CN111088547A - 一种熔体直纺制备pbt聚酯纤维的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，先以PTA、BD和PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系为主要原料采用三釜聚合工艺合成PBT聚酯熔体，再将PBT聚酯熔体经加热调节器输送至熔体直纺装置进行熔体直纺制得PBT聚酯纤维；PTA、BD和PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系共同加入酯化釜中；PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系主要由聚合度为5～30的PBT聚酯预聚体以及分散在PBT聚酯预聚体中的片状钛系聚酯催化剂和稳定剂组成。本发明通过采用聚合度为5～30的PBT聚酯预聚体包裹催化剂，有效避免了其团聚，使其具有较好的分散性；制备工艺简单，成本较低，应用前景良好。

Description

一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法
技术领域
本发明属于聚酯纤维技术领域，涉及一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法。
背景技术
目前，聚酯纤维的生产方法有两种，切片纺和熔体直纺。切片纺工艺，主要是通过将聚酯切片进行干燥、螺杆加热再熔融挤出至纺丝箱体进行纤维的生产，早期的聚酯纤维生产多采用这种方法，但是切片纺技术中存在能耗高、流程长、产品质量不稳定的缺点，近年来，切片纺逐渐被熔体直纺所取代。
聚对苯二甲酸丁二醇酯(简称PBT)具有优异的机械、耐化学腐蚀、易成型及低吸湿性能等，是一种综合性能优良的新型材料。PBT由于其本身的分子结构特点，弹性较好，纺丝所需的粘度较高；另外，由于PBT熔点远低于PET，且PBT熔体对热比较敏感，在熔体管道输送中发生热降解程度较大，导致熔体进入纺丝箱体后无法纺丝或纺出的纤维力学性能达不到要求，限制了PBT熔体直纺工艺的发展。不能通过PET熔体的输送方法进行输送。目前用于PBT长丝生产的熔体直纺装置主要包括依次相连的浆料配置罐、酯化釜、预缩聚釜、终缩聚釜、熔体过滤器和液相增粘反应器，熔体直纺的特点是采用通过熔体泵输送低粘度熔体至液相增粘反应器，再通过二次液相增粘使熔体粘度达到纺丝目的。这种熔体输送方案需要另加液相增粘装置，还需要对聚合釜进行改进。
为了解决PBT直纺过程中的热降解问题，有公司进行了大量的研究，如无锡兴盛新材料科技有限公司，通过醋化阶段采用更低负压及更长酯化停留时间，有效提高了酯化阶段酯化率，使得酯化率达99.2％以上：采用精准的管道输送控制工艺，提高熔体输送质量及效率，减少对纺丝性能的影响：最终生产的高品质PBT短纤，性能均一稳定、弹性好、成本低；也有公司通过建立PBT的熔体输送管道模型，结合PBT物性参数，利用计算机模拟PBT熔体的输送过程，得到PBT熔体在经过主要设备前后的熔体温度、压力、特性黏度的数值及其变化幅度，以此来进一步优化PBT熔体直纺工艺。
因此，亟待研究一种能不发生团聚、分散性好且可以稳定熔体粘度的钛系催化剂，进而用于熔体直纺制备PBT聚酯纤维。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术中PBT聚酯熔体直纺过程中在熔体管道输送中发生热降解无法纺丝的缺陷，通过在PBT聚酯预聚体中添加稳定剂，提供一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法。本发明采用聚合度为5～30的PBT聚酯预聚体包裹催化剂和稳定剂，PBT聚酯预聚体只会在预缩聚的较高温度下熔融而释放出钛系催化剂，因而能够避免可能发生的钛系催化剂的水解反应，又由于PBT聚酯预聚体与合成的PBT聚酯切片的中间体系有着本征的良好相容性，因此避免了其发生团聚，保证了催化剂的高分散性和高活性。同时由于PBT预聚体中包含的稳定剂在合成PBT熔体后仍然存在，因而能够有效的避免在熔体管道中的热降解。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，先以PTA、BD和PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系为主要原料采用三釜聚合工艺合成PBT聚酯熔体，再将PBT聚酯熔体经加热调节器输送至熔体直纺装置进行熔体直纺制得PBT聚酯纤维，PBT聚酯熔体经加热调节器后，粘度更高，端羧基含量更高；
PTA、BD和PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系共同加入酯化釜中；
PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系主要由聚合度为5～30的PBT聚酯预聚体以及分散在PBT聚酯预聚体中的片状钛系聚酯催化剂和稳定剂组成。
现有技术中制备PBT聚酯常用的催化剂是钛酸正丁酯，但是钛酸正丁酯易挥发且易水解，挥发物在釜顶部壁上集聚、水解、受热转变成组成主要为二氧化钛颗粒的垢，长时间累积的垢掉落到反应体系中会对反应和产物的性能造成不良影响，而且长时间使用后需要停产清洗，酯化反应过程中生成的水还会造成钛酸正丁酯的水解因而降效，同时在熔体管道输送中发生热降解程度较大，因而难以进行熔体直纺；
