CN1451673A - 一种具有保健功能的化纤级聚酯树脂及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有保健功能的化纤级聚酯树脂及其制造方法，它是由以下配方(重量份数)为原料制成的高分子聚合物：对苯二甲酸二甲酯100、乙二醇70、负离子微粉2～5、远红外微粉0～5、无机抗菌微粉0～5、酯交换催化剂0.03～0.04、缩聚催化剂0.03～0.04、稳定剂0.05，它的制造方法包括酯化反应、功能粉体制浆、预配料、减压、缩聚反应、出料等工艺步骤。与现有技术相比，本发明产品具有负离子、远红外、抗菌，吸收电磁波等多种保健功能，本发明方法合理，用该方法制得的产品纺丝性好。

Description

一种具有保健功能的化纤级聚酯树脂及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种具有负离子、远红外、抗菌，吸收电磁波等多种保健功能的化纤级合成聚酯(PET)树脂及其制造方法。

背景技术

市场上现有的具有负离子功能化纤级用PET树脂一般是采用微纳米负离子功能粉体，经活性处理后与普通纤维PET树脂以一定配比共混，并在一定温度条件下制取功能PET母粒，然后将母粒与普通纤维级PET树脂共混熔融、挤出纺丝。采用上述方法制得负离子功能化纤至少有以下三方面的缺陷：

1.PET树脂在265℃熔点情况下，分子量降阶了二次，从而影响了材料的结构及强度；

2.由于微纳米功能粉的高表面能而产生的团聚现象，往往会导致功能粉与树脂的体系混合不匀，产生晶点及凝聚粒子，使得滤网易堵，影响纺丝；

3.一部分微纳米功能粉堵在滤网上，导致纤维的功能有所下降，且影响成丝率。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有超强负离子释放功能的保健化纤级聚酯树脂及其制造方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种具有保健功能的化纤级聚酯树脂，其特征在于，它是由以下配方(重量份数)为原料制成的高分子聚合物：

           对苯二甲酸二甲酯(DMT)           100

           乙二醇                          70

           负离子微粉                      2～5

           远红外微粉                      0～5

           无机抗菌微粉                    0～5

           酯交换催化剂           0.03～0.04

           缩聚催化剂             0.03～0.04

           稳定剂                 0.05

所述的负离子微粉选自高硼含量的电气石矿，其化学成份为含B、Al、Si、Mg、Mn、Zn、Ti的硅酸盐，其粒度为微纳米级。

所述的远红外微粉选自ZrO₂、ZrSiO₃、SiO₂、SiC的一种或几种，其粒度为微纳米级。

所述的无机抗菌微粉选自Ag₂O、ZnO、CuO的一种或几种，其粒度为微纳米级。

所述的酯交换催化剂选自Mn(Ac)₂、Zn(Ac)₂、Ca(Ac)₂中的一种。

所述的缩聚催化剂选自Sb₂O₃、Sb(Ac)₃、GeO₂中的一种。

所述的稳定剂选自磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯、磷酸三甲酯中的一种或几种。

一种具有保健功能的化纤级聚酯树脂的制造方法，其特征在于，它是由以下配方(重量份数)为原料制成：

           对苯二甲酸二甲酯(DMT)            100

           乙二醇                           70

           负离子微粉                       2～5

           远红外微粉                       0～5

           无机抗菌微粉                     0～5

           酯交换催化剂                     0.03～0.04

           缩聚催化剂                       0.03～0.04

           稳定剂                           0.05

该方法采用以下工艺步骤：

A.酯化反应，将对苯二甲酸二甲酯与乙二醇、酯交换催化剂、缩聚催化剂，以上述配比投入酯化反应釜中，升温至内温180℃～220℃进行酯化反应，脱出甲醇制得对苯二甲酸二乙二醇酯单体；

B.功能粉体制浆，将由负离子微粉、远红外微粉、无机抗菌微粉构成的微纳米功能粉体加上乙二醇以1∶1重量配比在小型研磨机中高速搅拌进行充分解聚，使微纳米功能粉体在乙二醇中分散均匀，以分子状态均匀包覆，制得微纳米功能粉体的乙二醇浆料备用；

