CN109705318A - 一种连续生产聚酯色母粒的方法及聚酯色母粒 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料合成技术领域，具体地说，涉及一种连续生产聚酯色母粒的方法。所述连续生产聚酯色母粒的方法包括下列步骤：S1，将芳香族二元酸、脂肪族二元醇和催化剂配制成浆料，连续进行酯化反应，得到芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物；S2，将脂肪族二元醇、着色剂配制成色浆预分散料，连续研磨得到色浆；S3，调节芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物和色浆的温度并混合均匀，进行熔融缩聚反应，得到聚酯色母预聚物熔体；S4，聚酯色母预聚物熔体进行切粒成型和结晶，得到预结晶的聚酯色母预聚物切片；S5，聚酯色母预聚物切片进行固相缩聚反应，即得。本发明所述的连续生产聚酯色母粒的方法获得的聚酯色母粒中着色剂粒子高度均匀分散。本发明还涉及一种聚酯色母粒。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料合成技术领域，具体地说，涉及一种连续生产聚酯色母粒的方法及聚酯色母粒。
背景技术
原液着色聚酯纤维是指在纺丝熔体中加入着色剂，经纺丝过程得到的有色聚酯纤维，也称为无染聚酯纤维或纺前染色聚酯纤维。原液着色聚酯纤维直接加工成纺织品，可以省去印染工序，避免产生大量的印染废水，减少COD排放，是源头上治理污染的有效方法，具有突出的环境友好特征。
目前，原液着色聚酯纤维的制备方法主要是色母粒纺前着色法。色母粒是一种把超常量的颜料或染料均匀载附于树脂之中而制得的聚集体。色母粒的制备通常采用熔融共混法，载体树脂与着色剂在载体树脂的粘流温度以上依靠混合设备提供的强剪切力实现均匀混合，使得着色剂粒子以一定的粒径，稳定、均匀地分散在载体树脂中。由于在熔融共混法中，着色剂粒子在高粘载体树脂熔体中的分散主要是依靠混合设备所提供的机械剪切力，因此，较小尺度的着色剂粒子难以在载体树脂熔体中高度均匀分散，导致熔融共混法制备的色母粒难以适用于细旦或超细旦原液着色聚酯纤维的制备。此外，目前采用熔融共混法生产色母粒的过程中，原料的计量配料精度还有待进一步提高，生产过程中容易因为原料计量精度的波动导致色母粒产生色差。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，解决现有技术中聚酯色母粒的颜色稳定性及着色剂粒子分散均匀性较差的问题，提供一种连续生产聚酯色母粒的方法及聚酯色母粒。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
一种连续生产聚酯色母粒的方法，包括下列步骤：
S1，将芳香族二元酸、脂肪族二元醇和催化剂配制成浆料，连续进行酯化反应，得到芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物；
S2，将脂肪族二元醇、着色剂配制成色浆预分散料，连续研磨得到色浆；
S3，调节芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物和色浆的温度并混合均匀，进行熔融缩聚反应，得到聚酯色母预聚物熔体；
S4，聚酯色母预聚物熔体进行切粒成型和结晶，得到预结晶的聚酯色母预聚物切片；
S5，聚酯色母预聚物切片进行固相缩聚反应，即得。
本发明的上述连续生产聚酯色母粒的方法，以芳香族二元酸、脂肪族二元醇和催化剂为原料进行载体浆料的配制，使得聚酯色母粒的载体与聚酯具有良好的相容性，获得的聚酯色母粒中着色剂粒子高度均匀分散，进而利用该聚酯色母粒制备的原液着色聚酯纤维具有高颜色均匀性。
其中，芳香族二元酸包括但不限于对苯二甲酸和间苯二甲酸，脂肪族二元醇包括但不限于乙二醇、丙二醇和丁二醇，催化剂包括但不限于锑、钛和锗的化合物。
本发明所述的步骤S1中，将芳香族二元酸、脂肪族二元醇和催化剂配制成浆料，连续加入到酯化系统内进行酯化反应，得到芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物；步骤S2中，色浆预分散料连续加入到多级研磨系统中进行研磨得到色浆，所述的多级研磨系统由1～5台研磨机串联而成。
