CN106366581A - 一种抗紫外线pet色母粒 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗紫外线PET色母粒，由以下质量份的原料组成：聚对苯二甲酸乙二醇酯43‑55份；颜料2‑5份；分散剂3‑6份；抗氧化剂1‑3份；纳米氧化锌表面接枝粉末3‑5份。本发明抗紫外线PET色母粒，主要用于涤纶的纺前着色，不仅可使涤纶着色，还可将现有的有色涤纶丝的耐光色牢度由5级提高至8级。

Description

一种抗紫外线PET色母粒
技术领域
本发明涉及一种抗紫外线PET色母粒，属于色母粒领域。
背景技术
目前，我国聚酯纤维产量超千万吨，其中三分之一需要着色使用，染料染色方法，每年将排放4000万吨的有色污水，染色的日晒牢度、水洗、汗渍、升华等各项牢度都远低于纺前着色，已不适应社会发展和人们生活水平提高的需要。涤纶纺前着色是把色母粒熔解或分散在聚酯纺丝原液中进行熔融纺丝，直接制得有色涤纶纤维的新工艺，是省去涤纶染色最有效的途径。但现有的涤纶色丝制备技术中存在所用色母粒中的颜料耐高温性能、与聚酯的相容性差，导致生产过程中颜料颗粒迁移运动能力强，易形成微米级的聚集体，这不但影响生产的稳定性，而且还会导致色丝应力集中、有色丝耐光色牢度差等不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗紫外线PET色母粒，通过改进原料组分，提高色母粒与聚酯的相容性及耐光色牢度，以满足服用的要求。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种抗紫外线PET色母粒，由以下质量份的原料组成：
聚对苯二甲酸乙二醇酯 43-55份
颜料 2-5份
分散剂 3-6份
抗氧化剂 1-3份
纳米氧化锌表面接枝粉末 3-5份
所述的纳米氧化锌表面接枝粉末由如下方法制备：
a、纳米氧化锌表面改性
准确称取13份干燥后的纳米氧化锌，加入150份无水乙醇，在装有冷凝管的三口瓶中充分搅拌并超声振荡，而后缓慢加入5份硅烷偶联剂KH-570，加热至70℃，恒温回流2小时，抽滤，用无水乙醇洗涤三次、烘干得到表面改性后的纳米氧化锌。
b、纳米氧化锌表面接枝
称取7份的表面改性的纳米氧化锌于反应器中，加入50mL甲苯和50mL丁酮混合溶剂，超声分散30min后，机械搅拌并加热至70℃；加入0.4份引发剂过氧化苯甲酰，氮气保护，10min后滴加15份2-羟基-4-丙烯酰氧基二苯甲酮和6份丙烯酸六氟丁酯的混合溶液，约1小时滴加结束，氮气保护下，恒温搅拌2h。反应结束后，产物用甲醇沉淀后抽滤、晾干后，分别用丙酮和甲苯各抽提12h，真空干燥后得到纳米氧化锌表面接枝粉末。
所述的颜料为酞菁颜料、钛白粉、炭黑、群青颜料、钛黄颜料中的一种或多种组合。
所述的分散剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或多种。
所述的抗氧化剂为2，4-二-(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚、2，4-二(十二烷基硫甲基)-6-甲基苯酚、硫代二丙酸二月桂酯或硫代二丙酸双硬脂基酯中的任意一种。
所述的色母粒的制备方法为：
1)混合
将各组分原料投入高速混合器内进行高速混合；
2)挤出
将步骤1得到的混合物料送至螺杆挤出机内，进行挤出处理；
3)干燥处理
将步骤2得到的物料输送至干燥器中进行干燥处理；
4)切粒
将步骤3得到的物料送至切粒机内进行切粒处理，得到所需的色母粒。
本发明一种抗紫外线PET色母粒，主要用于涤纶的纺前着色，不仅可使涤纶着色，还可将现有的有色涤纶丝的耐光色牢度由5级提高至8级。
具体实施方式
下列实施方案，仅是举例说明，不是仅有的，所以，一切在本发明范围内或是作与本发明相似的改变均包含于本发明之内。
