CN111499853B - 一种阳离子可染pet及由其制得的复合弹性纤维 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种阳离子可染PET及由其制得的复合弹性纤维。阳离子可染PET的制备方法包括：将二氧化钛、对苯二甲酸与乙二醇混合后打浆，以获得浆液；对浆液分别进行酯化和预缩聚，向预缩聚产物中加入间苯二甲酸双羟丙酯‑5‑磺酸钠，进行初步熔融共混，获得阳离子可染PET的初产物；对阳离子可染PET的初产物进行固相增粘处理，得到阳离子可染PET。阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维是由阳离子可染PET与PTT经熔融复合纺丝制备得到的。本发明提供的技术方案有效解决了目前PET纤维全消光与深染难统一的问题，制备得到的产品性能好，附加值高，工艺实现容易，利于规模化生产，在服用，家纺等弹性面料具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种阳离子可染PET及由其制得的复合弹性纤维，属于纤维成形加工领域。
背景技术
化纤是纺织领域重要的原材料。中国是化纤大国，从化纤的产量来说，2015年中国化纤产能达到了4000万吨以上，其中聚酯纤维占到了化纤总产量的70％。提升聚酯纤维的差别化、功能化水平直接关系了聚酯产品的升级。舒适性改性是聚酯纤维差别化、功能化的发展趋势，其中光泽和染色性能是舒适性聚酯纤维产品的基础。
目前在PET纤维制备过程中由于添加的间苯二甲酸磺酸钠与乙二醇在高温下二氧化钛的催化作用下出现的磺酸基团与乙二醇的催化降解，不仅影响PET的产品颜色，同时还使酯交换催化剂失活，使PET的分子量增加困难。
CN103183817A公开了一种改性PTT共聚酯及其制备方法和应用，CN103724605A公开了一种阻燃抗静电PTT聚酯的连续聚合制备方法及制备的聚酯，CN104031251A公开了一种阳离子染料易染、抗静电的PTT共聚物的连续聚合制备方法，这些均无法解决高温条件下二氧化钛具有催化活性导致引入的功能改性组分磺酸基团发生催化降解的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种阳离子可染PET及由其制得的复合弹性纤维，有效实现了PET纤维全消光与深染的统一，制备得到的产品性能好，附加值高，工艺实现容易，利于规模化生产，在服用、家纺等弹性面料具有广泛的应用前景。
为达到上述目的，本发明提供了一种阳离子可染PET的制备方法，该方法包括以下步骤：
将二氧化钛，对苯二甲酸与乙二醇混合后打浆，以获得浆液；
对所述浆液进行酯化反应，以获得酯化产物；
对所述酯化产物进行预缩聚反应，以获得预缩聚产物；
向所述预缩聚产物中加入间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠，进行初步熔融共混，获得阳离子可染PET的初产物；
对所述阳离子可染PET的初产物进行固相增粘处理，得到阳离子可染PET。
现有技术在制备PET过程中容易出现基团催化降解，不仅影响PET的产品颜色，同时还容易引起酯交换催化剂失活，使PET的分子量增加困难，导致目前难以制备出具有易染和深染性能的PET纤维。本发明提供的技术方案在PET聚合过程中，以原位打浆技术实现了无机粉体二氧化钛消光剂的均匀分散添加，克服了无机粉体的难以分散的问题，尤其解决了在高温共缩聚过程中，由于无机粉体的高比表面积而导致的易于团聚出现无机粉体的过渡团聚、沉降等问题；同时利于终缩聚后期加入深染改性剂间苯二甲酸磺酸钠，进行初步的混合，然后通过低温固相增粘处理进行酯交换反应，实现了PET切片的增粘和扩链，有效解决了现有技术出现的相关问题。
在上述方法中，对所述阳离子可染PET的初产物进行固相增粘处理，不仅能够把小分子、间苯二甲酸磺酸钠接在分子链段上，防止小分子迁移析出，而且能够提高聚酯的分子链，利于纺丝。
在上述方法中，优选地，所述阳离子可染PET的初产物的特性粘度为0.20-0.25dL/g。
在上述方法中，优选地，所述间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠的制备包括以下过程：将由间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠与1,3-丙二醇按照摩尔比为1:(10-20)的比例，在150-200℃下反应100-240min，得到间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠。