作为本发明的一种实施方式，步骤S1中，芳香族二元酸与脂肪族二元醇的摩尔比为1:1.2～2.0。
将载体浆料的醇酸摩尔比控制在上述范围，通过控制载体浆料酯化反应的条件，可制备得到熔点不高于200℃的芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物，从而可以实现载体低聚物与色浆的低温混合，避免色浆中着色剂粒子的凝聚。
优选地，催化剂的用量为芳香族二元酸质量的0.004～0.4wt％，将催化剂的用量控制在所述范围，既可以使聚合体系具有足够高的反应活性，又可以避免催化剂过量，导致副反应的发生。
优选地，芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物的酸值为5～40mgKOH/g。将芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物的酸值控制在所述范围后，其在后续的熔融缩聚反应工序中具有较快的熔融缩聚反应缩率。
作为本发明的一种实施方式，步骤S2中，着色剂与脂肪族二元醇的质量比为10～60:40～90；优选地，色浆中着色剂粒子的平均粒径不高于0.5μm。从而可以有效保障聚酯色母粒生产用色浆的质量的稳定性。
作为本发明的一种实施方式，步骤S3中，色浆为芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物的质量的13～120％，从而使色母粒的颜色均匀、稳定。
优选地，聚酯色母预聚物熔体的特性粘度为0.1～0.5dL/g，以满足后续切粒结晶和固相缩聚的粘度要求。
作为本发明的一种实施方式，步骤S1中，酯化反应的温度为220～280℃；
优选地，步骤S3中，芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物和色浆的温度经换热器调节至120～225℃。
将芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物和色浆分别经换热器调节至上述温度范围，能使得芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物与在线添加的色浆的温度接近，减少因温差所带来的不良反应。
优选地，步骤S3中，熔融缩聚反应的温度为230～300℃。
作为本发明的一种实施方式，在步骤S4中，对聚酯色母预聚物熔体进行切粒成型与结晶包括：将聚酯色母预聚物熔体切割成液滴并在50～98℃的水中冷却成型并结晶。
采用将聚酯色母预聚物熔体的切粒成型与结晶相融合的方法，通过控制切粒工艺水的温度以提供聚酯色母粒载体分子链有序规整排列结晶所需的能量，同时，浸润入聚酯色母粒载体分子链间的工艺水可以起到增塑剂的作用，提高载体分子链的活动能力，促进结晶过程中的发生。聚酯色母粒预聚物切片的软化温度随着结晶度的提高而升高，在切粒过程中将聚酯色母粒预聚物进行预结晶处理可有效防止切片在后续的固相增粘过程中受热粘连，有利于后续固相缩聚反应的进行。
作为本发明的一种实施方式，聚酯色母预聚物切片在固相增粘系统中进行固相缩聚反应，包括结晶和固相缩聚反应；
优选地，结晶的温度为110～200℃，固相缩聚反应的温度为180～230℃。
将固相增粘的结晶温度和固相缩聚反应温度控制在上述范围内，可保证聚酯色母预聚物切片的固相缩聚反应具有足够高的反应活性，同时避免切片发生粘连。
本发明的连续生产聚酯色母粒的方法中，按照本领域常规方法以着色剂和脂肪族二元醇为原料进行色浆预分散料的配置。
其中，脂肪族二元醇包括但不限于乙二醇、丙二醇、丁二醇或二甘醇。
