CN1244545A - 一种抗紫外线聚酯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗紫外线聚酯的制备方法。本发明提供的制备工艺包括酯交换反应,缩聚反应,遮蔽剂制造,切片制造等工序;其特征是在缩聚反应中加入一种无机遮蔽剂来生产抗紫外线聚酯切片。本发明提供的产品,性能优良,可纺性好,其织物紫外线透过率小于6%。

Description

一种抗紫外线聚酯的制备方法
本发明涉及一种抗紫外线聚酯切片的制备工艺。
目前抗紫外线织物已涉及许多应用领域。采用抗紫外线织物制作的服装(如衬衣、罩衣、裙装)，运动装，农业、渔业等野外作业服，颇受欢迎，它具有抗紫外线、遮蔽和反射热辐射线，使织物具有清凉感、舒适感。以对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)为原料生产抗紫外线织物用聚酯(PET)的制备方法尚无文献报道。当前抗紫外线织物用聚酯主要有两种制备工艺：(1)选择抗紫外线无机氧化物制成母粒(中国纺织大学研制了抗紫外线涤纶母粒)，母粒与普通聚酯共混进行纺丝；(2)将抗紫外线有机吸收剂与聚合物主链反应，形成共聚物，生产抗紫外线织物用聚酯(EUR31202)。工艺(2)由于有机抗紫外线吸收剂来源有限，且吸收波长幅度窄，应用受到限制；工艺(1)用母粒方法生产的聚酯产品质量受到一定影响。
本发明的目的是提供一种抗紫外线聚酯切片生产方法，该工艺是在缩聚反应中加入无机遮蔽剂来生产聚酯切片，工艺简单，产品质量好。
本发明提供的工艺包括下述工序：酯交换反应、缩聚反应、遮蔽剂制造、切片制造等工序。(参阅图1)
(1)、酯交换反应工序：熔融的DMT和乙二醇(EG)及触媒醋酸镁、醋酸锰，连续(或间歇)供给酯交换釜，在温度175-215℃，压力为常压下进行酯交换反应，使DMT中的甲醇(CH3OH)被EG置换出来，置换出来的甲醇通过回收装置进行回收处理。反应物料在搅拌下逐渐加热至规定温度215℃左右。酯交换完成时，蒸出残余的甲醇和乙二醇。
(2)、缩聚反应工序：酯交换反应工序结束后，得到的对苯二甲酸二羟基乙酯(单体)，加入聚合催化剂Sb2O3、稳定剂磷酸三甲酯(TMP)、抗氧剂7910、第三单体间苯二甲酸(IPA)，还加入遮蔽剂(以UV-Z表示)，送入聚合工序；催化剂加入量0.03-0.04％、稳定剂量0.05-0.10％、抗氧剂量0.01-0.04％、第三单体量2-10％，UV-Z加入量1.5-2.0％(以上均为DMT Wt％)；单体在缩聚釜中先在常压，215～255℃下进行预缩聚，然后在绝对压力＜133Pa，温度275～285℃下缩聚，促使反应达到一定的聚合度。产生的乙二醇经冷凝器后回收。
遮蔽剂制造：抗紫外线遮蔽剂(以UV-Z表示)的成分包括ZnO和少量Al2O3、SiO2无机氧化物，以及微量Fe2O3、CeO2、Cr2O3中的一种或数种；其中ZnO占90-95％，Al2O3、SiO2占4-9％，其他占1％。UV-Z也可选用市售的产品。称取一定量的UV-Z与一定量的EG配成一定浓度的浆液，浆液浓度(UV-Z)/EG＝1/4-5(重量比)；然后置于球磨机中研磨数小时，待UV-Z的粒度d＜1.10μm部分＞78％时，即可用于缩聚反应。该浆液稳定性好，静置20天无分层现象。(见表1)表1UV-Z粒度分布
  dμm   0.65   1.10   1.55   2.00   2.45   2.90   3.80   5.15   6.50
  Σni％   48.85   78.26   82.57   88.34   93.77   96.98   99.65   99.95   100.0
(3)缩聚反应结束后，物料经过铸带、冷却、切粒、干燥制得抗紫外线聚酯切片。
本发明提供的制备方法，其产品(PET)性能优良，软化点为245-257℃，特性粘度为0.66+0.01(g/dl)，色相(b值)8-10，COOH含量≤35mmol/Kg。
本发明提供的制备方法，其产品织物紫外线透过率见图2。未改性聚酯织物，波长320-380nm光透过率为8-51％，而改性织物(加UV-Z1.5-2.5％)透过率小于6％。
本发明提供的制备方法，产品可纺性优良，纺丝可牵性好，生产操作顺利，无断头、乱丝等故障。
附图说明：
图1.制备流程
1.酯交换工序1-1 DMT  1-2 EG   1-3催化剂  1-4甲醇回收
2.缩聚工序  2-1单体  2-2 UV-Z 2-3乙二醇回收
3切片工序  3-1 PET  3-2 PET切片
图2.紫外线透过率测定：式样规格为，169dtex&136f普涤丝、抗紫外线丝，径密295根/10cm，纬密275根/10cm，织物紧度70％，平纹小样。采用紫外分光光度计法(积分球式)，测200-400nm波长光的透过率。
1.未改性普涤织物  2. 1.0％UV-Z织物  3. 1.5％UV-Z织物
4. 2.0％UV-Z织物  5. 2.5％UV-Z织物
本发明通过实施例进一步加以说明。
取熔融DMT和EG加入酯交换釜，并加入催化剂醋酸镁、醋酸锰，在一定条件下进行反应；待蒸出的甲醇为理论量的90％时，置换反应结束，再将物料移至聚合釜并加入UV-Z，Sb2O3，TMP，IPA，7910在一定条件下先进行预聚合反应，再进行缩聚反应，使之达到一定聚合度。每次实验的配比，工艺条件，产品性能列于表2。表2实施例
         实例号     1     2     3     4     5
酯交换反应 配比 DMT    (g) 500 500 500 500 500
EG     (g) 336 336 336 336 336
醋酸镁 (g) 0.115 0.115 0.115 0.115 0.115
醋酸锰 (g) 0.110 0.110 0.110 0.110 0.110
工艺条件 压力(绝对)KPa 常压 常压 常压 常压 常压
温度      ℃ 170-210 170-212 170-215 170-213 170-215
聚合反应 配比 Sb2O3   (g) 0.20 0.20 0.21 0.21 0.20
磷酸三甲酯(g) 0.32 0.32 0.31 0.31 0.32
抗氧剂    (g) - 0.075 0.074 0.073 0.075
间苯二甲酸(g) - 10 11 10.5 10
UV-Z      (g) 7.5 7.8 10.0 12.5 5.0
工艺条件 预聚压力 常压 常压 常压 常压 常压
预聚温度   ℃ 215-253 214-255 213-253 215-254 213-255
缩聚压力   Pa 133 134 133 134 132
缩聚温度   ℃ 255-284 254-283 253-283 253-285 255-285
聚酯切片性能 软化点     ℃ 257 249 248 248 249
特性粘度g/dl 0.66 0.67 0.67 0.67 0.66
色   相  b 10 8.5 9.0 9.5 8
COOH含量mol/t 35 30 32 34 31
可纺性 常规可纺 可变速纺 可变速纺 常规可纺 可变速纺
紫外线透过率％ 6.0 6.0 4.0 3.0 11.0
注：紫外线透过率测定方法是，采用紫外分光光度计测织物在200-400nm范围的透过率