本发明公开了一种抗紫外线PET色母粒，由以下原料组成：聚对苯二甲酸乙二醇酯、颜料、分散剂、抗氧化剂、纳米氧化锌表面接枝粉末。
所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯为市售PET切片。
颜料优选酞菁颜料、钛白粉、炭黑、群青颜料、钛黄颜料中的一种或多种组合。
分散剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或多种。
抗氧化剂为2，4-二-(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚、2，4-二(十二烷基硫甲基)-6-甲基苯酚、硫代二丙酸二月桂酯或硫代二丙酸双硬脂基酯中的任意一种。
将本发明色母粒用于涤纶有色丝的生产，并经耐晒色牢度测试，各组分原料按质量份计为：聚对苯二甲酸乙二醇酯 43-55份；颜料 2-5份；分散剂 3-6份；抗氧化剂 1-3份；纳米氧化锌表面接枝粉末 3-5份。
纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，其颗粒大小约在1～100纳米。由于晶粒的细微化，其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点，具有普通氧化锌所无法比较的特殊性和用途，纳米氧化锌在纺织领域可用于紫外光遮蔽材料。
由于纳米氧化锌具有比表面积大和比表面能大等特点，自身易团聚；另一方面，纳米氧化锌表面极性较强，在有机介质中不易均匀分散，这就极大地限制了其纳米效应的发挥。因此对纳米氧化锌粉体进行分散和表面改性成为纳米材料应用在涤纶纺丝前必要的处理手段。
本发明先以偶联剂对纳米氧化锌表面进行改性，再在改性后的粒子表面接枝有机氟及二苯甲酮衍生物。一方面，有机氟可以促进纳米氧化锌表面接枝粉末在PET基材及涤纶纺丝液中均匀、稳定分散；另一方面，具有紫外吸收功能的二苯甲酮衍生物可与纳米氧化锌形成抗紫外协同效应，进一步提高涤纶有色丝的耐晒色牢度。
所述的纳米氧化锌表面接枝粉末由如下方法制备：
a、纳米氧化锌表面改性
准确称取13份干燥后的纳米氧化锌，加入150份无水乙醇，在装有冷凝管的三口瓶中充分搅拌并超声振荡，而后缓慢加入5份硅烷偶联剂KH-570，加热至70℃，恒温回流2小时，抽滤，用无水乙醇洗涤三次、烘干得到表面改性后的纳米氧化锌。
b、纳米氧化锌表面接枝
称取7份的表面改性的纳米氧化锌于反应器中，加入50mL甲苯和50mL丁酮混合溶剂，超声分散30min后，机械搅拌并加热至70℃；加入0.4份引发剂过氧化苯甲酰，氮气保护，10min后滴加15份2-羟基-4-丙烯酰氧基二苯甲酮和6份丙烯酸六氟丁酯的混合溶液，约1小时滴加结束，氮气保护下，恒温搅拌2h。反应结束后，产物用甲醇沉淀后抽滤、晾干后，分别用丙酮和甲苯各抽提12h，真空干燥后得到纳米氧化锌表面接枝粉末。
2-羟基-4-丙烯酰氧基二苯甲酮，分子式为C16H12O4，CAS：15419-94-0，市售。
色母粒的制备方法：
1)混合
将各组分原料投入高速混合器内进行高速混合；
2)挤出
将步骤1得到的混合物料送至螺杆挤出机内，进行挤出处理；
3)干燥处理
将步骤2得到的物料输送至干燥器中进行干燥处理；
4)切粒
将步骤3得到的物料送至切粒机内进行切粒处理，得到所需的色母粒。
实施例1：
一种抗紫外线PET色母粒，由以下质量份的原料组成：
聚对苯二甲酸乙二醇酯 43份
颜料 2份
分散剂 3份
抗氧化剂 1份
纳米氧化锌表面接枝粉末 3份
实施例2：
一种抗紫外线PET色母粒，由以下质量份的原料组成：
聚对苯二甲酸乙二醇酯 50份
颜料 4份
分散剂 5份
抗氧化剂 2份
纳米氧化锌表面接枝粉末 4份
实施例3：
一种抗紫外线PET色母粒，由以下质量份的原料组成：
聚对苯二甲酸乙二醇酯 55份
颜料 5份