此外，采用传统三釜聚合工艺制备PBT聚酯时，催化剂由于分散性能不佳在加入反应釜之前往往容易发生团聚，导致影响催化活性，容易变质，为了避免催化剂团聚，一般采用的方法为通过引入一定比例的Si元素调控钛元素的催化活性，且设计颗粒尺寸为微米级，以抑制颗粒的团聚，然而这些方法存在以下问题：
1)因为在引入其他元素如Si元素的化合物时无疑会进一步增加固体催化剂的粒径，催化剂粒径较大，分散性不佳；2)为了改善固体类催化剂的分散效果，其表面改性等方法，工艺复杂，成本较高；3)其在合成PBT聚酯的高温下会发生大程度的水解反应而破坏催化剂的催化活性；
本发明通过采用聚合度为5～30的PBT聚酯预聚体包裹催化剂，有效避免了催化剂的团聚和挥发，解决了上述问题，PBT聚酯预聚体的熔点较高，在PBT聚酯合成过程中，其只会在较高温度下熔融而释放出催化剂，从而可避免其在运输或储存中过程中的二次团聚现象，同时本发明的PBT聚酯预聚体为制备PBT聚酯高聚物的中间体，其与高聚物合成的中间体系有着本征的良好相容性，因此其在PBT聚酯合成过程中能呈现出高分散性；
不同于传统的三釜聚合工艺中催化剂一般是在酯化反应结束后加入到预缩聚釜中的(主要原因是在高温的酯化反应及其生成水的作用下，易于水解而使得催化活性降低乃至丧失)，本发明的催化剂既可以在酯化反应前加入，也可以在酯化反应后加入，既能发挥酯化催化作用，也能发挥缩聚催化作用，主要原因是本发明的催化剂为片状钛系聚酯催化剂，其具有优良的耐水解性能，其表面包裹的聚合度为5～30的PBT聚酯预聚体能够在其加入聚合体系之前避免催化剂的团聚，解决分散性差的问题，同时能够在酯化反应过程中熔融，释放出催化剂，使其既能够发挥酯化催化作用，又能够发挥缩聚催化作用。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，具体步骤如下：
(1)将PTA、BD和PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系加入酯化釜中进行酯化反应得到酯化产物，酯化反应在氮气氛围下进行，压力为30～40KPa，温度为200～240℃，时间为100～120min；本发明酯化反应的温度较低，主要原因是在传质条件较好的前提下，本发明的片状钛系聚酯催化剂的高活性可以得到充分的发挥，酯化速度更快，因而所需的酯化反应温度也相对较低；
(2)将酯化产物输送到预缩聚釜中进行预缩聚反应得到预缩聚产物，预缩聚反应的压力为20～10KPa，温度为220～220℃，时间为20～20min；
(3)将预缩聚产物输送到终缩聚釜中进行终缩聚反应得到PBT聚酯熔体，终缩聚反应的压力为90～110Pa，温度为220～222℃，时间为120～180min；
(2)将PBT聚酯熔体经加热调节器输送至熔体直纺装置进行熔体直纺制得PBT聚酯纤维。
如上所述的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，步骤(1)中，PTA与BD的摩尔比为1:1.1～2.2，以钛元素的质量计，酯化反应过程中PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系中含有的片状钛系聚酯催化剂的加入量相当于PTA和BD的聚合产物理论质量的20～120ppm；传统工艺中，钛系催化剂因为分散剂的影响和不耐水解的问题，加入量相当于PTA和BD的聚合产物理论质量的120ppm左右，对比可以看出，本发明显著降低了催化剂的加入量，主要原因是所用的预聚体只会在较高温度下熔融而释放出钛系催化剂，因而能够减小乃至避免储存运输过程中含有的以及PBT聚酯酯化反应产生的水引起的钛系催化剂水解反应，同时减少分散剂对催化剂产生的不良影响；
步骤(3)中，PBT聚酯熔体的特性粘度为0.92～1.12dL/g，凝聚粒子(尺寸为12～20μm)为1.0～3.0个/mg，从PBT聚酯熔体中取样得到的PBT聚酯树脂的色度L值为82～90，b值为3.2～2.0；
步骤(2)中，加热调节器的温度为237～272℃，PBT聚酯熔体在加热调节器内停留的时间为10～20min，熔体直纺的工艺参数为：纺丝温度283～282℃，纺丝速度3700m/min，侧吹风温度22～30℃，侧吹风风速0.2～0.2m/s，牵伸倍率3.8～2.2；熔体的黏度降在0.01732～0.02081dL/g。
如上所述的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，所述PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系中片状钛系聚酯催化剂和稳定剂的质量含量分别为0.2～20wt％和2～12wt％。
如上所述的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，所述片状钛系聚酯催化剂的结构通式为Tix(ORO)y(OOC6C4H4COO)zH4，其中R为C2～C4的烷基，z≥1，y+z＝2x+2，x＝4，片状钛系聚酯催化剂的形貌为片层结构，片层厚度在100～200nm之间；
所述片状钛系聚酯催化剂的制备方法为：以对苯二甲酸或对苯二甲酸酯、钛酸酯和二元脂肪醇为原料，在温度为110～260℃且压力为0.1～10KPa的条件下分阶段进行反应，具体包括在温度为150～245℃的条件下控温反应0.5～2.0h后，升温至200～260℃继续反应，在酯化或酯交换程度达到70％～90％时终止反应，趁热过滤，所得固体产物经粉碎研磨制得片状钛系聚酯催化剂；
