CN1131164A - 远红外陶瓷聚酯的制备方法 - Google Patents

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CN1131164A CN 95102248 CN95102248A CN1131164A CN 1131164 A CN1131164 A CN 1131164A CN 95102248 CN95102248 CN 95102248 CN 95102248 A CN95102248 A CN 95102248A CN 1131164 A CN1131164 A CN 1131164A
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姜学启
李秀英
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Abstract

本发明涉及一种远红外陶瓷聚酯的制备方法。它是以对苯二甲酸二甲酯和乙二醇为原料，在发生酯交换的反应过程中，随着酯交换催化剂一同将经过预处理的陶瓷粉乙二醇料浆加入到系统中去，然后经过缩聚反应，直接生产出远红外陶瓷聚酯。采用本方法制备的聚酯含陶瓷粉0.75～1.0％(W)，远红外线辐射率≥80％，经纺丝制备的聚酯纤维可纺性好，制做的纺丝织物穿着舒适。本发明提供的制备方法，工艺简单，容易操作，生产费用低，具有显著的经济效益和社会效益。

Description

远红外陶瓷聚酯的制备方法
本发明涉及一种在聚酯中添加陶瓷粉制备远红外陶瓷聚酯的方法。
在聚酯中添加能够辐射远红外线的陶瓷粉，可以使聚酯纤维具有远红外线辐射能力；用这种聚酯纤维做成的织物能够吸收太阳光热能并积蓄起来，也能吸收人身体的热量来提高保温效果，穿着时的体感温度比普通衣料高出2～4℃。目前国内外制备远红外陶瓷聚酯纤维的方法多是在普通聚酯(PET)中添加陶瓷粉或陶瓷聚酯母粒制备远红外陶瓷聚酯；据文献JP(90)平2-34659提供的陶瓷聚酯制备方法，是以对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)为原料，在发生聚合反应的过程中加入陶瓷粉来制备陶瓷聚酯。目前一些陶瓷聚酯产品，陶瓷粉加入量比较大，一般在6％左右，陶瓷粉在聚酯中分布欠均匀，纤维的可纺性欠佳。
本发明的目的是开发一种以对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)为原料制备陶瓷聚酯的工艺方法，工艺简单，操作方便，使用该方法制备的远红外陶瓷聚酯，陶瓷粉含量低，分布均匀，制得的聚酯纤维可纺性好，并具有较强的远红外线辐射能力。
本发明提供的远红外陶瓷聚酯生产方法是将经过预处理的远红外线陶瓷粉在聚酯的合成过成中，随酯交换反应催化剂一起加入到反应物中去，直接制备远红外陶瓷聚酯。
本发明提供的聚酯制备方法，其特征是包括陶瓷粉细微化处理，陶瓷粉投入两道工序。
细微化处理：本发明采用的陶瓷粉主要成分为Al2O3 20～60％，SiO2 30～75％，TiO2 1.0～20％，并添加或不添加下列一种(或数种)组份：滑石粉4～22％，高岭土10～50％(以上均为重量百分比)。将上述配好的原料在球磨机中磨细，混合均匀，过400目筛制成微粉。然后将陶瓷微粉涂覆一层分散剂，涂覆的方法是先将分散剂溶解于丙酮溶液中，分散剂的浓度为分散剂/丙酮＝1/5～100(W)，再将陶瓷粉倒入分散剂丙酮溶液中，使陶瓷粉/分散剂＝100/0.1～2.0(W)；然后蒸出丙酮，此时分散剂便覆盖于陶瓷粉的表面。涂覆分散剂的陶瓷粉再和乙二醇混合，使陶瓷粉/乙二醇＝1/3～100(W)，装入球磨机研磨，磨至平均粒度小于1微米，最大粒度直径不超过2微米，制得陶瓷粉乙二醇料浆。分散剂可采用聚丙烯酸钠、萘磺酸钠缩合物、焦磷酸钠、磷酸酯盐、烷氧基硅烷等，最好为烷氧基硅烷，如苯基三甲氧基硅烷、三甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、三苯基乙氧基硅烷、戊基三乙氧基硅烷......。
陶瓷粉投入反应系统：处理合格的陶瓷粉乙二醇料浆，粒度分布要窄，平均粒度小于1微米，料浆稳定性好，30天内没有分层现象和凝聚现象；在对苯二甲酸二甲酯(DMT)与乙二醇(EG)发生酯交换反应时，陶瓷粉乙二醇浆液随酯交换催化剂(醋酸锰等醋酸盐)之后，加入到反应系统之中，反应温度为160～210℃，待反应终了，即甲醇馏出量为理论值的95％以上时，再向系统加入热稳定剂(磷酸三甲酯)和聚合催化剂(三氧化二锑)，并逐渐调整压力和温度，使压力由常压降至133Pa以下，温度由230℃升至285℃，缩聚反应2～3小时，当物料粘度升高至一定值时，反应终了，将物料排出切粒，制得远红外陶瓷聚酯切片。该产品含陶瓷粉0.75～1.0％，切片的玻璃软化点77℃，结晶温度134±1℃，熔点263.0±1℃，特征粘度0.67，色相：L值50±5、B值6.0±2.0，羧基含量＜35eq/106克；二甘醇含量＜1.5％，远红外线辐射率≥80％。
本发明提供的远红外陶瓷聚酯，远红外线辐射率高，纤维蓄热保温性能好，聚酯纤维可纺性好；用该纤维制做的织物穿着舒适且具有保健作用。本发明提供的制备工艺，工艺简单、容易操作、生产费用低、具有显著的经济效益和社会效益。
实施例1：
陶瓷粉组分(重量份)：Al2O3、20；  SiO2、70
                    TiO2、5；     滑石粉、6；
将上述陶瓷粉在球磨机中混合研磨，过40O目筛制成微粉100份；倒入分散剂丙酮溶液中，溶液含苯基三甲氧基硅烷0.5份，丙酮4.5份；混合后陶瓷粉/苯基三甲氧基硅烷＝100/0.5。然后烘出丙酮组分，加入乙二醇400份，制成含20％的陶瓷粉乙二醇料浆，继续放入球磨机中研磨四小时，陶瓷粉粒度(平均)0.97微米。
DMT与EG酯交换反应釜温度达到160℃以上，加入酯交换催化剂醋酸锰，再加入陶瓷粉乙二醇料浆使DMT/陶瓷粉＝100/1.01，反应终了向系统加入热稳定剂(磷酸三甲酯)和聚合催化剂(三氧化二锑)，压力由常压降至133Pa，温度控制在285℃，反应2.5小时，反应终了将物料排出，制成切片，分析产品：
陶瓷粉：1.0％                远红外线辐射率：80％
结晶温度：134.1℃            熔点265.5℃
特性粘度：0.65               色相：L51、B4.5
端羧基含量：34eg/106克      二甘醇含量1.0％
实施例2：
陶瓷粉组成(重量份)：Al2O3、50： SiO2、30
                    TiO2、1；滑石粉、4；    高岭土、15；
将上述陶瓷粉在球磨机中混合、研磨，过400目筛制成陶瓷微粉100份，然后倒入分散剂丙酮溶液中(溶液由三甲基乙氧基硅烷一份，丙酮七份组成)，混合均匀后，加温烘出丙酮组份，再加入乙二醇300份制成含25％陶瓷粉乙二醇料浆，继续放入球磨机中研磨3.5小时，陶瓷粉平均粒度0.98。
DMT与EG酯交换反应釜温度达到180℃时加入酯交换催化剂和陶瓷粉乙二醇料浆，使DMT/陶瓷粉＝100/0.80；反应终了，向系统加入热稳定剂磷酸三甲酯和聚合催化剂三氧化二锑，系统压力由常压降至133Pa，温度控制在283℃，反应三小时；反应终了将物料排出制成切片。产品物化性能：
含陶瓷粉0.75             远红外线辐射率79.5％
结晶温度134.5℃          熔点263℃
特性粘度0.70             色相L 53，B4.O
端羧基含量300eg/105克  二甘醇含量0.8％

