3混合)。搅拌均匀后送至预聚釜升温聚合，控制温度260℃～275℃，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液态或已熔融好的226g紫外线吸收剂(
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)，由专用设备注入系统，混合5分钟后，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270～285℃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，得到抗紫外线、抗老化聚酯切片22.5kg，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)、酯化反应工序：取18kg精对苯二甲酸(PTA)、0.45kg间苯二甲酸，0.05kg新戊二醇、7.05kg乙二醇(EG)加入70升酯化反应釜，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250～265℃，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应得聚合单体。
(2)、聚合反应工序：酯化完成后，首先加入二氧化钛消光剂，加入量为聚酯切片重量的1.5％，然后加入聚合催化剂，并加入1.125g复合光稳定剂(Tinuvin 788与
119FL按重量比1∶1混合〕，3.375g复合抗氧剂(Irganox 1076与Irganox 1010按重量比1∶3混合)。将液态或已熔融好的113g紫外线吸收剂
234，由专用设备注入系统，混合5分钟后，控制温度260～275℃，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40～100pa，在270～285℃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22.5kg，其测试结果见表1。
对比例2
本对比例提供一种抗紫外线、抗老化聚酯切片的制备方法，其包括如下步骤：
(1)、酯化反应工序：取18kg精对苯二甲酸(PTA)、0.45kg间苯二甲酸，0.05kg新戊二醇、7.05kg乙二醇(EG)加入70升酯化反应釜，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250～265℃，至酯化出水完毕，回复常压化，结束反应得聚合单体。
(2)、聚合反应工序：酯化完成后，首先加入二氧化钛消光剂，加入量为聚酯切片重量的1.5％，然后加入聚合催化剂，并加入1.125g复合光稳定剂(Tinuvin 788与
119FL按重量比1∶1混合〕，3.375g复合抗氧剂(Irganox 1076与Irganox 1010按重量比1∶3混合)。将液态或已熔融好的113g紫外线吸收剂(
234与氰特紫外线吸收剂CYASORBUV-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5分钟后，控制温度260～275℃，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40～100pa，在270～285℃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22.5kg，其测试结果见表1。
表1抗紫外线、抗老化聚酯切片物理化学指标
通过对比上述实施例和对比例的切片的质量指标可以看出，本发明的方法制备的聚酯切片基本保持了常规PET聚酯切片的质量指标，表明制备方法合理，而对比例1、2中，由于紫外线吸收剂的加入，导致了切片色相明显变黄，熔点与玻璃化温度升高，表明部分紫外线吸收剂在低真空阶段随乙二醇的大量蒸发带出系统。
实施例9～16
一种抗紫外线、抗老化、吸湿快干复合功能聚酯纤维的制备方法：分别以实施例1～8制得的抗紫外线、抗老化聚酯切片为原料，依次经过预结晶、干燥、纺丝、卷绕、拉伸定型制得抗紫外线、抗老化、吸湿快干复合功能聚酯纤维，与普通的PET聚酯纺丝工艺不同，该切片由于添加改性紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂、第三单体以及高含量的二氧化钛消光剂，切片玻璃化温度较低，因此必须经过预结晶，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℃～125℃、时间为3～5小时。然后进行干燥，干燥温度130℃～145℃，时间为3.5～5.0小时。完成干燥后进行纺丝。
其次：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2850m/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40～111dtex/24～96f、具有吸湿快干功能的低弹网络产品，纤维质量优良。
所得聚酯纤维经针织与机织制成面料，经测试，面料性能指标见表2。
对比例3～4
分别以对比例1和2的聚酯切片为原料，依次经过预结晶、干燥、纺丝、卷绕、拉伸定型制得聚酯纤维，具体工艺条件同实施例9。所得聚酯纤维制成的面料的性能指标参见表2。
表2聚酯纤维面料的性能
从表2可见，按照本发明所制备的面料，其紫外线透过率显著降低，抗紫外线性能优良。整体而言，紫外光透过率≤5.0％，芯吸高度≥120mm，蒸发速率≥0.20g/hr，特别适合制作春、夏季时装。
根据本发明的聚酯纤维还可作为遮阳伞，窗帘等的原料，具有优良的使用效果。
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)
1.一种具有抗紫外线、抗老化、吸湿速干复合功能的聚酯纤维的制备方法，包括依次进行的酯化反应工序、聚合反应工序以及纺丝工序，其特征在于：
所述酯化反应工序实施如下：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250℃～265℃下进行酯化反应，所述对苯二甲酸、乙二醇的投料摩尔比为1:1.2～1.3，所述的第三单体为选自间苯二甲酸、1,4-环己烷二甲酸、5-甲基间苯二甲酸、新戊二醇以及2,3-丁二醇中的一种或多种，且其加入量为对苯二甲酸重量的0.3%～3.5%；
所述聚合反应工序实施如下：酯化反应工序完成后，首先加入重量为聚酯切片重量的0.5%～2.6%的二氧化钛消光剂，然后加入聚合催化剂，同时加入以聚酯切片的重量为基准10～300ppm的受阻胺类光稳定剂和以聚酯切片的重量为基准10～300ppm的受阻酚类抗氧剂，搅拌均匀后送至预聚釜进行预聚反应；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，混合，经预聚过滤器过滤后，进入终聚釜，所述紫外线吸收剂的加入量为聚酯切片重量的0.1%～2.0%；最后，在终聚釜中，控制压力为40～100pa，温度270℃～285℃下进行终聚合反应，终聚合反应完成后，出料切粒，得抗紫外线、抗老化聚酯切片；
所述制备方法还包括在纺丝工序之前，对所述抗紫外线、抗老化聚酯切片先后进行预结晶和干燥的步骤，所述预结晶在温度110℃～125℃下进行3～5小时，所述干燥在温度130℃～145℃下进行3.5～5.0小时；
所述纺丝工序中，使用异形截面喷丝板从而获得异形截面的聚酯纤维。
2.根据权利要求1所述的具有抗紫外线、抗老化、吸湿速干复合功能的聚酯纤维的制备方法，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：
326、234、
350、
320、
328；低挥发性苯并三唑类紫外线吸收剂360；红移苯并三唑类紫外线吸收剂327；以及
UV-P，氰特紫外线吸收剂CYASORBUV-3638F，三嗪系列紫外线吸收剂UV-1577。
3.根据权利要求1或2所述的具有抗紫外线、抗老化、吸湿速干复合功能的聚酯纤维的制备方法，其特征在于：所述的紫外线吸收剂的加入量为聚酯切片重量的0.15%～1.10%。
4.根据权利要求1或2所述的具有抗紫外线、抗老化、吸湿速干复合功能的聚酯纤维的制备方法，其特征在于：加入紫外线吸收剂之后的混合时间为3～8分钟。
5.根据权利要求1所述的具有抗紫外线、抗老化、吸湿速干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
119FL，聚合型受阻胺类光稳定剂Chimassorb944、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。
6.根据权利要求5所述的具有抗紫外线、抗老化、吸湿速干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。
7.根据权利要求1所述的具有抗紫外线、抗老化、吸湿速干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Irganox1076，Irganox1010中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的具有抗紫外线、抗老化、吸湿速干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。
9.根据权利要求1、5至8中任一项权利要求所述的具有抗紫外线、抗老化、吸湿速干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。
10.根据权利要求1、5至8中任一项权利要求所述的具有抗紫外线、抗老化、吸湿速干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。
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