本发明提供的技术方案在PET完成酯化后添加间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠作为阳离子染色改性剂，间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠是由间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠与1,3-丙二醇经酯化反应得到，改性剂两端由1,3-丙二醇进行封端，形成丙二醇-间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠-丙二醇结构，可以与PET酯化物进行共聚合，分子链中含有乙二醇、丙二醇不同类别的二元醇结构形成的共聚酯兼有PET与PTT的特性。
在上述方法中，优选地，所述二氧化钛在所述浆液中的质量分数为1.0-2.0％。
在上述方法中，优选地，所述对苯二甲酸与所述乙二醇的摩尔比为1:(1.10-1.25)。
在上述方法中，优选地，所述间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠与所述对苯二甲酸的摩尔比为(0.01-0.1):1。本发明提供的技术方案将阳离子易染深染改性剂的引入比例控制在这一范围内，有效避免了PET共聚体系中由于二氧化钛等无机添加剂本身的高活性作用，催化PET产生副反应，导致PET难以发生分子量增长的过程。
在上述方法中，优选地，将二氧化钛、对苯二甲酸与乙二醇混合后打浆的步骤包括以下过程：将二氧化钛、对苯二甲酸与乙二醇在100-120℃下进行搅拌混合，在10min内使搅拌转速由500r/min增加到1500r/min，然后在1500r/min下保持45min，完成打浆，制备得到浆液。
在上述方法中，优选地，所述酯化反应包括以下操作：以氮气为保护气，控制酯化压力为0.40-0.50MPa，酯化温度为235-255℃，酯化时间为2.0-4.0h；当出水量达到理论出水量的90％时，再在255-265℃、常压条件下酯化1.0-2.0h，得到酯化产物。PTA与乙二醇进行酯化反应，酯化反应过程中生成酯化物，其会产生水分，然后理论100％酯化反应生成的水为理论出水量。实际酯化过程产生的水与理论出水的比值就是控制值，本发明提供的技术方案将出水量控制为理论出水量的90％，有利于后期的缩聚以及固相增黏工艺。
在上述方法中，优选地，所述预缩聚反应包括以下操作：控制预缩聚的温度为270-285℃，预缩聚的真空度为100-500Pa，预缩聚的时间为1.0-2.5h。
在上述方法中，优选地，进行初步熔融共混时包括以下操作：以氮气为保护气，向所述预缩聚产物中加入间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠进行初步熔融共混，控制初步熔融共混的温度为250-255℃，初步熔融共混的时间为15-30min，得到阳离子可染PET的初产物。
在上述方法中，优选地，对所述阳离子可染PET的初产物进行固相增粘处理时，先进行第一步固相增粘处理，然后进行第二步固相增粘处理；其中，
所述第一步固相增粘处理包括以下操作：以氮气为吹扫气，所述吹扫气的流量为10-100L/h；控制固相增粘的温度为200-220℃，时间为36-48h，真空度为1000-5000Pa；
所述第二步固相增粘处理包括以下操作：以氮气为吹扫气，所述吹扫气的流量为5-20L/h；控制固相增粘的温度为165-180℃，时间为36-48h，真空度为50-100Pa。
本发明提供的技术方案通过采用初步的缩聚反应，然后利用固相增粘的方法(以第一步高温低真空度固相增黏，第二步低温高真空度固相增黏制备到阳离子可染PET)，在较低的温度下(即本发明提供的固相增粘温度)，避免了高温条件PET缩聚时副反应的发生，同时利用固相增粘过程的酯交换反应，使PET的分子量增加，同时控制增粘过程中的真空度，去除酯交换过程中小分子，提高了固相增粘的反应速率及产品的品质，同时也避免了可能存在的副反应降低增粘后PET的分子量的问题。除此之外，本发明提供的技术方案在不使用酯交换催化剂的前提下，利用低温的固相增粘过程，有效实现了间苯二甲酸磺酸钠与消光剂二氧化钛的添加。
本发明还提供了一种由上述方法制备得到的阳离子可染PET，在所述阳离子可染PET中，二氧化钛的质量分数为1.5-3.0％。