着色剂为具有良好耐热性和分散性的无机颜料、有机颜料或染料，包括但不限于炭黑、颜料白6、颜料棕3、颜料蓝5、颜料蓝15、颜料蓝15:1、颜料蓝15:3、颜料蓝15:4、颜料蓝15:6、颜料蓝16、颜料蓝28、颜料蓝29、颜料蓝60、颜料紫19、颜料紫23、颜料紫29、颜料红101、颜料红102、颜料红108、颜料红112、颜料红122、颜料红146、颜料红149、颜料红170、颜料红171、颜料红172、颜料红175、颜料红176、颜料红177、颜料红178、颜料红179、颜料红185、颜料红202、颜料红207、颜料红208、颜料红214、颜料红241、颜料红242、颜料红254、颜料红255、颜料红263、颜料红264、颜料红272、颜料黄6、颜料黄13、颜料黄14、颜料黄17、颜料黄21、颜料黄37、颜料黄77、颜料黄74、颜料黄81、颜料黄97、颜料黄107、颜料黄110、颜料黄120、颜料黄129、颜料黄138、颜料黄139、颜料黄147、颜料黄148、颜料黄150、颜料黄151、颜料黄155、颜料黄168、颜料黄174、颜料黄180、颜料黄187、颜料黄192、颜料黄195、颜料黄196、颜料黄197、颜料橙34、颜料橙36、颜料橙43、颜料橙61、颜料橙64、颜料橙68、颜料橙70、颜料橙73、颜料绿5、颜料绿7、颜料绿36、颜料绿50。
作为本发明的一种实施方式，步骤S3的熔融缩聚反应在立式反应釜内进行，所述立式反应釜设有经控制阀连通的上室和下室，上室为利用气流进行搅拌的全混流反应器，全混流反应器的中部设有气体折流挡板，下室为平推流反应器，平推流反应器内设有平行设置的5～20层的降膜单元，芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物和色浆由上室进入下室。
上室利用气流进行搅拌，全混流反应器的中部设置有气体折流挡板以防止缩聚馏分蒸汽对物料的夹带，立式反应釜的下室为平推流反应器，反应器内设置有平行设置有5～20层的降膜单元，物料从立式反应釜下室的顶部进入依靠自身重力在反应器内自上而下的流动，从而有助于使着色剂与芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物充分混合均匀，从而最终获得的聚酯色母粒的颜色稳定性及着色剂粒子分散均匀性更好。
本发明的另一目的在于提供一种聚酯色母粒，所述聚酯色母粒采用如上述内容所述的任意一种的连续生产聚酯色母粒的方法制备得到。
作为本发明的一种实施方式，所述聚酯色母粒的特性粘度为0.3～1.0dL/g、压滤值DF不高于30kPa.cm2/g、总色差ΔECMC(2:1)不高于0.6。
本发明的聚酯色母粒相比于现有熔融共混法生产的聚酯色母粒具有更低的压滤值和总色差，本发明的聚酯色母粒具有更高的着色剂分散均匀度和颜色均匀性。
压滤值是表征着色剂在聚合基体中分散程度的有效特征值。聚酯色母粒压滤值DF的测试方法：由重量为m1的聚酯色母粒与重量为m2的聚酯聚对苯二甲酸乙二醇酯组成总重量为4000g测试混合物，测试混合物中着色剂的含量为100g；由长径比为Φ25mm×25D的单螺杆挤出机、容积为1.2cc的熔体计量泵、熔体压力传感器和滤网面积S为3.8cm2的60-100-1400-100-20目四层组合滤网依次连接组成压滤性能测试仪；压滤性能测试工艺条件：熔体温度为295℃、熔体计量泵泵前压力设定值为6.5MPa、熔体计量泵计量流量为38g/min；先将500g聚酯聚对苯二甲酸乙二醇酯从压滤性能测试仪中挤出，记录平衡压力为初始压力Ps，然后将4000g测试混合物从压滤性能测试仪中挤出，再将500g聚酯聚对苯二甲酸乙二醇酯从压滤性能测试仪中挤出，记录平衡压力为终止压力PT，最后按照公式：
计算得出压滤值DF。
本发明具有如下有益效果：
(1)本发明提供了一种连续生产聚酯色母粒的方法，在色母粒聚酯的载体酯化反应工序后引入色浆在线添加、熔融缩聚反应、切粒成型与结晶工序和固相缩聚反应等工序，易于实现聚酯色母粒连续生产过程中着色剂的精确比例添加和均匀分散，使连续生产的聚酯色母粒具有高度的结构均一性；
(2)本发明采用立式的上下分室结构反应釜作为熔融缩聚反应釜，一方面，在熔融缩聚反应前期可避免在缩聚真空的抽吸作用下，着色剂粒子随缩聚馏分一起进入真空系统而造成真空系统的堵塞；另一方面，在熔融缩聚反应后期，可实现高着色剂含量的高熔体粘度聚酯色母粒预聚物熔体的高效脱挥；
(3)本发明还提供了一种聚酯色母粒，相比于现有技术中的同类产品具有更高的着色剂分散均匀性和颜色均匀性以及更高的产品质量稳定性。
附图说明
