CN108003333B - 一种常温常压可深染涤纶长丝的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚酯纤维的制备方法，公开了一种常温常压可深染涤纶长丝的制备方法，解决了由于制备方法的限制，聚酯纤维的染色温度高，高温染色对设备的要求较高，且耗能较大，提高了生产成本，其技术方案要点是，一种常温常压可深染涤纶长丝的制备方法，原材料包括以下组分：聚酯、第三单体和第四单体，所述第三单体包括间苯二甲酸二甲酯磺酸钠、间苯二甲酸二乙酯磺酸盐、间苯二甲酸二乙二醇酯磺酸盐中的一种，所述第四单体包括脂肪族二元酸或聚醚，达到了涤纶长丝可在常温常压下染色，染色效果好，染色过程能耗小、成本低的目的。

Description

一种常温常压可深染涤纶长丝的制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚酯纤维的制备方法，更具体地说，它涉及一种常温常压可深染涤纶长丝的制备方法。
背景技术
聚酯纤维是一种常见的化纤面料纤维，是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，普通聚酯纤维具有断裂强度和弹性模量高、回弹性始终、热定型性能优异等优点，但是由于其结构紧密，分子中缺少吸附例子染料的基团，故较难染色，需要在加热加压的条件下染色。
聚酯纤维因其力学特性、发色性和处理性等特性而以衣料用途为中心地用于各种领域。但是，一般来说，聚酯纤维因其致密的纤维结构而染色性差，在使用阳离子染料和分散染料的情况下，如果不是处于130℃的高温高压下或使用有机溶剂的载色剂，则难以获得良好的发色性、坚牢性。
高温高压的染色调节对设备的要求较高，且耗能较大，提高了生产成本。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明在于提供一种常温常压可深染涤纶长丝的制备方法，达到涤纶长丝可在常温常压下染色，染色效果好，染色过程能耗小、成本低的目的。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种常温常压可深染涤纶长丝的制备方法，原材料包括以下组分：聚酯、第三单体和第四单体，所述第三单体包括间苯二甲酸二甲酯磺酸钠、间苯二甲酸二乙酯磺酸盐、间苯二甲酸二乙二醇酯磺酸盐中的一种，所述第四单体包括脂肪族二元酸或聚醚。
通过采用上述技术方案，在聚酯合成过程中添加第三单体，破坏晶体的完整性、增加分子链的柔顺性，同时添加柔性的第四单体，实现阳离子染料常压易染，达到涤纶长丝可在常温常压下染色，染色效果好，染色过程能耗小、成本低的目的，同时使织物上染率、色牢度高，色谱齐全、色泽艳丽，将聚酯与第三单体、第四单体共聚，得到的常温常压可深染涤纶长丝纤维具有较低的初始模量和较好的可纺性。
本发明进一步设置为：原材料中各组分的重量比如下：聚酯80～95％，第三单体2～8％，第四单体3～12％。
通过采用上述技术方案，当第三单体占原材料的重量比为2～8％，第四单体占原材料的重量比为3～12％时，得到的常温常压可深染涤纶长丝的纤维初始模量较低，染色性能好、可纺性好且手感柔软。
本发明进一步设置为：所述聚酯包括阳离子可染聚酯或阳离子染料可常压沸染的聚酯。
通过采用上述技术方案，阳离子可染聚酯纤维具有阳离子染料可染的特性，阳离子染料可常压沸染的聚酯纤维具有阳离子染料常压可沸染的特性，对阳离子可染聚酯或阳离子染料可常压沸染的聚酯进行改进相对于对其他普通聚酯进行改进而言，合成过程的操作更加简单，生产耗时较短，生产效率较高，且得到的常温常压可深染涤纶长丝的品质更好，染色性和可纺性更好。
本发明进一步设置为：将聚酯投入反应釜中，在180－270℃下进行酯化，控制分馏柱外温为150－180℃，顶温130－160℃；酯化完成后依次投入第三单体和第四单体并搅拌，在搅拌4－20分钟后且60分钟内使釜内降温，压力降至80－130Pa下进行聚合得到常温常压可深染聚酯切片。
