CN105442078B - 一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法。该方法如下：将有机颜料加入含有稳定剂的液态分散介质中，充分分散后，得到均匀分散的有色浆料；将有色浆料添加到聚酯低聚物中，混合均匀后进行预缩聚、终缩聚反应得到聚酯熔体可经纺丝箱体进行熔体直接纺丝，制备得到有色聚酯纤维；也可先制得有色聚酯切片，然后根据需要将单色聚酯切片或将多种不同颜色的聚酯切片进行混合后间接纺丝，制备得到所需色泽的有色聚酯纤维。本发明中制备的有色浆料常温下稳定，和聚酯相容性好；颜料均匀地分散在聚合体系中；熔体经纺丝成形后着色剂即被固着在纤维中，产品色牢度高；批间与批内基本无色差，特别适合大批量连续化生产。

Description

一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法

技术领域

本发明属于聚酯纤维制备技术领域，涉及一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法。

背景技术

近年来，随着人们生活水平的提高，人们对高质量彩色面料的需求量逐年增大。虽然经过多年的发展，我国迅速成为世界第一化纤生产大国，但主要是以常规聚酯产量扩张为主，常规化、同质化现象严重，在产品开发和技术创新方面存在严重不足，产品差别化率远远低于发达国家。因此寻找合适的方法连续生产高质量的彩色聚酯纤维意义重大，有助于实现聚酯纤维的产业差异化水平。

彩色聚酯纤维生产方法包括：浴染法、聚合过程着色法、切片干法着色法、染料与原料切片共混纺丝法、色母粒与原料切片共混纺丝法等，目前通常用的是浴染法、聚合过程着色法、色母粒与原料切片共混纺丝法(即色母粒着色法)。

浴染法较成熟，但产品色牢度低，批次之间质量不稳定，批间与批内存在一定程度上的色差，只适合小批量的生产，而且加工过程长、成本高，并产生大量的污水，对环境污染严重。色母粒着色法的缺点是母粒需要提前干燥，释放颜色慢，易发生与熔体混合不匀造成的色差问题。聚合过程着色法把颜(染)料的浆料与低聚物一起加入聚合体系中，直接制备有色纤维，颜(染)料均匀地分散在聚合体系中，经纺丝成形后着色剂即被固着在纤维中，产品色牢度高；批间与批内基本无色差，特别适合大批量连续化生产。

但是，现有的聚合过程着色法主要用于常规黑色丝的大批量连续化生产，其缺点是：品种单一，无法进行多色系的大批量连续化生产。因为，聚合过程着色法的关键在于选择与聚酯相容性好的合适的颜料和分散剂调配出均匀分散的有色浆料。聚酯聚合及纺丝一般在280-290℃的高温下进行，要求颜料能耐高温，且在高温下颜料与聚酯的结合力较强。而现有技术还无法解决多色系颜料的均匀分散以及与聚酯的相容性问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种可使颜料在聚酯中均匀分散，可进行多色系的大批量连续化生产的原液着色制备有色聚酯纤维的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法如下：将有机颜料加入含有稳定剂的液态分散介质中，充分分散后，得到均匀分散的有色浆料；将有色浆料添加到聚酯低聚物中，混合均匀后进行预缩聚、终缩聚反应得到有色聚酯熔体，经纺丝箱体进行熔体直接纺丝，制备得到有色聚酯纤维；也可在缩聚反应之后经出料造粒系统先制得有色聚酯切片，然后根据需要，将一种颜色的有色聚酯切片(即单色聚酯切片)或将多种不同颜色的有色聚酯切片混合后，经纺丝系统纺丝，即间接纺丝，制备得到所需色泽的有色聚酯纤维。

进一步的技术方案如下：

所述的有机颜料为：颜料红254、颜料红185、颜料蓝15:3、颜料黄138、颜料黄191中的任意一种或两种。

所述的液态分散介质为水、乙二醇中的任意一种。

所述有机颜料加入含有稳定剂的液态分散介质中，有机颜料与液态分散介质的加入比例为质量比5：95～50：50。

所述的稳定剂为磷系化合物，如磷酸三丁酯、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、磷酸等。所述稳定剂的加入量为颜料质量的1％～10％。

所述有色浆料经在线浆料添加系统添加到聚酯低聚物输送管道中，再经过一个均化系统进行混合，混合均匀后进入预缩聚釜、终缩聚釜反应得到有色聚酯熔体，经纺丝箱体进行熔体直接纺丝，制备得到有色聚酯纤维。

所述有色浆料经在线浆料添加系统添加到聚酯低聚物输送管道中，再经过一个均化系统进行混合，混合均匀后进入预缩聚釜、终缩聚釜、出料造粒系统得到有色聚酯切片，将单色聚酯切片或多种不同颜色的有色聚酯切片混合后，经纺丝系统纺丝，制备得到所需色泽的有色聚酯纤维。