附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明所述的连续生产聚酯色母粒的方法的一种工艺流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合部分实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例仅用于说明本发明，不用于限制本发明的范围。
实施例1
将对苯二甲酸、乙二醇和催化剂钛酸四异丙酯配制得到浆料，浆料中对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.3、催化剂钛酸四异丙酯的用量为对苯二甲酸质量的0.004％；所得浆料连续均匀地地输送到由立式酯化釜组成的酯化系统中进行酯化反应，其中酯化釜反应温度为250℃，当对苯二甲酸乙二醇酯低聚物的酸值达到25mgKOH/g时，将对苯二甲酸乙二醇酯低聚物连续稳定地从酯化釜中采出。
将颜料蓝15:3与乙二醇以质量比40:60配制得到色浆预分散料，所得色浆预分散料连续均匀地输送至由3台研磨机串联而成的色浆多级研磨系统，经过研磨制备得到的着色剂粒子平均粒径为0.14μm的色浆。
将得到的对苯二甲酸乙二醇酯低聚物经换热器调节温度至190℃后与在线添加的经换热器调节温度至190℃的色浆混合均匀后进入由具有上下分室结构的立式反应釜组成的熔融缩聚系统进行熔融缩聚反应，得到特性粘度为0.42dL/g聚酯色母预聚物熔体；其中，所述色浆的在线注入量为对苯二甲酸乙二醇酯低聚物质量的99％，熔融缩聚反应温度为280℃，立式反应釜下室的降膜单元层数为15层。
将聚酯色母预聚物熔体输送至结晶切粒系统进行切粒成型与结晶，其中，结晶切粒系统工艺水的温度为98℃。
将预结晶聚酯色母预聚物切片输送至固相增粘系统中进行固相缩聚反应，其中，结晶器的温度为190℃，固相缩聚反应器的温度为220℃。当聚酯色母粒切片的特性粘度达到0.67dL/g，将切片从固相缩聚反应器中采出，冷却打包。
该聚酯色母粒的压滤值DF为6.2kPa.cm2/g、总色差ΔECMC(2:1)为0.38。
实施例2
将对苯二甲酸、乙二醇和催化剂乙二醇锑配制得到浆料，浆料中对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.2、催化剂乙二醇锑的用量为对苯二甲酸质量的0.05％；所得浆料连续均匀地输送到由立式酯化釜组成的酯化系统中进行酯化反应，其中酯化釜反应温度为280℃，当对苯二甲酸乙二醇酯低聚物的酸值达到40mgKOH/g时，将对苯二甲酸乙二醇酯低聚物连续稳定地从酯化釜中采出。
将炭黑与乙二醇以质量比20:80配制得到色浆预分散料。所得色浆预分散料连续均匀地输送至由5台研磨机串联而成的色浆多级研磨系统，经过研磨制备得到的着色剂粒子平均粒径为0.08μm的色浆。
将得到的对苯二甲酸乙二醇酯低聚物经换热器调节温度至190℃后与在线添加的经换热器调节温度至190℃的色浆混合均匀后进入由具有上下分室结构的立式反应釜组成的熔融缩聚系统进行熔融缩聚反应，得到特性粘度为0.28dL/g聚酯色母预聚物熔体；其中，所述色浆的在线注入量为对苯二甲酸乙二醇酯低聚物质量的113％，熔融缩聚反应温度为270℃，立式反应釜下室的降膜单元层数为10层。
将聚酯色母预聚物熔体输送至结晶切粒系统进行切粒成型与结晶，其中结晶切粒系统工艺水的温度为98℃。
将预结晶聚酯色母预聚物切片输送至固相增粘系统中进行固相缩聚反应，其中结晶器的温度为200℃，固相缩聚反应器的温度为230℃。当聚酯色母粒切片的特性粘度达到0.65dL/g，将切片从固相缩聚反应器中采出，冷却打包。
该聚酯色母粒的压滤值DF为1.9kPa.cm2/g、总色差ΔECMC(2:1)为0.21。
实施例3
将对苯二甲酸、丁二醇和催化剂钛酸四丁酯配制得到的浆料，浆料中对苯二甲酸与丁二醇的摩尔比为1:1.4、催化剂钛酸四丁酯的用量为对苯二甲酸质量的0.38％；所得浆料连续均匀地输送到由立式酯化釜组成的酯化系统中进行酯化反应，其中酯化釜反应温度为240℃，当对苯二甲酸丁二醇酯低聚物的酸值达到10mgKOH/g时，将对苯二甲酸丁二醇酯低聚物连续稳定地从酯化釜中采出。