通过采用上述技术方案，首先将聚酯在180－270℃下进行酯化，然后再放入第三单体和第四单体，从而避免在高温下影响三单体和第四单体的活性，保证第三单体破坏晶体的完整性、增加分子链的柔顺性和第四单体实现阳离子染料常压易染性能。
本发明进一步设置为：包括以下步骤：
(1)干燥：对常温常压可深染聚酯切片进行干燥，干燥温度为100～120℃，干燥时间为24～48小时；
(2)挤压：将干燥后的常温常压可深染聚酯切片送入挤压机加热熔融、压缩成熔体，并由旋转螺杆挤出，螺杆压力为150～220kg/cm2；
(3)纺丝：在温度为250～280℃，速度为2500～3000m/min的条件下纺丝；
(4)卷绕：拉伸加捻卷绕，制得常温常压可深染聚酯纤维；
(5)加弹：用加弹机对常温常压可深染聚酯纤维进行加工得到常温常压可深染涤纶长丝；
(6)检验、包装。
通过采用上述技术方案，常温常压可深染聚酯的熔点低于普通聚酯，热稳定性与常规PET相比有所下降，因此，步骤(3)中，纺丝温度控制在250～280℃时，常温常压可深染聚酯熔体的流动性和挤出均匀性较好，生产的纤维的质量更好，且温度不容易过高，常温常压可深染聚酯熔体不容易发生热降解异常的情况；步骤(5)中，用加弹机对常温常压可深染聚酯纤维进行加工，使温常压可深染涤纶长丝具有更好的手感和蓬松感，同时也使温常压可深染涤纶长丝的力学性能更好，后续的染色更加均匀。
本发明进一步设置为：所述步骤(5)中加弹机的牵伸倍数为1.50～1.65，第一热箱的温度为140～160℃，加弹速度为350～510m/min。
通过采用上述技术方案，得到的常温常压可深染涤纶长丝的纤度的纤度稳定，强度高、伸长率较高且端头情况少。
本发明进一步设置为：所述步骤(4)中使用的加弹机上的假捻器表面的硬度为80～90度(洛氏硬度)。
通过采用上述技术方案，假捻器是加弹机的核心部位，假捻器质量的好坏之间关系到制备得到的常温常压可深染涤纶长丝的质量，假捻器通过摩擦盘的转向对丝条进行加捻和解捻从而形成假捻的效果，常温常压可深染涤纶长丝与普通丝相比存在丝束强度低、丝细、加工速度快、加工过程中容易产生静电、断头和毛丝，通过调节假捻器表面的硬度为80～90度(洛氏硬度)，可以有效改善加弹后的常温常压可深染涤纶长丝的质量，降低因摩擦盘的作用而产生的不良率，使常温常压可深染涤纶长丝的质量更好。
本发明进一步设置为：所述加弹机的热箱表面均涂覆有防静电剂。
通过采用上述技术方案，加工过程中，丝束产生静电后容易发生断头、跳出丝道的情况，在热箱表面涂覆防静电剂可以有效减少静电的产生，使丝束不容易因静电而发生端头、跳出丝道的情况，降低不良率，提高质量，降低生产成本。
本发明进一步设置为：所述防静电剂包括重量比如下的组分：FDY油剂90～98％，表面活性剂2～6％。
通过采用上述技术方案，FDY油剂可以改善纤维的拉伸性、集束性和抗静电性，具有良好的热稳定性能和化学稳定性，再起到防静电作用的情况下，不会对加工过程带来不利影响，且对设备无无腐蚀性，表面活性剂具有抗静电的作用，使防静电剂的防静电效果更好。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、通过在聚酯合成过程中添加第三单体和第四单体，达到破坏晶体的完整性、增加分子链的柔顺性，实现阳离子染料常压易染，涤纶长丝可在常温常压下染色，染色效果好，染色过程能耗小、成本低的目的；
2、将聚酯与第三单体、第四单体共聚，得到的常温常压可深染涤纶长丝纤维具有较低的初始模量和较好的可纺性，使织物上染率、色牢度高，色谱齐全、色泽艳丽；
3、聚酯包括阳离子可染聚酯或阳离子染料可常压沸染的聚酯，对阳离子可染聚酯或阳离子染料可常压沸染的聚酯进行改进相对于对其他普通聚酯进行改进而言，合成过程的操作更加简单，生产耗时较短，生产效率较高，且得到的常温常压可深染涤纶长丝的品质更好，染色性和可纺性更好；
4、常温常压可深染聚酯的熔点低于普通聚酯，热稳定性与常规PET相比有所下降，将纺丝温度控制在250～280℃时，可以使纤维的质量更好，常温常压可深染聚酯熔体不容易发生热降解异常的情况；