本发明还提供了一种阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维，其是由上述阳离子可染PET与PTT经熔融复合纺丝制备得到的。其中，所述PTT可以是本领域中的常规PTT。
在上述阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维中，优选地，所述阳离子可染PET与所述PTT的质量之比为(40:60)-(60:40)。
在上述阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维中，优选地，所述阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维的强度≥3.0cN/dtex，弹性回复率≥90％。
在上述阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维中，优选地，所述阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维的沸水收缩率为5-10％，常压沸染时，上染率≥90％，染色等级≥4.0级。
本发明另外还提供了一种制备上述阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维的方法，其包括以下步骤：
将阳离子可染PET与PTT分别经螺杆熔融挤出，然后通过复合熔融纺丝组件成形，制备得到阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维。
在上述方法中，优选地，所述阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维包括复合弹性POY纤维和/或复合弹性DTY纤维；其中，
所述复合弹性POY纤维的制备流程可以包括：分别制备阳离子可染PET熔体和PTT熔体——进入纺丝箱体——进入纺丝组件——冷却固化——卷绕成形；其中，
进入纺丝箱体阶段，PET纺丝箱体的温度为250-320℃，PTT纺丝箱体的温度为200-300℃，公共箱体的温度为250-320℃；在箱体内计量泵的计量下，PET、PTT进入纺丝组件进行组分的复合；
冷却固化阶段，冷却吹风的温度为10-50℃，风速为0.1-1.5m/s，相对湿度为55-95％；
卷绕成形阶段，先经第一导丝盘(也称之为GR1辊)，速度为2500-3500m/min，再经第二导丝盘(也称之为GR2辊)，速度为2500-3500m/min，卷绕速度为2500-3500m/min；最终制备得到复合弹性POY纤维；
所述复合弹性DTY纤维的制备流程包括：
将所述复合弹性POY纤维(复合弹性POY纤维是制备复合弹性DTY纤维的前道原料)经过拉伸、假捻、定型、上油和卷绕，制备得到复合弹性DTY纤维。
本发明的有益效果：
1)本发明提供的技术方案以原位打浆技术实现了无机粉体二氧化钛消光剂的均匀分散添加，克服了无机粉体的难以分散的问题，尤其是在高温共缩聚过程中，由于无机粉体的高比表面积，导致易于团聚出现无机粉体的过渡团聚、沉降等问题，从而影响PET共聚酯的品质。
2)本发明提供的技术方案实现了阳离子易染深染改性剂间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠在阳离子可染PET共聚酯中的高比例添加，避免了PET共聚体系中由于二氧化钛等无机添加剂本身的高活性作用，催化PET产生副反应，导致PET难以发生分子量增长的过程。
3)本发明提供的技术方案在PET完成酯化后添加间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠作为阳离子染色改性剂，间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠是由间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠与1,3-丙二醇经酯化反应得到，改性剂两端由1,3-丙二醇进行封端，形成丙二醇-间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠-丙二醇结构，可以与PET酯化物进行共聚合，分子链中含有乙二醇、丙二醇不同类别的二元醇结构形成的共聚酯兼有PET与PTT的特性。