所述对苯二甲酸酯为对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯、对苯二甲酸双羟乙酯、对苯二甲酸双羟丙酯或对苯二甲酸双羟丁酯；所述钛酸酯为钛酸正丁酯、钛酸四异丙酯或钛酸乙酯；所述二元脂肪醇为1,4-丁二醇；
所述稳定剂为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三异丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、磷酸三丙辛酯、磷酸和亚磷酸中的一种以上。
如上所述的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系的制备方法为：将聚合度为5～30的固态PBT聚酯预聚体与片状钛系聚酯催化剂和稳定剂熔融共混后冷却制得PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系，其中，熔融共混的温度为100～270℃，时间为1.5～6h。
如上所述的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系的制备方法为：向聚合度为5～30的PBT聚酯预聚体熔体中加入添加剂或添加剂的1,4-丁二醇分散液后，经搅拌均匀和冷却制得PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系，其中，所述添加剂为片状钛系聚酯催化剂和稳定剂，片状钛系聚酯催化剂和稳定剂可以都采用直接加入的方式，也可以都采用在二元醇中分散后再加入的方式，还可以部分采用直接加入的方式，部分采用在二元醇中分散后再加入的方式，上述加入方式都在本发明的保护范围内，采用在二元醇中分散后再加入的方式时，当PBT聚酯预聚体与二元醇的质量比比值>1时，最终产品呈固态；当PBT聚酯预聚体与二元醇的质量比比值在0.5～1之间时，最终产品呈浆状；所述添加剂的1,4-丁二醇分散液的质量浓度为30～70wt％。
如上所述的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系的制备方法为：将A、B和C混合均匀后经酯化反应、预缩聚反应和冷却制得PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系，其中，A为二元酸或二元酸酯，B为1,4-丁二醇，C为添加剂或添加剂的二元醇分散液，添加剂为片状钛系聚酯催化剂和稳定剂；片状钛系聚酯催化剂和稳定剂可以采用直接加入的方式，也可以采用在二元醇中分散后再加入接着补齐剩余的二元醇的方式，还可以部分采用直接加入的方式，部分采用在二元醇中分散后再加入的方式，都在本发明的保护范围内。现有技术中的PBT聚酯合成过程中钛系催化剂和稳定剂在酯化反应前加入，其会经历温度、压力等体系环境的变化，有可能会相互之间或者与制备PBT聚酯的反应单体之间发生物理化学反应，从而引起其催化活性的变化。本发明先将片状钛系聚酯催化剂和稳定剂在预聚体的合成过程中引入制得PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系，再将其引入PBT聚酯的反应体系中，由于预聚体的合成工艺类似于PBT聚酯合成的酯化和缩聚反应，经预聚体的酯化和预缩聚反应后，PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系的催化活性和效率可进一步提高；所述酯化反应在氮气氛围下进行，压力为0.1～9KPa，温度为160～260℃，时间为3～4h；所述预缩聚反应的压力为105～7KPa，温度为260～265℃，时间为10～30min。
如上所述的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，B和C中的二元醇的摩尔量之和与A的摩尔比为1～2:1，B和C中的二元醇的摩尔量之和与A的摩尔比比值在1～1.5之间时，最终产品呈固态；B和C中的二元醇的摩尔量之和与A的摩尔比比值大于1.5时，最终产品呈浆状；B与所述添加剂的二元醇分散液中的二元醇相同，所述添加剂的二元醇分散液的质量浓度为35～70wt％，片状钛系聚酯催化剂的质量占B和C中的二元醇的质量之和的10～20％。
如上所述的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，所述二元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸或间苯二甲酸-5-磺酸钠，所述二元酸酯为对苯二甲酸二甲酯。
有益效果：
(1)本发明的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，通过采用聚合度为5～30的PBT聚酯预聚体包裹催化剂，提高了催化剂的耐水解性能，有效避免了其团聚，使其具有较好的分散性；
(2)本发明的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，催化剂既可以在酯化反应前加入，也可以在酯化反应后加入，既能发挥酯化催化作用，也能发挥缩聚催化作用；