Claims (2)

  1. 一种远红外陶瓷聚酯的制备方法，包括陶瓷粉的处理和陶瓷粉的投入等工序，其特征是：
    1.陶瓷粉处理工序——陶瓷粉主要成分为Al2O3 20～60％，SiO2 30～75％，TiO2 1.0～20％，并添加(或不添加)下列一种/或数种组分：滑石粉4～22％，高岭土10～50％，将该混合物在球磨机中研磨至粒度小于400目筛；再将陶瓷粉倒入含有分散剂的丙酮溶液中混合均匀，陶瓷粉/分散剂/丙酮＝100/0.1～2.0/0.5～10(W)，然后蒸出丙酮；再将涂有分散剂的陶瓷粉和乙二醇混合，使陶瓷粉/乙二醇＝1/3～100(W)，并在球磨机中研磨至平均粒度小于1微米，制得陶瓷粉乙二醇料浆；
    上述分散剂包括聚丙烯酸钠、萘磺酸钠缩合物、焦磷酸钠、磷酸酯盐、烷氧基硅烷等表面活性剂；
  2. 2.陶瓷粉投入工序——将上述工序得到的陶瓷粉乙二醇料浆，随DMT与EG酯交换催化剂(醋酸锰等醋酸盐类)一起加入到酯交换反应系统，反应温度为160～210℃，待反应终了，再向系统加入热稳定剂(磷酸三甲酯)和聚合催化剂(三氧化二锑)，并逐渐调整系统压力和温度，使压力由常压降至少133Pa以下，温度由230℃上升至285℃；反应终了，将物料排出制成切片。
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