5、用加弹机对常温常压可深染聚酯纤维进行加工时对牵伸倍数为、第一热箱的温度为和加弹速度为进行限定，使得到的常温常压可深染涤纶长丝的纤度的纤度稳定，强度高、伸长率较高且端头情况少；加弹机的使用还可以使温常压可深染涤纶长丝具有更好的手感和蓬松感，同时也使温常压可深染涤纶长丝的力学性能更好，后续的染色更加均匀；使加弹机上的假捻器表面的硬度为80～90度，可以有效改善加弹后的常温常压可深染涤纶长丝的质量，降低因摩擦盘的作用而产生的不良率，使常温常压可深染涤纶长丝的质量更好；在加弹机的热箱表面均涂覆防静电剂，使丝束不容易因静电而发生端头、跳出丝道的情况，降低不良率，提高质量，降低生产成本。
具体实施方式
实施例1：
一种常温常压可深染涤纶长丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)干燥：对常温常压可深染聚酯切片进行干燥，干燥温度为100～120℃，干燥时间为24～48小时；
(2)挤压：将干燥后的常温常压可深染聚酯切片送入挤压机加热熔融、压缩成熔体，并由旋转螺杆挤出，螺杆压力为150～220kg/cm2；
(3)纺丝：在温度为250～280℃，速度为2500～3000m/min的条件下纺丝；
(4)卷绕：拉伸加捻卷绕，值得常温常压可深染聚酯纤维；
(5)加弹：用加弹机对常温常压可深染聚酯纤维进行加工得到常温常压可深染涤纶长丝；加弹机的牵伸倍数为1.5～1.65，第一热箱的温度为140～160℃，加弹速度为350～550m/min；弹机上的假捻器表面的硬度为80～90度(洛氏硬度)；加弹机的热箱表面均涂覆有防静电剂，防静电剂包括重量比如下的组分：FDY油剂90～98％，表面活性剂2～6％；
(6)检验、包装。
步骤(1)中的常温常压可深染聚酯切片包括以下组分：聚酯、第三单体和第四单体，聚酯包括常温常压阳离子染料可染的聚酯，第三单体包括间苯二甲酸二甲酯磺酸钠，第四单体包括聚醚，各组分的重量比如下：常温常压阳离子染料可染的聚酯80～95％，间苯二甲酸二甲酯磺酸钠3～5％，聚醚6～10％。将常温常压阳离子染料可染的聚酯投入反应釜中，在180－270℃下进行酯化，控制分馏柱外温为150－180℃，顶温130－160℃；酯化完成后依次投入苯二甲酸二甲酯磺酸钠和聚醚并搅拌，在搅拌4－20分钟后且60分钟内使釜内降温，压力降至80－130Pa下进行聚合得到常温常压可深染聚酯切片。
第三单体和第四单体的添加量和常温常压可深染聚酯的性能之间的实验结果如下表：
表1 第三单体和第四单体的添加量和常温常压可深染聚酯性能的试验结果
Figure GDA0002494184970000061
由上表可知，间苯二甲酸二甲酯磺酸钠的添加量的重量百分比为3～5％，聚醚的添加量的重量百分比为6～10％时，纤维初始模量较低，纤维的可纺性好，常温常压可深染聚酯的手感柔软，产品的质量更佳。
根据上述步骤制得的常温常压可深染涤纶长丝的质量和染色性能见表2和表3：
表2 52dtex/24f DTY主要技术指标完成情况
Figure GDA0002494184970000062
Figure GDA0002494184970000071
表3 52dtex/24f DTY染色性能检测指标
Figure GDA0002494184970000072
本发明公开的一种常温常压可深染涤纶长丝的制备方法制得的常温常压可深染涤纶长丝，可在常压常温下深染，染色条件为98～100℃，得到的产品色牢度好、断裂强度大、可在常温常压下染色，染色效果好，染色过程能耗小、成本低。
实施例2：
与实施例1的不同之处在于，步骤(1)中的常温常压可深染聚酯切片包括以下组分：聚酯、第三单体和第四单体，聚酯包括常温常压阳离子染料可染的聚酯，第三单体包括间苯二甲酸二乙酯磺酸盐，第四单体包括脂肪族二元酸，各组分的重量比如下：常温常压阳离子染料可染的聚酯80～95％，间苯二甲酸二乙酯磺酸盐2～8％，脂肪族二元酸3～12％。将常温常压阳离子染料可染的聚酯投入反应釜中，在180－270℃下进行酯化，控制分馏柱外温为150－180℃，顶温130－160℃；酯化完成后依次投入间苯二甲酸二乙酯磺酸盐和脂肪族二元酸并搅拌，在搅拌4－20分钟后且60分钟内使釜内降温，压力降至80－130Pa下进行聚合得到常温常压可深染聚酯切片。