(3)本发明的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，工艺简单，成本较低，应用前景良好。
附图说明
图1为本发明实施例7的PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系的WXRD图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种片状钛系聚酯催化剂的制备方法，将摩尔比为1:1.5:0.01的对苯二甲酸、乙二醇和钛酸正丁酯混合后，在温度为150℃且压力为0.01MPa的条件下反应0.5h后，升温至200℃继续反应至酯化程度达到70％时终止反应，趁热过滤，再经粉碎研磨制得平均粒径为0.5μm的片状钛系聚酯催化剂。
实施例2～6
一种片状钛系聚酯催化剂的制备方法，将摩尔比为AT的BT、CT和DT混合后，在温度为ET且压力为FT的条件下反应GT后，升温至HT继续反应至酯化程度达到IT时终止反应，趁热过滤，再经粉碎研磨制得平均粒径为JT的片状钛系聚酯催化剂。
Figure BDA0002350723890000061
实施例7
一种PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系的制备方法，首先向聚合度为5～8的PBT聚酯预聚体熔体中加入质量浓度为30wt％的片状钛系聚酯催化剂的1,4-丁二醇分散液，然后经搅拌均匀和冷却制得PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系，其中，片状钛系聚酯催化剂由实施例1制得，PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系体中片状钛系聚酯催化剂的质量含量为20wt％；将该PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系进行WXRD测试，其测试结果如图1所示。
实施例8～12
一种PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系的制备方法，首先向聚合度为AN的PBT聚酯预聚体熔体中加入BN，然后经搅拌均匀和冷却制得PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系，其中，BN包含添加剂，添加剂为钛系催化剂、稳定剂和调色剂，PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系体中钛系催化剂和稳定剂的质量含量为CN和DN。
Figure BDA0002350723890000071
实施例13
一种PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系的制备方法，将聚合度为25～30的固态PBT聚酯预聚体与片状钛系聚酯催化剂(催化剂)和磷酸三异丙酯(稳定剂)在150℃的温度下熔融共混2h后冷却和粉碎制得PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系，其中，片状钛系聚酯催化剂由实施例2制得，PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系中片状钛系聚酯催化剂和磷酸三异丙酯的质量含量分别为18wt％和5wt％。
实施例14～19
一种PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系的制备方法，将聚合度为AS的固态PBT聚酯预聚体与钛系催化剂和稳定剂在BS的温度下熔融共混CS后冷却和粉碎制得固态PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系，其中，PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系中钛系催化剂、和稳定剂的质量含量分别为DS和ES。
Figure BDA0002350723890000072
Figure BDA0002350723890000081
实施例20～24
一种PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系的制备方法，将A、B和C混合均匀后经酯化反应、预缩聚反应和冷却制得PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系，A为二元酸(对苯二甲酸、间苯二甲酸或间苯二甲酸-5-磺酸钠)或二元酸酯(对苯二甲酸二甲酯)，B为1,4-丁二醇，C为添加剂或添加剂的二元醇分散液，添加剂为钛系催化剂和稳定剂，B和C中的二元醇的摩尔量之和与A的摩尔比为1～2:1，B与添加剂的二元醇分散液中的二元醇相同，添加剂的二元醇分散液的质量浓度为35～70wt％，钛系催化剂的质量占B和C中的二元醇的质量之和的10～20％(D)，酯化反应在氮气氛围下进行，压力为0.1～9KPa，温度为160～260℃(温度逐步升高)，时间为3～4h，预缩聚反应的压力为105～7KPa(压力逐步降低)，温度为260～265℃，时间为10～30min，PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系中钛系催化剂和稳定剂的质量含量分别为0.5～20wt％(E)和5～15wt％(F)。