将颜料橙43与丁二醇以质量比50:50配制得到色浆预分散料。所得色浆预分散料连续均匀地输送至由3台研磨机串联而成的色浆多级研磨系统，经过研磨制备得到的着色剂粒子平均粒径为0.34μm的色浆。
将得到的对苯二甲酸丁二醇酯低聚物经换热器调节温度至225℃后与在线添加的经换热器调节温度至225℃的色浆混合均匀后进入由具有上下分室结构的立式反应釜组成的熔融缩聚系统进行熔融缩聚反应，得到特性粘度为0.50dL/g聚酯色母预聚物熔体；其中，所述色浆的在线注入量为对苯二甲酸丁二醇酯低聚物质量的114％，熔融缩聚反应温度为250℃，立式反应釜下室的降膜单元层数为12层。
将聚酯色母预聚物熔体输送至结晶切粒系统进行切粒成型与结晶，其中结晶切粒系统工艺水的温度为50℃。
将预结晶聚酯色母预聚物切片输送至固相增粘系统中进行固相缩聚反应，其中结晶器的温度为110℃，固相缩聚反应器的温度为190℃。当聚酯色母粒切片的特性粘度达到0.75dL/g，将切片从固相缩聚反应器中采出，冷却打包。
该聚酯色母粒的压滤值DF为11.4kPa.cm2/g、总色差ΔECMC(2:1)为0.54。
实施例4
将对苯二甲酸、丙二醇和催化剂钛酸四异丙酯配制得到的浆料，浆料中对苯二甲酸与丙二醇的摩尔比为1:1.4、催化剂钛酸四异丙酯的用量为对苯二甲酸质量的0.06％；所得浆料连续均匀地输送到由立式第一酯化釜和卧式第二酯化釜组成的酯化反应系统中进行酯化反应，第一酯化釜反应温度为235℃，第二酯化釜反应温度240℃，当对苯二甲酸丙二醇酯低聚物的酸值达到8mgKOH/g时，将对苯二甲酸丙二醇酯低聚物连续稳定地从酯化釜中采出。
将颜料红254与丙二醇以质量比60:40配制得到色浆预分散料。所得色浆预分散料连续均匀地输送至由4台研磨机串联而成的色浆多级研磨系统，经过研磨制备得到的着色剂粒子平均粒径为0.23μm的色浆。
将得到的对苯二甲酸丙二醇酯低聚物经换热器调节温度至205℃后与在线添加的经换热器调节温度至205℃的色浆混合均匀后进入由具有上下分室结构的立式反应釜组成的熔融缩聚系统进行熔融缩聚反应，得到特性粘度为0.45dL/g聚酯色母预聚物熔体；其中，所述色浆的在线注入量为对苯二甲酸丙二醇酯低聚物质量的62％，熔融缩聚反应温度为260℃，立式反应釜下室的降膜单元层数为20层。
将聚酯色母预聚物熔体输送至结晶切粒系统进行切粒成型与结晶，其中结晶切粒系统工艺水的温度为80℃。
将预结晶聚酯色母预聚物切片输送至固相增粘系统中进行固相缩聚反应，其中结晶器的温度为150℃，固相缩聚反应器的温度为180℃。当聚酯色母粒切片的特性粘度达到1.00dL/g，将切片从固相缩聚反应器中采出，冷却打包。
该聚酯色母粒压滤值DF为8.3kPa.cm2/g、总色差ΔECMC(2:1)为0.33。
实施例5
将对苯二甲酸、丁二醇和催化剂钛酸四丁酯配制得到的浆料，浆料中对苯二甲酸与丁二醇的摩尔比为1:2.0、催化剂钛酸四丁酯的用量为对苯二甲酸质量的0.38％；所得浆料连续均匀地输送到由立式第一酯化釜和立式第二酯化釜组成的酯化反应系统中进行酯化反应，第一酯化釜反应温度为240℃，第二酯化釜反应温度245℃，当对苯二甲酸丁二醇酯低聚物的酸值达到5mgKOH/g时，将对苯二甲酸丁二醇酯低聚物连续稳定地从酯化釜中采出。
将颜料黄138与丁二醇以质量比60:40配制得到色浆预分散料。所得色浆预分散料连续均匀地输送至由5台研磨机串联而成的色浆多级研磨系统，经过研磨制备得到的着色剂粒子平均粒径为0.18μm的色浆。
将得到的对苯二甲酸丁二醇酯低聚物经换热器调节温度至120℃后与在线添加的经换热器调节温度至120℃的色浆混合均匀后进入由具有上下分室结构的立式反应釜组成的熔融缩聚系统进行熔融缩聚反应，得到特性粘度为0.10dL/g聚酯色母预聚物熔体；其中，所述色浆的在线注入量为对苯二甲酸丁二醇酯低聚物质量的120％，熔融缩聚反应温度为260℃，立式反应釜下室的降膜单元层数为5层。
将聚酯色母预聚物熔体输送至结晶切粒系统进行切粒成型与结晶，其中结晶切粒系统工艺水的温度为75℃。
将预结晶聚酯色母预聚物切片输送至固相增粘系统中进行固相缩聚反应，其中结晶器的温度为150℃，固相缩聚反应器的温度为210℃。当聚酯色母粒切片的特性粘度达到0.45dL/g，将切片从固相缩聚反应器中采出，冷却打包。