4)本发明提供的技术方案通过采用初步的缩聚反应，然后利用固相增粘的方法，在较低的温度下，避免了高温条件PET缩聚时副反应的发生，同时利用固相增粘过程的酯交换反应，使PET的分子量增加，同时控制增粘过程中的真空度，去除酯交换过程中小分子，提高了固相增粘的反应速率及产品的品质，同时也避免了可能存在的副反应降低增粘后PET的分子量的问题。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
本发明提供的技术方案中的技术术语的解释如下：
PET：聚对苯二甲酸乙二酯；
PTT：聚对苯二甲酸丙二醇酯；
POY：预取向丝(也称之为预牵伸丝)；
DTY：拉伸变形丝(也称之为低弹丝)。
实施例1
本实施例提供了一种阳离子可染PET的制备方法，其包括以下步骤：
将二氧化钛、对苯二甲酸与乙二醇置于打浆釜中，在100℃下进行搅拌混合，在10min内使搅拌转速由500r/min增加到1500r/min，然后在1500r/min保持45min，完成打浆，制备得到浆液；其中，二氧化钛在浆液中的质量分数为1.0％，对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.10。
以氮气为保护气，对浆液进行酯化，控制酯化压力为0.40MPa，酯化温度为235℃，酯化时间为2.0h，当出水量达到理论出水量的90％时，再在255℃、常压条件下酯化1.0h，酯化结束，制备得到酯化产物。
对酯化产物进行预缩聚反应，控制预缩聚的温度为270℃，预缩聚的真空度为100Pa，预缩聚的时间为1.0h，预缩聚结束后，制备得到预缩聚产物。
向预缩聚产物中加入间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠，然后以氮气为保护气，进行初步熔融共混，控制初步熔融共混的温度为255℃，初步熔融共混的时间15min，制备得到阳离子可染PET的初产物(该阳离子可染PET的初产物的特性粘度约为0.25dL/g)；其中，间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠与对苯二甲酸的摩尔比为0.01:1，间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠是由间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠与1,3-丙二醇按照摩尔比为1:10的比例，在200℃下反应100min得到的。
对阳离子可染PET的初产物先进行第一步固相增粘处理，然后进行第二步固相增粘处理，得到阳离子可染PET；其中，
第一步固相增粘的操作包括：以氮气为吹扫气，吹扫气的流量为10L/h，控制固相增粘的温度为220℃，固相增粘的时间为36h，固相增粘的真空度为5000Pa；
第二步固相增粘的操作包括：以氮气为吹扫气，吹扫气流量为5L/h，控制固相增粘的温度为165℃，固相增粘的时间为36h，固相增粘真空度为100Pa。
在本实施例提供的阳离子可染PET中二氧化钛的质量分数为1.5％。
实施例2
本实施例提供了一种阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维的制备方法，其包括以下步骤：
将实施例1提供的阳离子可染PET与常规PTT分别经螺杆熔融挤出，然后通过复合熔融纺丝组件成形，制备得到阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维，该PET/PTT复合弹性纤维中，常规PTT与阳离子可染PET的质量比为40:60。
在制备PET/PTT复合弹性纤维时，可以将其制成复合弹性POY纤维或复合弹性DTY纤维；其中，
复合弹性POY纤维的制备流程包括：分别制备阳离子可染PET熔体和PTT熔体——进入纺丝箱体——进入纺丝组件——冷却固化——卷绕成形；
熔体进入纺丝箱体阶段，控制PET纺丝箱体的温度为280℃，PTT纺丝箱体的温度为240℃，公共箱体的温度为290℃，在箱体内的计量泵的精确计量下，PET、PTT进入纺丝组件进行组分的复合；
冷却固化阶段，控制冷却吹风的温度为25℃，风速为0.5m/s，相对湿度为55％；
卷绕成形阶段，先经第一导丝盘，速度为3000m/min，再经第二导丝盘，速度为3500m/min，卷绕速度为3500m/min；最终制备得到复合弹性POY纤维。
复合弹性DTY纤维的制备过程如下：
将上述POY复合纤维经过拉伸、假捻、定型、上油和卷绕过程，制备得到复合弹性DTY纤维。