Figure BDA0002350723890000082
Figure BDA0002350723890000091
实施例25～42
采用实施例X制得的聚酯钛系催化剂复合材料体系进行熔体直纺制备PBT聚酯纤维，具体步骤如下：
(1)将PTA、BD和PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系加入酯化釜中进行酯化反应得到酯化产物，酯化反应在氮气氛围下进行，压力(P3)为30～40KPa，温度(T3)为200～240℃，时间(t3)为100～120min；其中，PTA与BD的摩尔比(摩尔比1)为1:1.1～2.5，以钛元素的质量计，酯化反应过程中PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系中含有的片状钛系聚酯催化剂的加入量(加入量1)相当于PTA和BD的聚合产物理论质量的50～150ppm；
(2)将酯化产物输送到预缩聚釜中进行预缩聚反应得到预缩聚产物，预缩聚反应的压力(P4)为20～10KPa，温度(T4)为240～250℃，时间(t4)为40～50min；
(3)将预缩聚产物输送到终缩聚釜中进行终缩聚反应得到PBT聚酯熔体，终缩聚反应的压力(P5)为90～110Pa，温度(T5)为250～264℃，时间(t5)为160～180min；其中，PBT聚酯熔体的特性粘度(粘度)为0.95～1.15dL/g，凝聚粒子(尺寸为15～20μm)为1.0～3.0个/mg，PBT聚酯树脂的色度L值为86～90，b值为3.5～5.0；
(4)将PBT聚酯熔体经加热调节器输送至熔体直纺装置进行熔体直纺制得PBT聚酯纤维；其中，加热调节器的温度(T6)为237～272℃，PBT聚酯熔体在加热调节器内停留的时间(t6)为10～40min，熔体直纺的工艺参数为：纺丝温度(T7)283～285℃，纺丝速度(v1)3700m/min，侧吹风温度(T7)25～30℃，侧吹风风速(v2)0.2～0.4m/s，牵伸倍率(a)3.8～4.2；熔体的黏度降在0.01734～0.02081dL/g；
实施例25～42对应的参数具体如下表1-2所示。
实施例43
三釜熔体直纺制备钛基聚酯短纤的方法，其步骤与实施例25基本相同，不同之处在于将步骤(1)中的聚酯钛系催化剂复合材料体系及其加入量改为在步骤(2)中加入，其具体的参数见表2。
表1实施例25～33对应的参数
Figure BDA0002350723890000101
Figure BDA0002350723890000111
表2实施例34～43对应的参数
Figure BDA0002350723890000112
Figure BDA0002350723890000121
对比例1
一种钛基聚酯短纤，其制备方法基本同实施例25，不同之处在于，聚酯合成过程中采用的催化剂为实施例1制得的片状钛系聚酯催化剂，而不是实施例7制得的聚酯钛系催化剂复合材料体系，其在步骤(3)中制得的聚酯熔体在得到相同粘度时，该熔体的L值为80，缩聚时间为200min；
将实施例25与对比例1相比较可以看出，由于本发明的聚酯预聚体为制备聚酯熔体的中间体，其与合成的聚酯熔体的中间体系有着本征的良好相容性，其包裹片状钛系聚酯催化剂后有效避免了片状钛系聚酯催化剂发生团聚，保证了聚酯催化剂的高分散性和高活性，加速了反应的进程，因此，实施例25和对比例1在相同的反应条件下，反应效率更高，在得到相同粘度时，缩聚时间缩短，同时因为提高了催化剂的分散性，降低了催化剂的团聚，使得该熔体的L值提高。

Claims (10)

1.一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，其特征是：先以PTA、BD和PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系为主要原料采用三釜聚合工艺合成PBT聚酯熔体，再将PBT聚酯熔体经加热调节器输送至熔体直纺装置进行熔体直纺制得PBT聚酯纤维；
PTA、BD和PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系共同加入酯化釜中；
PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系主要由聚合度为5～30的PBT聚酯预聚体以及分散在PBT聚酯预聚体中的片状钛系聚酯催化剂和稳定剂组成。
2.根据权利要求1所述的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将PTA、BD和PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系加入酯化釜中进行酯化反应得到酯化产物，酯化反应在氮气氛围下进行，压力为30～40KPa，温度为200～240℃，时间为100～120min；
(2)将酯化产物输送到预缩聚釜中进行预缩聚反应得到预缩聚产物，预缩聚反应的压力为20～10KPa，温度为240～250℃，时间为40～50min；
(3)将预缩聚产物输送到终缩聚釜中进行终缩聚反应得到PBT聚酯熔体，终缩聚反应的压力为90～110Pa，温度为250～264℃，时间为160～180min；
(4)将PBT聚酯熔体经加热调节器输送至熔体直纺装置进行熔体直纺制得PBT聚酯纤维。