Claims (2)

1.一种抗紫外线聚酯的制备方法，包括酯交换反应、缩聚反应、冷却切粒等工序；
1)、酯交换反应工序：熔融的DMT和乙二醇(EG)及触媒醋酸镁、醋酸锰，连续(或间歇)供给酯交换釜，在温度175-215℃，压力为常压下进行酯交换反应，使DMT中的甲醇(CH3OH)被EG置换出来，置换出来的甲醇通过回收装置进行回收处理。反应物料在搅拌下逐渐加热至规定温度215℃左右。酯交换完成时，蒸出残余的甲醇和乙二醇。
2)、缩聚反应工序：酯交换反应工序结束后，得到的对苯二甲酸二羟基乙酯(单体)，加入聚合催化剂Sb2O3、稳定剂磷酸三甲酯(TMP)、抗氧剂7910、第三单体间苯二甲酸(IPA)，送入聚合工序；催化剂加入量0.03-0.04％、稳定剂量0.05-0.10％、抗氧剂量0.01-0.04％、第三单体量2-10％，其特征是，在反应釜内还加入遮蔽剂，加入量1.5-2.0％；(以上均为DMTWt％)；单体在缩聚釜中先在常压，215～255℃下进行预缩聚，然后在绝对压力＜133Pa，温度275～285℃下缩聚，促使反应达到一定的聚合度；
3)缩聚反应结束后，物料经过铸带、冷却、切粒、干燥制得抗紫线聚酯切片。
2.按照权利要求1所述的抗紫外线聚酯制备方法，其特征是抗紫外线遮蔽剂的成分包括ZnO和少量Al2O3、SiO2无机氧化物，以及微量Fe2O3、CeO2、Cr2O3中的一种或数种；其中ZnO占90-95％，Al2O3、SiO2占4-9％，其他占1％；称取一定量的UV-Z与一定量的EG配成浆液，浆液浓度(UV-Z)/EG＝1/4-5(重量比)；然后置于球磨机中研磨数小时，待UV-Z的粒度d＜1.10μm部分＞78％时，即可用于缩聚反应。
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