实施例3：
步骤(1)中的常温常压可深染聚酯切片包括以下组分：聚酯、第三单体和第四单体，聚酯包括常温常压阳离子染料可染的聚酯，第三单体包括间间苯二甲酸二乙二醇酯磺酸盐，第四单体包括聚醚，各组分的重量比如下：常温常压阳离子染料可染的聚酯80～95％，间苯二甲酸二乙二醇酯磺酸盐3～5％，聚醚6～10％。将常温常压阳离子染料可染的聚酯投入反应釜中，在180－270℃下进行酯化，控制分馏柱外温为150－180℃，顶温130－160℃；酯化完成后依次投入间间苯二甲酸二乙二醇酯磺酸盐和聚醚并搅拌，在搅拌4－20分钟后且60分钟内使釜内降温，压力降至80－130Pa下进行聚合得到常温常压可深染聚酯切片。
实施例4：
步骤(1)中的常温常压可深染聚酯切片包括以下组分：聚酯、第三单体和第四单体，聚酯包括常温常压阳离子染料可染的聚酯，第三单体包括间苯二甲酸二甲酯磺酸钠，第四单体包括聚醚，各组分的重量比如下：常温常压阳离子染料可染的聚酯80～95％，间苯二甲酸二甲酯磺酸钠3～5％，聚醚6～10％。将常温常压阳离子染料可染的聚酯投入反应釜中，在180－270℃下进行酯化，控制分馏柱外温为150－180℃，顶温130－160℃；酯化完成后依次投入间苯二甲酸二甲酯磺酸钠和聚醚并搅拌，在搅拌4－20分钟后且60分钟内使釜内降温，压力降至80－130Pa下进行聚合得到常温常压可深染聚酯切片。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种常温常压可深染涤纶长丝的制备方法，其特征在于，原材料包括以下重量比的组分：聚酯80～95％、第三单体2～8％和第四单体3～12％，所述第三单体包括间苯二甲酸二甲酯磺酸钠、间苯二甲酸二乙酯磺酸盐、间苯二甲酸二乙二醇酯磺酸盐中的一种，所述第四单体包括脂肪族二元酸或聚醚；所述聚酯包括阳离子可染聚酯；
所述原材料先制备得到可深染聚酯切片，制备步骤为：将聚酯投入反应釜中，在180－270℃下进行酯化，控制分馏柱外温为150－180℃，顶温130－160℃；酯化完成后依次投入第三单体和第四单体并搅拌，在搅拌4－20分钟后且60分钟内使釜内降温，压力降至80－130Pa下进行聚合得到常温常压可深染聚酯切片。
2.根据权利要求1所述的一种常温常压可深染涤纶长丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
干燥：对常温常压可深染聚酯切片进行干燥，干燥温度为100～120℃，干燥时间为24～48小时；
挤压：将干燥后的常温常压可深染聚酯切片送入挤压机加热熔融、压缩成熔体，并由旋转螺杆挤出，螺杆压力150～220kg/cm2；
纺丝：在温度为250～280℃，速度为2500～3000m/min的条件下纺丝；
卷绕：拉伸加捻卷绕，制得 常温常压可深染聚酯纤维；
加弹：用加弹机对常温常压可深染聚酯纤维进行加工得到常温常压可深染涤纶长丝；
检验、包装。
3.根据权利要求2所述的一种常温常压可深染涤纶长丝的制备方法，其特征在于，所述加弹步骤中加弹机的牵伸倍数为1.5～1.65，第一热箱的温度为140～160℃，加弹速度为350～550m/min。
4.根据权利要求2所述的一种常温常压可深染涤纶长丝的制备方法，其特征在于，所述加弹步骤中使用的加弹机上的假捻器表面的硬度为80～90度。
5.根据权利要求2所述的一种常温常压可深染涤纶长丝的制备方法，其特征在于，所述加弹机的热箱表面均涂覆有防静电剂。
6.根据权利要求5所述的一种常温常压可深染涤纶长丝的制备方法，其特征在于，所述防静电剂包括重量比如下的组分：FDY油剂90～98％，表面活性剂2～6％。
7.根据权利要求1所述的一种常温常压可深染涤纶长丝的制备方法，其特征在于，所述阳离子可染聚酯包括阳离子染料可常压沸染的聚酯。
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