该聚酯色母粒的压滤值DF为5.6kPa.cm2/g、总色差ΔECMC(2:1)为0.42。
实施例6
将对苯二甲酸、乙二醇和催化剂乙二醇锑配制得到的浆料，浆料中对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.2、催化剂乙二醇锑的用量为对苯二甲酸质量的0.05％；所得浆料连续均匀地输送到由到由立式第一酯化釜和立式第二酯化釜组成的酯化反应系统中进行酯化反应，第一酯化釜反应温度为260℃，第二酯化釜反应温度270℃，当对苯二甲酸乙二醇酯低聚物的酸值达到15mgKOH/g时，将对苯二甲酸乙二醇酯低聚物连续稳定地从酯化釜中采出。
将颜料绿7与乙二醇以质量比55:45配制得到色浆预分散料。所得色浆预分散料连续均匀地输送至由2台研磨机串联而成的色浆多级研磨系统，经过研磨制备得到的着色剂粒子平均粒径为0.46μm的色浆。
将得到的对苯二甲酸乙二醇酯低聚物经换热器调节温度至195℃后与在线添加的经换热器调节温度至195℃的色浆混合均匀后进入由具有上下分室结构的立式反应釜组成的熔融缩聚系统进行熔融缩聚反应，得到特性粘度为0.41dL/g聚酯色母预聚物熔体；其中，所述色浆的在线注入量为对苯二甲酸乙二醇酯低聚物质量的113％，熔融缩聚反应温度为300℃，立式反应釜下室的降膜单元层数为10层。
将聚酯色母预聚物熔体输送至结晶切粒系统进行切粒成型与结晶，其中结晶切粒系统工艺水的温度为98℃。
将预结晶聚酯色母预聚物切片输送至固相增粘系统中进行固相缩聚反应，其中，结晶器的温度为190℃，固相缩聚反应器的温度为230℃。当聚酯色母粒切片的特性粘度达到0.62dL/g，将切片从固相缩聚反应器中采出，冷却打包。
该聚酯色母粒的压滤值DF为30kPa.cm2/g、总色差ΔECMC(2:1)为0.60。
实施例7
将对苯二甲酸、间苯二甲酸、丁二醇和催化剂钛酸四丁酯配制得到的浆料，浆料中对苯二甲酸与间苯二甲酸的摩尔比为90:10、对苯二甲酸和间苯二甲酸的总摩尔数与丁二醇摩尔数的比例1:2.0、催化剂钛酸四丁酯的用量为对苯二甲酸和间苯二甲酸总质量的0.38％；所得浆料连续均匀地输送到由立式酯化釜组成的酯化系统中进行酯化反应，其中酯化釜反应温度为220℃，当对苯二甲酸丁二醇酯-间苯二甲酸丁二醇酯低聚物的酸值达到15mgKOH/g时，将对苯二甲酸丁二醇酯-间苯二甲酸丁二醇酯低聚物连续稳定地从酯化釜中采出。
将颜料红149与丁二醇以质量比60:40配制得到色浆预分散料。所得色浆预分散料连续均匀地输送至由2台研磨机串联而成的色浆多级研磨系统，经过研磨制备得到的着色剂粒子平均粒径为0.50μm的色浆。
将得到的对苯二甲酸丁二醇酯-间苯二甲酸丁二醇酯低聚物经换热器调节温度至130℃后与在线添加的经换热器调节温度至130℃的色浆混合均匀后进入由具有上下分室结构的立式反应釜组成的熔融缩聚系统进行熔融缩聚反应，得到特性粘度为0.33dL/g聚酯色母预聚物熔体；其中，所述色浆的在线注入量为对苯二甲酸丁二醇酯-间苯二甲酸丁二醇酯低聚物质量的13％，熔融缩聚反应温度为230℃，立式反应釜下室的降膜单元层数为10层。
将聚酯色母预聚物熔体输送至结晶切粒系统进行切粒成型与结晶，其中，结晶切粒系统工艺水的温度为80℃。
将预结晶聚酯色母预聚物切片输送至固相增粘系统中进行固相缩聚反应，其中，结晶器的温度为130℃，固相缩聚反应器的温度为180℃。当聚酯色母粒切片的特性粘度达到0.68dL/g，将切片从固相缩聚反应器中采出，冷却打包。
该聚酯色母粒中的压滤值DF为22.7kPa.cm2/g、总色差ΔECMC(2:1)为0.56。
实施例8
将对苯二甲酸、乙二醇、二甘醇和催化剂乙二醇锑配制得到的浆料，浆料中对苯二甲酸摩尔数与乙二醇和二甘醇的总摩尔数的比为1:1.3、乙二醇与二甘醇的摩尔比为75:25、催化剂乙二醇锑的用量为对苯二甲酸质量的0.05％；所得浆料连续均匀地输送到由立式第一酯化釜和立式第二酯化釜组成的酯化反应系统中进行酯化反应，第一酯化釜反应温度为260℃，第二酯化釜反应温度270℃，当对苯二甲酸乙二醇酯-对苯二甲酸二甘醇酯低聚物的酸值达到15mgKOH/g时，将对苯二甲酸乙二醇酯-对苯二甲酸二甘醇酯低聚物连续稳定地从酯化釜中采出。
