CN103665350B

CN103665350B - 一种改性共聚酯切片及纤维的制备工艺

Info

Publication number: CN103665350B
Application number: CN201210362071.7A
Authority: CN
Inventors: 成康生
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Yizheng Chemical Fibre Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Yizheng Chemical Fibre Co Ltd
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2032-09-26
Also published as: CN103665350A

Abstract

本发明公开了一种改性共聚酯切片的制备工艺，包括下列步骤：（1）将对苯二甲酸和乙二醇混合，加入催化剂，在0.20~0.35MPA的压力和230~250℃温度下，进行酯化反应；（2）酯化反应结束后将得到的混合物再进行缩聚反应，得到乙二醇/对苯二甲酸的低聚物；（3）将液态脂肪族二元醇与对苯二甲酸酯化，得到液态脂肪族二元醇/对苯二甲酸的低聚物；并将此低聚物加入到乙二醇/对苯二甲酸的低聚物中，制得常温常压分散染料可染的改性共聚酯切片。同时，本发明还公开了另外一种改性共聚酯切片的制备工艺。另外，本发明还公开了一种改性共聚酯纤维的制备工艺。本发明保证共聚酯组份稳定，产品性能稳定，纤维织物回弹性良好，且色彩鲜艳，手感柔软，抗起毛球。

Description

一种改性共聚酯切片及纤维的制备工艺

技术领域

本发明涉及一种改性共聚酯切片及纤维的制备工艺，属于化工领域。

背景技术

聚酯纤维作为产量最大的合成纤维，在解决人们穿衣问题上确实起了重大的作用。由于常规聚酯分子结构的高度规整性，在染色性方面存在不足，因此需对其染色改进，主要有常温常压阳离子可染聚酯（ECDP），与高温高压阳离子可染（CDP），以及分散染料可染聚酯。

上述染色改良聚酯已应用多年，但仍存不足，如第四添加剂聚乙二醇（PEG）的耐热性差，聚乙二醇（PEG）添加到连续聚合系统中的问题是，聚乙二醇（PEG）起泡而堵塞真空系统，对大型连续聚酯聚合装置有相当不利的影响。现有的常温常压阳离子可染聚酯（ECDP）织物，在高温热定型条件下，织物回弹性变差，使织物不够柔软。

针对上述不足，有专利对第四单体提出某些改进，如使用带侧链的脂肪族二元醇为第四单体，间苯二甲酸磺酸钠为第三单体的改性共聚酯，纤维常温常压染色阳离子可染。但低分子的脂肪族二元醇通常与乙二醇有相近的沸点，会随乙二醇进入聚合装置乙二醇系统，造成系统的乙二醇组成比例紊乱；并且，在聚酯聚合条件下，副反应较复杂，结果是，共聚酯组份难以准确控制，产品性能不稳定。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种织物回弹性能好、共聚酯组分稳定、产品性能稳定的改性共聚酯切片的制备工艺。

同时，本发明还公开了一种改性共聚酯纤维的制备工艺。

技术方案：本发明所述的一种改性共聚酯切片的制备工艺，包括下列步骤：

（1）将对苯二甲酸和乙二醇混合，加入催化剂，在0.20~0.35MPa的压力和230~250℃温度下，进行酯化反应；

（2）酯化反应结束后将得到的混合物再进行缩聚反应，得到乙二醇/对苯二甲酸的低聚物；

（3）将液态脂肪族二元醇与对苯二甲酸酯化，得到液态脂肪族二元醇/对苯二甲酸的低聚物；并将液态脂肪族二元醇/对苯二甲酸的低聚物加入到乙二醇/对苯二甲酸的低聚物中，在270～290℃下进行共聚反应，最终制得常温常压分散染料可染的改性共聚酯切片。

本发明技术方案的进一步限定为，步骤（3）中，液态脂肪族二元醇与对苯二甲酸的摩尔比为1.1～1.4:1，酯化压力为0.0~0.25MPa。

进一步地，所述液态脂肪族二元醇为2-甲基-1，3-丙二醇。

本发明提供的另一技术方案为：一种改性共聚酯切片的制备工艺，包括下列步骤：

（2）酯化反应结束后，向得到的混合物加入间苯二甲酸乙二醇酯磺酸盐后再进行缩聚反应，得到乙二醇/对苯二甲酸/间苯二甲酸乙二醇酯磺酸盐低聚物；

（3）将液态脂肪族二元醇与对苯二甲酸酯化，得到液态脂肪族二元醇/对苯二甲酸的低聚物；并将液态脂肪族二元醇/对苯二甲酸的低聚物加入到乙二醇/对苯二甲酸/间苯二甲酸乙二醇酯磺酸盐低聚物中，在270～290℃下进行共聚反应，最终制得常温常压阳离子染料可染的改性共聚酯切片。