本实施例提供的阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维为全消光深染PTT/PET复合弹性纤维，其强度为3.5cN/dtex，弹性回复率为90％(测试方法参照GB/T 6506-2001《合成纤维变形丝卷曲性能试验方法》，沸水收缩率为5％(测试方法参照GB/T6505-2008《化学纤维长丝热收缩率试验方法》)。
将本实施例提供的阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维进行常压沸染时，上染率为90％，染色等级为4级(染色等级的测试方法参照：涤纶长丝染色均匀度试验方法GB/T6508-2001)。
实施例3
本实施例提供了一种阳离子可染PET的制备方法，其包括以下步骤：
将二氧化钛，对苯二甲酸与乙二醇置于打浆釜中，在110℃条件下进行搅拌混合，在10min内使搅拌转速由500r/min增加到1500r/min，然后在1500r/min保持45min，完成打浆，制备得到浆液；其中，二氧化钛在浆液中的质量分数为1.5％，对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.20。
以氮气为保护气，对浆液进行酯化，控制酯化压力为0.45MPa，酯化温度为245℃，酯化时间为3.0h，当出水量达到理论出水量的90％时，再在260℃、常压条件下酯化1.5h，酯化结束，制备得到酯化产物。
对酯化产物进行预缩聚反应，控制预缩聚的温度为275℃，预缩聚的真空度为250Pa，预缩聚的时间为1.5h，预缩聚结束后，制备得到预缩聚产物。
向预缩聚产物中加入间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠，然后以氮气为保护气，进行初步熔融共混，控制初步熔融共混的温度为252℃，初步熔融共混的时间20min，制备得到阳离子可染PET的初产物(该阳离子可染PET的初产物的特性粘度为0.22dL/g)；其中，间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠与对苯二甲酸的摩尔比为0.05:1，间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠是由间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠与1,3-丙二醇按照摩尔比为1:20的比例，在150℃下反应240min得到的。
对阳离子可染PET的初产物先进行第一步固相增粘处理，然后进行第二步固相增粘处理，得到阳离子可染PET；其中，
第一步固相增粘的操作包括：以氮气为吹扫气，吹扫气的流量为50L/h，控制固相增粘的温度为210℃，固相增粘的时间为40h，固相增粘的真空度为3000Pa；
第二步固相增粘的操作包括：以氮气为吹扫气，吹扫气流量为10L/h，控制固相增粘的温度为170℃，固相增粘的时间为45h，固相增粘真空度为75Pa。
在本实施例提供的阳离子可染PET中二氧化钛的质量分数为2.0％。
实施例4
本实施例提供了一种阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维的制备方法，其包括以下步骤：
将实施例3提供的阳离子可染PET与常规PTT分别经螺杆熔融挤出，然后通过复合熔融纺丝组件成形，制备得到阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维，该PET/PTT复合弹性纤维中，常规PTT与阳离子可染PET的质量比为50:50。
在制备阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维时，可以将其制成复合弹性POY纤维或复合弹性DTY纤维；其中，
复合弹性POY纤维的制备流程包括：分别制备阳离子可染PET熔体和PTT熔体——进入纺丝箱体——进入纺丝组件——冷却固化——卷绕成形；
熔体进入纺丝箱体阶段，控制PET纺丝箱体的温度为290℃，PTT纺丝箱体的温度为250℃，公共箱体的温度为300℃，在箱体内的计量泵的精确计量下，PET、PTT进入纺丝组件进行组分的复合；
冷却固化阶段，控制冷却吹风的温度为30℃，风速为1.0m/s，相对湿度为65％；
卷绕成形阶段，先经第一导丝盘，速度为2500m/min，再经第二导丝盘，速度为2600m/min，卷绕速度为2650m/min；最终制备得到复合弹性POY纤维。
复合弹性DTY纤维的制备过程如下：