分散剂 6份
抗氧化剂 3份
纳米氧化锌表面接枝粉末 5份
实施例4；
实施例1-3中的纳米氧化锌表面接枝粉末由如下方法制备：
a、纳米氧化锌表面改性
准确称取13份干燥后的纳米氧化锌，加入150份无水乙醇，在装有冷凝管的三口瓶中充分搅拌并超声振荡，而后缓慢加入5份硅烷偶联剂KH-570，加热至70℃，恒温回流2小时，抽滤，用无水乙醇洗涤三次、烘干得到表面改性后的纳米氧化锌。
b、纳米氧化锌表面接枝
称取7份的表面改性的纳米氧化锌于反应器中，加入50mL甲苯和50mL丁酮混合溶剂，超声分散30min后，机械搅拌并加热至70℃；加入0.4份引发剂过氧化苯甲酰，氮气保护，10min后滴加15份2-羟基-4-丙烯酰氧基二苯甲酮和6份丙烯酸六氟丁酯的混合溶液，约1小时滴加结束，氮气保护下，恒温搅拌2h。反应结束后，产物用甲醇沉淀后抽滤、晾干后，分别用丙酮和甲苯各抽提12h，真空干燥后得到纳米氧化锌表面接枝粉末。
实施例5：
实施例1-3色母粒的制备方法：
1)混合
将聚对苯二甲酸乙二醇酯、颜料、分散剂、抗氧化剂、纳米氧化锌表面接枝粉末投入高速混合器内进行高速混合，混合30-40分钟；
2)挤出
将步骤1得到的混合物料送至螺杆挤出机内，进行挤出处理，螺杆挤出机内的温度控制在220-250℃；
3)干燥处理
将步骤2得到的物料输送至干燥器中进行干燥处理，干燥器内的干燥温度控制在60-80℃，干燥30-40分钟；
4)切粒
将步骤3得到的物料送至切粒机内进行切粒处理，得到所需的色母粒。
按GB/T 8427-2008《纺织品 色牢度试验 耐人造光色牢度：氙弧》测试方法对本发明实施例1-3色母粒应用于涤纶纺丝后的有色丝进行耐日晒色牢度测试，其耐日晒牢度均达到8级。

Claims (5)

1.一种抗紫外线PET色母粒，由以下质量份的原料组成：
聚对苯二甲酸乙二醇酯 43-55份
颜料 2-5份
分散剂 3-6份
抗氧化剂 1-3份
纳米氧化锌表面接枝粉末 3-5份。
2.根据权利要求1所述的一种抗紫外线PET色母粒，其特征在于：所述的颜料为酞菁颜料、钛白粉、炭黑、群青颜料、钛黄颜料中的一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的一种抗紫外线PET色母粒，其特征在于：所述的分散剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种抗紫外线PET色母粒，其特征在于：所述的抗氧化剂为2，4-二-(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚、2，4-二(十二烷基硫甲基)-6-甲基苯酚、硫代二丙酸二月桂酯或硫代二丙酸双硬脂基酯中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种抗紫外线PET色母粒，其特征在于：所述的纳米氧化锌表面接枝粉末由如下方法制备：
a、纳米氧化锌表面改性
准确称取13份干燥后的纳米氧化锌，加入150份无水乙醇，在装有冷凝管的三口瓶中充分搅拌并超声振荡，而后缓慢加入5份硅烷偶联剂KH-570，加热至70℃，恒温回流2小时，抽滤，用无水乙醇洗涤三次、烘干得到表面改性后的纳米氧化锌。
b、纳米氧化锌表面接枝
称取7份的表面改性的纳米氧化锌于反应器中，加入50mL甲苯和50mL丁酮混合溶剂，超声分散30min后，机械搅拌并加热至70℃；加入0.4份引发剂过氧化苯甲酰，氮气保护，10min后滴加15份2-羟基-4-丙烯酰氧基二苯甲酮和6份丙烯酸六氟丁酯的混合溶液，约1小时滴加结束，氮气保护下，恒温搅拌2h。反应结束后，产物用甲醇沉淀后抽滤、晾干后，分别用丙酮和甲苯各抽提12h，真空干燥后得到纳米氧化锌表面接枝粉末。
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