将颜料紫29与乙二醇以质量比10:90配制得到色浆预分散料。所得色浆预分散料连续均匀地输送至由1台研磨机串联而成的色浆多级研磨系统，经过研磨制备得到的着色剂粒子平均粒径为0.41μm的色浆。
将得到的对苯二甲酸乙二醇酯-对苯二甲酸二甘醇酯低聚物经换热器调节温度至150℃后与在线添加的经换热器调节温度至150℃的色浆混合均匀后进入由具有上下分室结构的立式反应釜组成的熔融缩聚系统进行熔融缩聚反应，得到特性粘度为0.18dL/g聚酯色母预聚物熔体；其中，所述色浆的在线注入量为对苯二甲酸乙二醇酯-对苯二甲酸二甘醇酯低聚物质量的53％，熔融缩聚反应温度为260℃，立式反应釜下室的降膜单元层数为10层。
将聚酯色母预聚物熔体输送至结晶切粒系统进行切粒成型与结晶，其中，结晶切粒系统工艺水的温度为85℃。
将预结晶聚酯色母预聚物切片输送至固相增粘系统中进行固相缩聚反应，其中，结晶器的温度为160℃，固相缩聚反应器的温度为180℃。当聚酯色母粒切片的特性粘度达到0.30dL/g，将切片从固相缩聚反应器中采出，冷却打包。
该聚酯色母粒的压滤值DF为19.4kPa.cm2/g、总色差ΔECMC(2:1)为0.49。
对比例1
将特性粘度为0.67dL/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯与颜料蓝15:3按照质量比7:3经高速混合机混合均匀后，再经双螺杆挤出机在280℃的温度条件下熔融混合后挤出造粒，得到聚酯色母粒。该聚酯色母粒中的压滤值DF为39.2kPa.cm2/g、总色差ΔECMC(2:1)为0.86
将如上实施例1～8以及对比例1所制备的原液着色聚酯直纺纤维进行性能测试，测试项目如下：色浆中着色剂平均粒径(μm)，测试方法：采用动态光散射粒度仪测试；聚酯色母粒压滤值DF(kPa.cm2/g)，测试方法：由重量为m1的聚酯色母粒与重量为m2的聚酯聚对苯二甲酸乙二醇酯组成总重量为4000g测试混合物，测试混合物中着色剂的含量为100g；由长径比为Φ25mm×25D的单螺杆挤出机、容积为1.2cc的熔体计量泵、熔体压力传感器和滤网面积S为3.8cm2的60-100-1400-100-20目四层组合滤网依次连接组成压滤性能测试仪；压滤性能测试工艺条件：熔体温度为295℃、熔体计量泵泵前压力设定值为6.5MPa、熔体计量泵计量流量为38g/min；先将500g聚酯聚对苯二甲酸乙二醇酯从压滤性能测试仪中挤出，记录平衡压力为初始压力Ps，然后将4000g测试混合物从压滤性能测试仪中挤出，再将500g聚酯聚对苯二甲酸乙二醇酯从压滤性能测试仪中挤出，记录平衡压力为终止压力PT，最后按照公式:计算得出压滤值DF；聚酯色母粒总色差ΔECMC(2:1)，测试方法：取样间隔72小时的两个聚酯色母粒样品，将它们分别与聚酯切片按照质量比1:29混合均匀后纺制成规格为150D/36F的原液着色聚酯长丝，然后采用积分球式分光测色仪测试原液着色聚酯长丝的明度值L、饱和度值C和色调角值H，最后参照GB/T 8424.3-2001计算出色母粒的总色差ΔECMC(2:1)。测试结果见表1。
表1
由表1中的数据可知，采用本发明的连续生产聚酯色母粒的方法得到的聚酯色母粒的压滤值DF均不高于30kPa.cm2/g、总色差ΔECMC(2:1)均小于0.6，而且相比于采用传统熔融共混法制备的聚酯色母粒具有更低的压滤值和总色差，具有更高的着色剂粒子分散均匀度和颜色均匀性。
本发明实施例1和对比例1制备聚酯色母粒所采用相同的颜料蓝15:3添加量。但是实施例1中颜料蓝15:3以色浆的形式加入聚酯载体的低聚物中再经过熔融缩聚反应和固相缩聚反应得到聚酯色母粒；对比例1中颜料蓝15:3与聚酯载体通过高速混合机混合均匀后直接通过双螺杆挤出机熔融共混后挤出造粒得到聚酯色母粒。由于熔融共混法制备聚酯色母粒的过程中，着色剂在高粘聚酯载体熔体中的分散主要是依靠混合设备所提供的机械剪切力，从而难以实现着色剂粒子在聚酯载体熔体中的高均匀分散，使制备得到的聚酯色母粒中的着色剂分散粒径较大而且颜色均匀性较差。色浆的制备采用研磨机，在研磨机分散器的高速运转下，研磨机研磨介质将与固体的着色剂微粒之间产生强烈的碰撞、摩擦、剪切作用，从而实现着色剂在脂肪族二元醇中以小尺度高效均匀分散。色浆与作为着色剂载体的聚酯低聚物均匀混合后经熔融缩聚反应和固相缩聚反应得到着色剂粒子高度均匀分散的聚酯色母粒，有效减少聚酯色母粒连续生产过程中着色剂粒子的团聚，使聚酯色母粒具有更高的颜色均匀性。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (10)