进一步地，所述液态脂肪族二元醇为2-甲基-1，3-丙二醇。

本发明提供的另一技术方案为：一种改性共聚酯纤维的制备工艺，取权利要求1中制备的常温常压分散染料可染聚酯切片，利用纺丝技术制得常温常压分散染料可染聚酯纤维。

本发明提供的另一技术方案为：取权利要求4中制备的常温常压阳离子染料可染聚酯切片，利用纺丝技术制得常温常压阳离子可染聚酯纤维。

有益效果：本发明所述的一种改性共聚酯切片及纤维的制备工艺，以液态脂肪族二元醇为第四单体，间苯二甲酸乙二醇酯磺酸盐为第三单体，共聚合制备聚酯切片，保证共聚酯组份稳定，产品性能稳定，并对聚酯聚合装置乙二醇系统无不利影响，方便品种的更换；利用本发明的聚酯制得聚酯纤维具有良好的分散染料可染性和常温常压阳离子染料可染性能，在高温热定型条件下，织物回弹性良好，且色彩鲜艳，手感柔软，抗起毛球；本发明针对液态脂肪族二元醇的特性，革新了的聚合工艺流程，以保证共聚酯组份稳定，产品性能稳定。

附图说明

图1为实施例1所述的改性共聚酯切片及纤维的制备工艺流程图；

图2为实施例2所述的改性共聚酯切片及纤维的制备工艺流程图；

图3为现有技术中共聚酯切片及纤维的制备工艺流程图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

下述实施例中，对苯二甲酸简写为PTA；乙二醇简写为EG；2-甲基-1，3-丙二醇简写为MPDO；间苯二甲酸乙二醇-5-酯磺酸盐简写为SIPE。乙二醇/对苯二甲酸低聚物简写为BHET；2-甲基-1，3-丙二醇/对苯二甲酸低聚物简写为BHMPOT；共聚物简写为MPDO-CDP。

实施例1：

一种常温常压分散染料可染聚酯切片及纤维的制备工艺，其工艺流程图如图1所示，按如下步骤进行：

（1）采用20L间歇式聚合设备，将1mol的PTA，1.4mol的MPDO和相当于PTA重量0.013wt%的乙二醇锑同时加入，在压力为0.20MPa~0.35MPa，温度为230~250℃的的条件下，搅拌约2.0小时，进行酯化反应。

（2）出水达到理论量后，减压，再抽真空约40分钟，体系达低真空后，泄真空至常压，放出产物，即为2-甲基-1，3-丙二醇/对苯二甲酸低聚物BHMPOT。此低聚物BHMPOT，聚合度约3~4，基本无游离的2-甲基-1，3-丙二醇。

（3）采用300L间歇式聚合设备，将1mol的PTA，1.30mol的EG，相当于PTA重量0.013wt%的乙二醇锑同时加入，在压力为0.20MPa~0.35MPa，温度为230~250℃的条件下，搅拌约3.5小时，进行酯化反应。

（4）出水达到理论量后，减压，再抽真空，真空度达到2~3mmHG后，泄真空至常压，得到乙二醇/对苯二甲酸低聚物，简写为BHET。

（5）在其中加入相当于PTA重量3~6%的改性低聚物BHMPOT，继续升温至280~290℃，抽真空至60Pa以下，搅拌，达一定粘度要求出料，得2-甲基-1，3-丙二醇含量确定的常温常压分散染料可染聚酯切片，此共聚酯切片常温常压分散染料可染。

当改性低聚物BHMPOT添加量为6%，共聚酯中2-甲基-1，3-丙二醇的含量为3.48%/聚合物（wt%），缩聚抽出物中2-甲基-1，3-丙二醇含量2.0%(wt%)，2-甲基-1，3-丙二醇含量稳定。

（6）利用纺丝技术将步骤（5）中制得的常温常压分散染料可染聚酯切片制成可染聚酯纤维，纤维手感柔软，抗起毛球。

实施例2：

（1）采用3M3间歇式聚合设备，将1mol的PTA，1.4mol的MPDO和相当于PTA重量0.013wt%的乙二醇锑同时加入，在压力为0.20MPa~0.35MPa，温度为230~250℃的条件下，搅拌约4.0小时，进行酯化反应。

（2）出水达到理论量后，减压，抽真空约1.4小时，体系达低真空后，泄真空至常压，放出产物至BHMPOT保温（温度约265℃）储槽，即为2-甲基-1，3-丙二醇/对苯二甲酸低聚物BHMPOT。此低聚物BHMPOT，聚合度约3~4，基本无游离的2-甲基-1，3-丙二醇。

（3）将上述改性低聚物BHMPOT，通过计量泵，以乙二醇/对苯二甲酸低聚物重量流量3.3~6.5%的比例，加入到5釜连续聚合的终缩聚釜前的管道中，一同进入终缩聚釜，进一步完成缩聚合反应，得到2-甲基-1，3-丙二醇含量确定的常温常压分散染料可染聚酯切片。

（4）常温常压分散染料可染聚酯切片切粒或连接到后道长丝、短丝纺丝工序，得常温常压分散染料可染的聚酯纤维，并且，2-甲基-1，3-丙二醇只存在于终缩聚釜抽出物中，只须对此部分EG/MPDO抽出物提纯处理，对其他四釜的抽出物无影响。