C.预配料，酯化反应结束后，在酯化反应釜加料口中慢慢倒入上述制得的浆料，边加边均匀搅拌，使含功能粉体的浆料以分子状态均布在对苯二甲酸二乙二醇酯单体中，时间为10～15分钟并同时加入稳定剂，经过熔体过滤器放料至缩聚反应釜中；

D.减压，开启真空泵，紧接着在缩聚反应釜的抽气管中抽出过量的乙二醇，速度以每10分钟减压100mmHg的方法，直至抽出全部过量的乙二醇，进入高真空阶段；

E.缩聚反应，在高真空状态，真空余压0.1～0.3mmHg，温度275～280℃下，含功能粉体浆料的对苯二甲酸二乙二醇酯单体进行缩聚反应，脱出乙二醇，得到功能聚酯树脂，此时，微纳米功能粉将以分子状态均匀分布在该聚酯树脂中；

F.出料，待分子量达标，即特性粘度[η]为0.66±0.02时可以出料，温度保持275～280℃，打开底阀充氮气，熔体聚酯树脂将以条状或无定形状态在冷却水槽中急冷，将其切粒，即得到具有保健功能的化纤级聚酯树脂产品，可用于纺丝。

与现有技术相比，本发明的功能PET树脂，可纺性好，功能齐全，具有持续释放负离子及发射远红外功能，经测定负离子释放率可达：2000～3000个/CM³，远红外发射率达85～90％(4～14μ波长)，由功能PET树脂制得的负离子纤维具有源源不断释放[OH]^-及活性氧及远红外功能，促使空气、人体的有害气体微生物氧化分解，并对人体产生相同频率的生物电流，达到静态按摩、舒筋活血及增强免疫力的功效；此外，本发明方法由于微纳米功能粉体在乙二醇中分散均匀，达到分子状态均匀包覆，降低了其表面能，不会产生团聚现象，因此功能粉体在树脂体系中分散很均匀，不会堵塞滤网，产品可纺丝性好。

具体实施方式

下面将结合具体实施例，对本发明作进一步说明。

实施例1

一种具有多种保健功能的化纤级聚酯树脂，它是由以下配方(重量份数)为原料制成的：

           对苯二甲酸二甲酯(DMT)       100

           乙二醇                      70

           负离子微粉电气石粉          5

           远红外微粉ZrO₂             5

           无机抗菌微粉AgO             2

                       CuO             1

                       ZnO             2

           吸波铁氧体  磷铁矿粉        3

           酯交换催化剂Mn(Ac)₂        0.04

           缩聚催化剂Sb₂O₃           0.04

           稳定剂磷酸三苯酯            0.03

           稳定剂亚磷酸三苯酯          0.02

上述具有多种保健功能的化纤聚酯树脂的制造方法，它采用以下工艺步骤制得：

1.酯化反应，首先，将对苯二甲酯二甲酯[即DMT]100份与乙二醇70份，酯交换催化剂醋酸锰0.04份，缩聚催化剂三氧化二锑0.04份，投入酯化反应釜中，待温度升至180℃～220℃物料熔化后，再开动搅拌马达，进行酯化反应，脱出甲醇，待甲醇计量达一定量后，不再出甲醇时即完成酯化反应，制得对苯二甲酸二乙二醇酯单体化合物。

2.功能粉体制浆，将电气石粉5份、远红外微粉ZrO₂ 5份、无机抗菌微粉AgO 2份、CuO 0.5份、ZnO 2份构成的微纳米功能粉体加上乙二醇以1∶1重量比例在小型研磨机中高速搅拌0.5小时至1小时，进行充分解聚，使微纳米功能粉体在乙二醇中分散均匀，以分子状态均匀包复制得微纳米功能复配粉体的乙二醇浆料备用。