将上述POY复合纤维经过拉伸、假捻、定型、上油和卷绕过程，制备得到复合弹性DTY纤维。
本实施例提供的阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维为全消光深染PTT/PET复合弹性纤维，其强度为3.2cN/dtex，弹性回复率为90％，沸水收缩率为7.5％。
将本实施例提供的阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维进行常压沸染时，上染率为92％，染色等级为4.5级(染色等级的测试方法参照：涤纶长丝染色均匀度试验方法GB/T6508-2001)。
实施例5
本实施例提供了一种阳离子可染PET的制备方法，其包括以下步骤：
将二氧化钛，对苯二甲酸与乙二醇置于打浆釜中，在120℃条件下进行搅拌混合，在10min内使搅拌转速由500r/min增加到1500r/min，然后在1500r/min保持45min，完成打浆，制备得到浆液；其中，二氧化钛在浆液中的质量分数为2.0％，对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.25。
以氮气为保护气，对浆液进行酯化，控制酯化压力为0.50MPa，酯化温度为255℃，酯化时间为4.0h，当出水量达到理论出水量的90％时，再在265℃、常压条件下酯化2.0h，酯化结束，制备得到酯化产物。
对酯化产物进行预缩聚反应，控制预缩聚的温度为285℃，预缩聚的真空度为100Pa，预缩聚的时间为1.0h，预缩聚结束后，制备得到预缩聚产物。
向预缩聚产物中加入间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠，然后以氮气为保护气，进行初步熔融共混，控制初步熔融共混的温度为250℃，初步熔融共混的时间30min，制备得到阳离子可染PET的初产物(该阳离子可染PET的初产物的特性粘度约为0.25dL/g)；其中，间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠与对苯二甲酸的摩尔比为0.1:1，间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠是由间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠与1,3-丙二醇按照摩尔比为1:15的比例，在180℃下反应180min得到的。
对阳离子可染PET的初产物先进行第一步固相增粘处理，然后进行第二步固相增粘处理，得到阳离子可染PET；其中，
第一步固相增粘的操作包括：以氮气为吹扫气，吹扫气的流量为100L/h，控制固相增粘的温度为220℃，固相增粘的时间为48h，固相增粘的真空度为1000Pa；
第二步固相增粘的操作包括：以氮气为吹扫气，吹扫气流量为20L/h，控制固相增粘的温度为180℃，固相增粘的时间为48h，固相增粘真空度为50Pa。
在本实施例提供的阳离子可染PET中二氧化钛的质量分数为3.0％。
实施例6
本实施例提供了一种阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维的制备方法，其包括以下步骤：
将实施例5提供的阳离子可染PET与常规PTT分别经螺杆熔融挤出，然后通过复合熔融纺丝组件成形，制备得到阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维，该PET/PTT复合弹性纤维中，常规PTT与阳离子可染PET的质量比为60:40。
在制备阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维时，可以将其制成复合弹性POY纤维或复合弹性DTY纤维；其中，
复合弹性POY纤维的制备流程包括：分别制备阳离子可染PET熔体和PTT熔体——进入纺丝箱体——进入纺丝组件——冷却固化——卷绕成形；
熔体进入纺丝箱体阶段，控制PET纺丝箱体的温度为300℃，PTT纺丝箱体的温度为250℃，公共箱体的温度为305℃，在箱体内的计量泵的精确计量下，PET、PTT进入纺丝组件进行组分的复合；
冷却固化阶段，控制冷却吹风的温度为20℃，风速为0.5m/s，相对湿度为60％；
卷绕成形阶段，先经第一导丝盘，速度为2800m/min，再经第二导丝盘，速度为2850m/min，卷绕速度为2900m/min；最终制备得到复合弹性POY纤维。
复合弹性DTY纤维的制备过程如下：