实施例3：

一种常温常压阳离子可染聚酯切片及纤维的制备工艺，其工艺流程图如图2所示，按如下步骤进行：

（1）采用20L间歇式聚合设备，将1mol的PTA，1.4mol的MPDO和相当于PTA重量0.013wt%的乙二醇锑同时加入，在压力为0.20MPa~0.35MPa，温度为230~250℃的条件下，搅拌约2.0小时，进行酯化反应。

（2）出水达到理论量后，减压，再抽真空约40分钟，体系达到低真空后，泄真空至常压，放出产物，即为2-甲基-1，3-丙二醇/对苯二甲酸低聚物BHMPOT。此低聚物BHMPOT，聚合度约3~4，基本无游离的2-甲基-1，3-丙二醇。

（3）采用300L间歇式聚合设备，将1mol的PTA，1.30mol的EG和相当于PTA重量0.013wt%的乙二醇锑同时加入，在压力为0.20MPa~0.35MPa，温度为230~250℃的条件下，搅拌约3.5小时，进行酯化反应。

（4）出水达到理论量后，减压，降温至225℃，再将液体间苯二甲酸乙二醇-5-酯磺酸盐，以对苯二甲酸重量的8.0~14.0%的比例，加入其中，升温至260℃，缓慢抽真空，进步完成预缩聚合反应。真空度达到2~3mmHG后，泄真空至常压，得到乙二醇/对苯二甲酸低聚物/间苯二甲酸乙二醇-5-酯磺酸盐低聚物，简写为S-BHET。

（5）在其中加入PTA重量3~6%的改性低聚物BHMPOT，继续升温至275~290℃，抽真空至60Pa以下，搅拌，达一定粘度要求出料，得2-甲基-1，3-丙二醇含量确定的常温常压阳离子可染聚酯切片，此共聚酯常温常压阳离子染料可染。当改性低聚物BHMPOT添加量6%，共聚酯中2-甲基-1，3-丙二醇的含量为3.48%/聚合物（wt%），缩聚抽出物中2-甲基-1，3-丙二醇含量2.0%(wt%)，2-甲基-1，3-丙二醇含量稳定。

（6）利用纺丝技术将步骤（5）中制得的常温常压阳离子可染聚酯切片制成常温常压阳离子染料可染聚酯纤维，纤维手感柔软，抗起毛球。

实施例4：

（2）出水达到理论量后，减压，抽真空约1.4小时，体系达低真空后，泄真空至常压。放出产物至BHMPOT保温储槽，保温储槽的温度约为265℃，即为2-甲基-1，3-丙二醇/对苯二甲酸低聚物BHMPOT。此低聚物BHMPOT，聚合度约3~4，基本无游离的2-甲基-1，3-丙二醇。

（3）将液体间苯二甲酸乙二醇-5-酯磺酸盐，以乙二醇/对苯二甲酸低聚物重量流量8.0~14.0%的比例，加入到5釜连续聚合的第一预缩聚釜前的管道中，进一步完成预缩聚合反应。

（4）将上述改性低聚物BHMPOT，通过计量泵，以乙二醇/对苯二甲酸低聚物重量流量3.3~6.5%的比例，加入到5釜连续聚合的终缩聚釜前的管道中，一同进入终缩聚釜，进一步完成缩聚合反应，得2-甲基-1，3-丙二醇含量确定的共聚酯切片。并且，2-甲基-1，3-丙二醇只存在于终缩聚釜抽出物中，只须对此部分EG/MPDO抽出物提纯处理，对其他四釜的抽出物无影响。

（5）共聚酯切片切粒或连接到后道长丝、短丝纺丝工序，得常温常压染阳离子可染的聚酯纤维。

实施例5：

一种常温常压阳离子可染聚酯纤维的制作工艺，按如下步骤进行，取实施例3所得到的MPDO/SIPE改性聚酯切片，在真空转鼓，按65℃（保温1.5hr）/1.5hr/95℃(保温1.5hr)1.5hr/135℃（保温14.5hr）的程序干燥。再经螺杆熔融挤出（温度265~295℃），纺丝速度700~4000m/min，牵伸倍率2.5~3.8下，得FDY长丝。

所得常温常压阳离子可染聚酯纤维在常温常压条件下，阳离子染料染色良好，色泽鲜艳，手感柔软。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims

1.一种改性共聚酯切片的制备工艺，其特征在于，包括下列步骤：

2.根据权利要求1所述的改性共聚酯切片的制备工艺，其特征在于，步骤（3）中，液态脂肪族二元醇与对苯二甲酸的摩尔比为1.1～1.4:1，酯化压力为0.0~0.25MPa。

3.根据权利要求1所述的改性共聚酯切片的制备工艺，其特征在于，所述液态脂肪族二元醇为2-甲基-1,3-丙二醇。

4.一种改性共聚酯纤维的制备工艺，其特征在于，取权利要求1中制备的常温常压阳离子可染聚酯切片，利用纺丝技术制得常温常压阳离子可染聚酯纤维。