3.预配料，酯化反应结束后，在酯化反应釜的加料口中慢慢倒入由第2步制得的浆料，边加边搅拌均匀，时间为10分钟至15分钟，并加入稳定剂磷酸三苯酯0.03份，亚磷酸三苯酯0.02份搅拌不可停顿，酯化反应后单体经过料管中的熔体过滤装置放料至缩聚反应釜中。

4.减压阶段，开动真空泵，紧接着在缩聚反应釜的抽气管中缓缓抽出过量的乙二醇，速度：以每10分钟减压100mmHg的方法直至抽出全部过量的乙二醇，然后进入高真空阶段。

5.缩聚反应阶段，在高真空(真空余压0.1～0.3mmHg)，反应温度：275℃～280℃情况下，进行缩聚反应。此时，微纳米功能粉体将以分子状态均匀分布在PET的高分子聚合物中，高分子链段不断地增长，分子量一直在上升。

6.出料：待PET分子量达标，亦即特性粘度[η]达到0.66±0.02时，即可以出料，出料条件：温度保持275～280℃打开底阀，充氮气合格的熔体PET树脂将以条状或无定形状态，在冷却水槽中，急冷，并在切粒机中切成成品颗粒(如米粒大小)。

采用上述配方和工艺制得的多功能PET树脂，经测定其性能数据如下：

1.[η]：0.66±0.02

2.熔点：260～265℃

3.结晶形态：微晶

4.可纺性：良好

5.制得功能纤维的基本特性：

A.负离子发射率可达3000个/cm³；

B.远红外发射率达80％(4～14μ波长)；

C.抗菌性：达标

D.抗电磁波：电磁波(高频波)吸收率达85～90％。

实施例2

一种具有多种保健功能的化纤级聚酯树脂，它是由以下配方(重量份数)为原料制成的：

              对苯二甲酸二甲酯(DMT)         100

              乙二醇                        70

              负离子微粉 电气石粉           4

           纳米TiO₂                        3

           远红外微粉ZrSiO₃                2

                     ZrO₂                  1

           无机抗菌微粉ZnO                  3

           吸波铁氧体磷铁矿                 3

           酯交换催化剂Mn(Ac)₂             0.03

                       Co(Ac)₂             0.01

           缩聚催化剂Sb(Ac)₃               0.04

           稳定剂磷酸三苯酯                 0.05

上述功能PET树脂的制造方法与实施例1相同。

经上述配方与方法制取的多功能化纤级PET树脂的测定性能数据如下：

1.[η]：0.66±0.02

2.熔点：261～265℃

3.结晶形态：微晶或小球晶

4.可纺性：良好[1000米/分，纺丝速度]

5.制得的功能纤维基本特性：

A.负离子发射率达2800个/cm³

B.远红外发射率79％[4～14波长]

C.抗菌性：达标

D.抗电磁波：电磁波[高频波]吸收率达88％

实施例3

一种具有多种保健功能的化纤级PET树脂，它是由以下配方[重量份数]为原料制成的聚合物：

                对苯二甲酸二甲酯[DMT]    100

                乙二醇                   70

                负离子微粉电气石粉       2

                纳米CaCO₃               3

                远红外微粉SiC            2

         ZrO₂                       2

         无机抗菌微粉ZnO             2

         吸波铁氧体磷铁粉            4

         酯交换催化剂Ca(Ac)₂        0.03

         缩聚催化剂GeO₂             0.03

         稳定剂磷酸三苯酯            0.05上述功能PET树脂的制造方法与实施例1相同。经上述配方与方法制得的功能化纤级PET树脂的测定性能数据如下：1.分子量[η]：0.66±0.022.熔点：262°～264℃3.结晶形态：微晶4.可纺性：好[纺丝速度1000米/分]5.制得的功能纤维基本特性：A.负离子发射率达2600个/cm³B.远红外发射率79.1％[4～14波长]C.抗菌性：达标D.抗电磁波：电磁波[高频波]吸收率达89％。

Claims (8)