将上述POY复合纤维经过拉伸、假捻、定型、上油和卷绕，制备得到复合弹性DTY纤维。
本实施例提供的阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维为全消光深染PTT/PET复合弹性纤维，其强度为3.0cN/dtex，弹性回复率为90％，沸水收缩率为10％。
将本实施例提供的阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维进行常压沸染时，上染率为95％，染色等级为5级。
对比例1
本对比例提供了一种阳离子可染PET的制备方法，该方法为直接原位聚合法，其包括以下步骤：
将二氧化钛、对苯二甲酸与乙二醇混合后打浆，以获得浆液；
对浆液进行酯化，其中酯化温度240-250℃，反应时间为3.5-5.0h，酯化率在95％以上；
酯化完成后，向酯化产物中加入间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠进行预缩聚，预缩聚的反应温度为260-265℃，反应时间为1.5-2.5h，压力(绝对压力)为20-30kPa；
预缩聚结束后进行终缩聚，终缩聚的反应温度为275-285℃，反应时间为3.0-4.0h，压力(绝对压力)为200-300Pa，最终得到阳离子可染PET。
采用本对比例提供的制备方法，制备了3种不同的阳离子可染PET，分别记载对比例1a、对比例1b和对比例1c；其中，
对比例1a所采用的原料，及原料的用料同实施例1；
对比例1b所采用的原料，及原料的用料同实施例3；
对比例1c所采用的原料，及原料的用料同实施例5。
对比例2
本对比例提供了一种阳离子可染PET的制备方法，该方法为共混添加法，其包括以下步骤：
将常规的PET切片与阳离子可染PET聚酯切片分别进行预结晶(常规PET切片的预结晶温度为160-165℃，预结晶时间为3.5-5.5h；阳离子可染PET聚酯切片的预结晶温度为130-140℃，预结晶时间为6-8h)、干燥(常规PET切片的干燥温度为140-150℃，干燥时间为10-15h，阳离子可染PET聚酯切片的干燥温度为120-130℃，干燥时间为15-20h)、螺杆共混(共混时，阳离子可染PET切片的添加量为20-40wt％)、熔融挤出，最终得到阳离子可染PET切片。
采用本对比例提供的制备方法，制备了3种不同的阳离子可染PET，分别记载对比例2a、对比例2b和对比例2c；其中，
对比例2a所采用的阳离子可染PET聚酯切片由对比例1a提供；
对比例2b所采用的阳离子可染PET聚酯切片由对比例1b提供；
对比例2c所采用的阳离子可染PET聚酯切片由对比例1c提供。
对实施例和对比例提供的阳离子可染PET分别进行特性粘度测试，测试方法参照国标GB/T 14190-2008，测试结果如表1所示。
表1
| 测试对象 | 特性粘度/PET/dL·g<sup>-1</sup> |
| 实施例1 | 0.675±0.015 |
| 实施例3 | 0.668±0.010 |
| 实施例5 | 0.665±0.008 |
| 对比例1a | 0.321±0.035 |
| 对比例1b | 0.288±0.040 |
| 对比例1c | 0.240±0.050 |
| 对比例2a | 0.432±0.025 |
| 对比例2b | 0.357±0.031 |
| 对比例2c | 0.305±0.055 |
从表1可以看出：采用本发明提供的技术方案制备得到的阳离子可染PET的粘度显著高于对比例1和2提供的阳离子可染PET。由此可见，本发明提供的技术方案有效解决了在PET聚酯制备过程中引入的二氧化钛与磺酸盐基团发生的副反应导致粘度达不到纺丝级别，实现了PET纤维全消光与深染统一，产品可以实现高色牢度、低光泽，可以广泛应用于家纺、服用、运动休闲等领域。
Claims (8)
1.一种阳离子可染PET的制备方法，该方法包括以下步骤：
将二氧化钛、对苯二甲酸与乙二醇混合后打浆，以获得浆液；
对所述浆液进行酯化反应，以获得酯化产物；
对所述酯化产物进行预缩聚反应，以获得预缩聚产物；
向所述预缩聚产物中加入间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠，进行初步熔融共混，获得阳离子可染PET的初产物；
对所述阳离子可染PET的初产物进行固相增粘处理，得到阳离子可染PET；
其中，所述初步熔融共混包括以下操作：