本发明通过选择合适的有机颜料及分散剂调配出颜料均匀分散的有色浆料，该有色浆料具有如下特点：

1、该有色浆料中包含与聚酯的相容性好、热稳定性好的多色系有机颜料。本发明中的颜料为多色系有机大分子颜料，该颜料在液态分散介质中进行分散后，与聚酯的相容性好，能够均匀地分散在聚合体系中，对聚酯进行着色，由此得到颜料均匀分散的有色聚酯产品。一般的有机颜料不能耐受聚酯发生聚合反应的280-290℃高温，加入稳定剂后能大大提高有机颜料的高温热稳定性。加入稳定剂后，有色浆料中包含的有机颜料能耐受300℃高温，色牢度优良，不分解不升华，且不影响聚酯聚合反应的进行。

2、该有色浆料中还包含液态分散介质。所述液态分散介质与有机颜料以及聚酯的相容性好，且不影响聚酯聚合反应的进行。在液态分散介质中添加稳定剂，可改善有机颜料的高温热稳定性，使有机颜料能与聚酯一起进入高温聚合反应系统而不发生变化。

3、该有色浆料与聚酯的相容性好。所述有色浆料是通过对有机颜料进行分散处理，得到的颜料均匀分散的有色浆料。该有色浆料与聚酯的相容性好，将其添加到聚酯低聚物中一起进行聚合反应后，能得到颜料均匀分散的有色聚酯产品。

本发明的有益效果如下：

本发明通过选择与聚酯相容性好的合适的有机颜料及分散剂调配出颜料均匀分散的有色浆料，并将该有色浆料添加到聚酯低聚物中，混合均匀后进行预缩聚、终缩聚反应得到聚酯产品，经纺丝箱体进行熔体直接纺丝或经出料造粒系统后进行间接纺丝，制备得到有色聚酯纤维。该方法具有如下特点：

(1)颜料的选择：本发明选用的有机颜料与聚酯的相容性好，能耐高温，着色强度高，不分解，不升华，且不影响聚酯聚合反应的进行。本发明选用的有机颜料与聚酯的相容性好，极大程度上保证了产品的性能和生产的稳定。

(2)颜料处理方法的选择：本发明的着色剂浆料(有色浆料)采用物理方法制备。设备简单，工序简洁，生产成本低。

(3)浆料加入位置的选择：将有色浆料加入到酯化后预缩聚前的低聚物输送管道中，低聚物粘度低，浆料易和低聚物混合均匀，随浆料加入的分散介质很大一部分被预缩聚真空系统抽出，减小了终缩聚真空系统的负荷，容易得到粘度较高、颜料分散均匀的产品。

(4)和浴染法相比，本发明的聚合过程着色法制备有色聚酯纤维不再需要染整后处理，缩短了流程，且消除了印染废水对环境的污染，属于清洁生产技术，对保护环境起到积极作用。和色母粒着色法相比，本发明的聚合过程着色法省去了色母粒干燥所需干燥装置及熔融用螺杆，节约了成本，有利于解决色母粒着色法释放颜色慢，与熔体混合不匀造成的色差问题。

(5)本发明的方法适合大批量连续化生产，具有广阔的发展前景。本发明中制备的有色浆料和聚酯相容性好；颜料均匀地分散在聚合体系中；熔体经纺丝成形后着色剂即被固着在纤维中，产品色牢度高；批间与批内基本无色差，特别适合大批量连续化生产。

附图说明

图1是本发明的原液着色制备有色聚酯纤维的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明作进一步说明。

如图1所示，在有色浆料制备系统，颜料和分散介质在特制反应釜中，充分分散，得到均匀分散的有色浆料；有色浆料通过在线浆料添加系统加入到聚酯低聚物输送管道上后，再经过一个均化系统进行混合，以提高浆料与低聚物的混合效率；混合均匀的浆料和聚酯低聚物的混合物经过一个缩聚系统(预缩聚釜和终缩聚釜)完成缩聚反应，得到有色聚酯熔体后直接进入纺丝系统采用现有的常规熔体直纺工艺进行纺丝，或将得到的有色聚酯熔体经出料造粒系统得到有色聚酯切片后再进入纺丝系统进行纺丝(间接纺丝)，即得到有色聚酯纤维。

实施例1

在特制反应釜内投入1kg颜料红254，再加入9kg水作为分散介质，添加0.06kg磷酸三丁酯作为稳定剂，充分分散后，得到均匀分散的低粘度的红色浆料；将红色浆料通过浆料添加系统在线计量加入到低聚物输送管道中，经过均化系统混合均匀后，分别进入预缩聚釜、终缩聚釜反应获得特性粘度为0.68dl/g的红色聚酯熔体(颜料质量分数为0.75％)，红色聚酯熔体经过熔体管道后被送入纺丝箱体进行纺丝得到强度为3.0cN/dtex，伸长率为24％的PET纤维，耐光色牢度>4级。