1、一种具有保健功能的化纤级聚酯树脂，其特征在于，它是由以下配方(重量份数)为原料制成的高分子聚合物：

           对苯二甲酸二甲酯             100

           乙二醇                       70

           负离子微粉                   2～5

           远红外微粉                   0～5

           无机抗菌微粉                 0～5

           酯交换催化剂                 0.03～0.04

           缩聚催化剂                   0.03～0.04

           稳定剂                       0.05

2、根据权利要求1所述的具有保健功能的化纤级聚酯树脂，其特征在于，所述的负离子微粉选自高硼含量的电气石矿，其化学成份为含B、Al、Si、Mg、Mn、Zn、Ti的硅酸盐，其粒度为微纳米级。

3、根据权利要求1所述的具有保健功能的化纤级聚酯树脂，其特征在于，所述的远红外微粉选自ZrO₂、ZrSiO₃、SiO₂、SiC的一种或几种，其粒度为微纳米级。

4、根据权利要求1所述的具有保健功能的化纤级聚酯树脂，其特征在于，所述的无机抗菌微粉选自Ag₂O、ZnO、CuO的一种或几种，其粒度为微纳米级。

5、根据权利要求1所述的具有保健功能的化纤级聚酯树脂，其特征在于，所述的酯交换催化剂选自Mn(Ac)₂、Zn(Ac)₂、Ca(Ac)₂中的一种。

6、根据权利要求1所述的具有保健功能的化纤级聚酯树脂，其特征在于，所述的缩聚催化剂选自Sb₂O₃、Sb(Ac)₃、GeO₂中的一种。

7、根据权利要求1所述的具有保健功能的化纤级聚酯树脂，其特征在于，所述的稳定剂选自磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯、磷酸三甲酯中的一种或几种。

8、一种具有保健功能的化纤级聚酯树脂的制造方法，其特征在于，它是由以下配方(重量份数)为原料制成：

           对苯二甲酸二甲酯               100

           乙二醇                         70

           负离子微粉                     2～5

           远红外微粉                     0～5

           无机抗菌微粉                   0～5

           酯交换催化剂                   0.03～0.04

           缩聚催化剂                     0.03～0.04

           稳定剂                         0.05

该方法采用以下工艺步骤：

A.酯化反应，将对苯二甲酸二甲酯与乙二醇、酯交换催化剂、缩聚催化剂，以上述配比投入酯化反应釜中，升温至内温180℃～220℃进行酯化反应，脱出甲醇制得对苯二甲酸二乙二醇酯单体；

B.功能粉体制浆，将由负离子微粉、远红外微粉、无机抗菌微粉构成的微纳米功能粉体加上乙二醇以1∶1重量配比在小型研磨机中高速搅拌进行充分解聚，使微纳米功能粉体在乙二醇中分散均匀，以分子状态均匀包覆，制得微纳米功能粉体的乙二醇浆料备用；

C.预配料，酯化反应结束后，在酯化反应釜加料口中慢慢倒入上述制得的浆料，边加边均匀搅拌，使含功能粉体的浆料以分子状态均布在对苯二甲酸二乙二醇酯单体中，时间为10～15分钟并同时加入稳定剂，经过熔体过滤器放料至缩聚反应釜中；

D.减压，开启真空泵，紧接着在缩聚反应釜的抽气管中抽出过量的乙二醇，速度以每10分钟减压100mmHg的方法，直至抽出全部过量的乙二醇，进入高真空阶段；

E.缩聚反应，在高真空状态，真空余压0.1～0.3mmHg，温度275～280℃下，含功能粉体浆料的对苯二甲酸二乙二醇酯单体进行缩聚反应，脱出乙二醇，得到功能聚酯树脂，此时，微纳米功能粉将以分子状态均匀分布在该聚酯树脂中；

F.出料，待分子量达标，即特性粘度[η]为0.66±0.02时可以出料，温度保持275～280℃，打开底阀充氮气，熔体聚酯树脂将以条状或无定形状态在冷却水槽中急冷，将其切粒，即得到具有保健功能的化纤级聚酯树脂产品，可用于纺丝。