以氮气为保护气，向所述预缩聚产物中加入间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠进行初步熔融共混，控制初步熔融共混的温度为250-255℃，初步熔融共混的时间为15-30min，得到阳离子可染PET的初产物；
对所述阳离子可染PET的初产物进行固相增粘处理时，先进行第一步固相增粘处理，然后进行第二步固相增粘处理；其中，
所述第一步固相增粘处理包括以下操作：
以氮气为吹扫气，所述吹扫气的流量为10-100L/h；
控制固相增粘的温度为200-220℃，时间为36-48h，真空度为1000-5000Pa；
所述第二步固相增粘处理包括以下操作：
以氮气为吹扫气，所述吹扫气的流量为5-20L/h；
控制固相增粘的温度为165-180℃，时间为36-48h，真空度为50-100Pa；
所述二氧化钛在所述浆液中的质量分数为1.0-2.0%；
所述对苯二甲酸与所述乙二醇的摩尔比为1:(1.10-1.25)；
所述间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠与所述对苯二甲酸的摩尔比为(0.01-0.1):1；
所述间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠的制备包括以下过程：
将由间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠与1,3-丙二醇按照摩尔比为1:(10-20)的比例，在150-200℃下反应100-240min，得到间苯二甲酸双羟丙酯-5-磺酸钠；
所述酯化反应包括以下操作：
以氮气为保护气，控制酯化压力为0.40-0.50MPa，酯化温度为235-255℃，酯化时间为2.0-4.0h；
当出水量达到理论出水量的90%时，再在255-265℃、常压条件下酯化1.0-2.0h，得到酯化产物；
所述预缩聚反应包括以下操作：
控制预缩聚的温度为270-285℃，预缩聚的真空度为100-500Pa，预缩聚的时间为1.0-2.5h。
2.一种由权利要求1所述的方法制备得到的阳离子可染PET。
3.根据权利要求2所述的阳离子可染PET，其中，在所述阳离子可染PET中，所述二氧化钛的质量分数为1.5-3.0%。
4.一种阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维，其是由权利要求2或3任一项所述的阳离子可染PET与PTT经熔融复合纺丝制备得到的。
5.根据权利要求4所述的阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维，其中，所述阳离子可染PET与所述PTT的质量之比为(40:60)-(60:40)。
6.根据权利要求4所述的阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维，其中，所述阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维的强度≥3.0cN/dtex，弹性回复率≥90%。
7.一种制备权利要求4所述的阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维的方法，其包括以下步骤：
将阳离子可染PET与PTT分别经螺杆熔融挤出，然后通过复合熔融纺丝组件成形，制备得到阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述阳离子可染PET/PTT复合弹性纤维包括复合弹性POY纤维和/或复合弹性DTY纤维；其中，
所述的复合弹性POY纤维的制备流程包括：分别制备阳离子可染PET熔体和PTT熔体——进入纺丝箱体——进入纺丝组件——冷却固化——卷绕成形；其中，
进入纺丝箱体时，控制PET纺丝箱体的温度为250-320℃，PTT纺丝箱体的温度为200-300℃，公共箱体的温度为250-320℃；
冷却固化时，控制温度为10-50℃，风速为0.1-1.5m/s，相对湿度为55-95%；
卷绕成形时，先经第一导丝盘，速度为2500-3500m/min，再经第二导丝盘，速度为2500-3500m/min，卷绕速度为2500-3500m/min；最终制备得到复合弹性POY纤维；
所述的复合弹性DTY纤维的制备流程包括：
将所述复合弹性POY纤维经过拉伸、假捻、定型、上油和卷绕，制备得到复合弹性DTY纤维。
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