1.一种连续生产聚酯色母粒的方法，其特征在于，包括下列步骤：
S1，将芳香族二元酸、脂肪族二元醇和催化剂配制成浆料，连续进行酯化反应，得到芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物；
S2，将脂肪族二元醇、着色剂配制成色浆预分散料，连续研磨得到色浆；
S3，调节芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物和色浆的温度并混合均匀，进行熔融缩聚反应，得到聚酯色母预聚物熔体；
S4，聚酯色母预聚物熔体进行切粒成型和结晶，得到预结晶的聚酯色母预聚物切片；
S5，聚酯色母预聚物切片进行固相缩聚反应，即得。
2.根据权利要求1所述的连续生产聚酯色母粒的方法，其特征在于，步骤S1中，芳香族二元酸与脂肪族二元醇的摩尔比为1:1.2～2.0，优选地，催化剂的用量为芳香族二元酸质量的0.004～0.4wt％；
优选地，芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物的酸值为5～40mgKOH/g。
3.根据权利要求1或2所述的连续生产聚酯色母粒的方法，其特征在于，步骤S2中，着色剂与脂肪族二元醇的质量比为10～60:40～90；优选地，色浆中着色剂粒子的平均粒径不高于0.5μm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的连续生产聚酯色母粒的方法，其特征在于，步骤S3中，色浆为芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物的质量的13～120％；优选地，聚酯色母预聚物熔体的特性粘度为0.1～0.5dL/g。
5.根据权利要求1-4任一项所述的连续生产聚酯色母粒的方法，其特征在于，步骤S1中，酯化反应的温度为220～280℃；
优选地，步骤S3中，芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物和色浆的温度经换热器调节至120～225℃；
优选地，步骤S3中，熔融缩聚反应的温度为230～300℃。
6.根据权利要求1-5任一项所述的连续生产聚酯色母粒的方法，其特征在于，在步骤S4中，对聚酯色母预聚物熔体进行切粒成型与结晶包括：将聚酯色母预聚物熔体切割成液滴并在50～98℃的水中冷却成型并结晶。
7.根据权利要求1-6任一项所述的连续生产聚酯色母粒的方法，其特征在于，聚酯色母预聚物切片在固相增粘系统中进行固相缩聚反应，包括结晶和固相缩聚反应；
优选地，结晶的温度为110～200℃，固相缩聚反应的温度为180～230℃。
8.根据权利要求1-7任一项所述的连续生产聚酯色母粒的方法，其特征在于，步骤S3的熔融缩聚反应在立式反应釜内进行，所述立式反应釜设有经控制阀连通的上室和下室，上室为利用气流进行搅拌的全混流反应器，全混流反应器的中部设有气体折流挡板，下室为平推流反应器，平推流反应器内设有平行设置的5～20层的降膜单元，芳香族二元酸脂肪族二元醇酯低聚物和色浆由上室进入下室。
9.一种聚酯色母粒，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的连续生产聚酯色母粒的方法制备得到。
10.根据权利要求9所述的聚酯色母粒，其特征在于，所述聚酯色母粒的特性粘度为0.3～1.0dL/g、压滤值DF不高于30kPa.cm2/g、总色差ΔECMC(2:1)不高于0.6。
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