3.根据权利要求2所述的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，其特征在于，步骤(1)中，PTA与BD的摩尔比为1:1.1～2.5，以钛元素的质量计，酯化反应过程中PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系中含有的片状钛系聚酯催化剂的加入量相当于PTA和BD的聚合产物理论质量的50～150ppm；
步骤(3)中，PBT聚酯熔体的特性粘度为0.95～1.15dL/g，凝聚粒子为1.0～3.0个/mg，PBT聚酯树脂的色度L值为86～90，b值为3.5～5.0；
步骤(4)中，加热调节器的温度为237～272℃，PBT聚酯熔体在加热调节器内停留的时间为10～40min，熔体直纺的工艺参数为：纺丝温度283～285℃，纺丝速度3700m/min，侧吹风温度25～30℃，侧吹风风速0.2～0.4m/s，牵伸倍率3.8～4.2；熔体的黏度降在0.01734～0.02081dL/g。
4.根据权利要求1所述的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，其特征在于，所述PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系中片状钛系聚酯催化剂和稳定剂的质量含量分别为0.5～20wt％和5～15wt％。
5.根据权利要求4所述的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，其特征在于，所述片状钛系聚酯催化剂的结构通式为Tix(ORO)y(OOC6C4H4COO)zH4，其中R为C2～C4的烷基，z≥1，y+z＝2x+2，x＝4，片状钛系聚酯催化剂的形貌为片层结构；
所述稳定剂为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三异丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、磷酸三丙辛酯、磷酸和亚磷酸中的一种以上。
6.根据权利要求5所述的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，其特征在于，PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系的制备方法为：将聚合度为5～30的固态PBT聚酯预聚体与片状钛系聚酯催化剂和稳定剂熔融共混后冷却制得PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系，其中，熔融共混的温度为100～270℃，时间为1.5～6h。
7.根据权利要求5所述的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，其特征在于，PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系的制备方法为：向聚合度为5～30的PBT聚酯预聚体熔体中加入添加剂或添加剂的1,4-丁二醇分散液后，经搅拌均匀和冷却制得PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系，其中，所述添加剂为片状钛系聚酯催化剂和稳定剂，所述添加剂的1,4-丁二醇分散液的质量浓度为30～70wt％。
8.根据权利要求5所述的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，其特征在于，PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系的制备方法为：将A、B和C混合均匀后经酯化反应、预缩聚反应和冷却制得PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系，其中，A为二元酸或二元酸酯，B为1,4-丁二醇，C为添加剂或添加剂的二元醇分散液，添加剂为片状钛系聚酯催化剂和稳定剂；所述酯化反应在氮气氛围下进行，压力为0.1～9KPa，温度为160～260℃，时间为3～4h；所述预缩聚反应的压力为105～7KPa，温度为260～265℃，时间为10～30min。
9.根据权利要求8所述的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，其特征在于，B和C中的二元醇的摩尔量之和与A的摩尔比为1～2:1，B与所述添加剂的二元醇分散液中的二元醇相同，所述添加剂的二元醇分散液的质量浓度为35～70wt％，片状钛系聚酯催化剂的质量占B和C中的二元醇的质量之和的10～20％。
10.根据权利要求8所述的一种熔体直纺制备PBT聚酯纤维的方法，其特征在于，所述二元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸或间苯二甲酸-5-磺酸钠，所述二元酸酯为对苯二甲酸二甲酯。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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振峰: "《涤纶短纤维生产》", 30 June 1991, 东南大学出版社 第1版 *

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