实施例2

在特制反应釜内投入5kg颜料红185，再加入5kg乙二醇作为分散介质，添加0.1kg磷酸三甲酯作为稳定剂，充分分散后，得到均匀分散的红色浆料；将红色浆料通过浆料添加系统在线计量加入到低聚物输送管道中，经过均化系统混合均匀后，分别进入预缩聚釜、终缩聚釜反应获得特性粘度为0.87dl/g的红色聚酯熔体(颜料质量分数为1.5％)，红色聚酯熔体经过熔体管道后被送入纺丝箱体进行纺丝得到强度为2.8cN/dtex，伸长率为20％的红色聚酯纤维，耐光色牢度>4级。

实施例3

在特制反应釜内投入1.75kg颜料红185和1.25kg颜料黄191，再加入17kg乙二醇作为分散介质，添加0.3kg磷酸三丁酯作为稳定剂，充分分散后，得到均匀分散的橙色浆料；将橙色浆料通过浆料添加系统在线计量加入到低聚物输送管道中，经过均化系统混合均匀后，分别进入预缩聚釜、终缩聚釜反应获得特性粘度为0.73dl/g的橙色聚酯熔体(颜料质量分数为1.5％)，橙色聚酯熔体经过熔体管道后被送入纺丝箱体进行纺丝得到强度为3.1cN/dtex，伸长率为21％的橙色聚酯纤维，耐光色牢度>4级。

实施例4

在特制反应釜内投入2.5kg颜料蓝15:3，再加入7.5kg乙二醇作为分散介质，添加0.05kg磷酸作为稳定剂，充分分散后，得到均匀分散的蓝色浆料；将蓝色浆料通过浆料添加系统在线计量加入到低聚物输送管道中，经过均化系统混合均匀后，分别进入预缩聚釜、终缩聚釜反应获得特性粘度为0.76dl/g的蓝色聚酯熔体(颜料质量分数为1.0％)，蓝色聚酯熔体经过出料造粒系统得到蓝色聚酯切片后，再进入纺丝系统进行纺丝得到强度为3.2cN/dtex，伸长率为26％的蓝色聚酯纤维，耐光色牢度>4级。

实施例5

在特制反应釜内投入2kg颜料黄138，再加入8kg水作为分散介质，充分分散后，添加0.1kg磷酸三乙酯作为稳定剂，得到均匀分散的黄色浆料；将黄色浆料通过浆料添加系统在线计量加入到低聚物输送管道中，经过均化系统混合均匀后，分别进入预缩聚釜、终缩聚釜反应获得特性粘度为0.75dl/g的黄色聚酯熔体(颜料质量分数为1.5％)，黄色聚酯熔体经过出料造粒系统得到黄色聚酯切片后，再进入纺丝系统进行纺丝得到强度为3.2cN/dtex，伸长率为22％的黄色聚酯纤维，耐光色牢度>4级。

实施例6

将实施例4中间制得的蓝色聚酯切片与实施例5中间制得的黄色聚酯切片按照质量比1：1的比例混合后，进行间接纺丝得到强度为3.2cN/dtex，伸长率为24％的绿色聚酯纤维，耐光色牢度>4级。

Claims (2)

1.一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法，其特征在于，将有机颜料加入含有稳定剂的液态分散介质中，有机颜料与液态分散介质的加入比例为质量比5：95～50：50，充分分散后，得到均匀分散的有色浆料；将有色浆料经在线浆料添加系统添加到聚酯低聚物输送管道中，再经过均化系统进行混合，混合均匀后进入预缩聚釜、终缩聚釜反应得到有色聚酯熔体，经纺丝箱体进行熔体直接纺丝，制备得到有色聚酯纤维；

所述的有机颜料为：颜料红254、颜料红185、颜料蓝15:3、颜料黄138、颜料黄191中的任意一种或两种；

所述的液态分散介质为：水、乙二醇中的任意一种；

所述的稳定剂为磷系化合物；所述稳定剂的加入量为颜料质量的1％～10％。

2.一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法，其特征在于，将有机颜料加入含有稳定剂的液态分散介质中，有机颜料与液态分散介质的加入比例为质量比5：95～50：50，充分分散后，得到均匀分散的有色浆料；将有色浆料经在线浆料添加系统添加到聚酯低聚物输送管道中，再经过均化系统进行混合，混合均匀后进入预缩聚釜、终缩聚釜、出料造粒系统得到有色聚酯切片，将一种颜色的有色聚酯切片或将多种不同颜色的有色聚酯切片混合后，经纺丝系统纺丝，制备得到所需色泽的有色聚酯纤维；

所述的有机颜料为：颜料红254、颜料红185、颜料蓝15:3、颜料黄138、颜料黄191中的任意一种或两种；

所述的液态分散介质为：水、乙二醇中的任意一种；

所述的稳定剂为磷系化合物；所述稳定剂的加入量为颜料质量的1％～10％。