CN1548593A - 涤纶短纤维缝纫线用聚酯专用料的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了制造涤纶短纤维缝纫线用聚酯专用料的新的生产方法，即：选用BaSO4/乙二醇悬浮液作为添加剂；在生产所需聚酯专用料的工艺过程中的适当阶段加入，即：在PTA工艺过程中的酯化阶段或预缩聚阶段、或者在DMT工艺过程中的酯交换阶段或预缩聚阶段加入，经过相应条件下的工艺过程加工，即可制得所需的聚酯专用料；其中，BaSO4/乙二醇悬浮液中BaSO4的浓度为：20％～50％，其平均粒径小于或等于0.5μm。利用本发明所述方法制得的聚酯专用料进行纺丝时，可改善纤维的可纺性能和后加工性能，后加工设备的运转率也有明显提高，并且由纺制的短纤加工制得的有光短纤维缝纫线，其强度和亮度等各项性能指标均超过了国内同类产品。

Description

涤纶短纤维缝纫线用聚酯专用料的生产方法
                           技术领域
本发明涉及聚酯生产领域，尤其涉及到用以制造涤纶短纤维缝纫线的聚酯专用料的生产方法。
                           背景技术
缝纫线是服装、鞋帽等产品生产过程中的主要辅助材料，它对产品起到缝合、联接、定型、装饰等作用，使产品具有实用功能。普通的涤纶短纤维并不适合制造缝纫线，只有强度高、光泽好的涤纶短纤维才符合条件，而这样的涤纶短纤维通常需要用专门的聚酯专用料、经过纺丝加工后才能制成。
从加工方法来看，目前国内工业化生产上述聚酯专用料的方法主要有以下两种：
一、用超有光或大有光切片作有光缝纫线聚酯专用料。由于超有光切片中TiO2的含量几乎为零，使得纺丝的后加工过程磨擦系数较大，加工难度高；而大有光切片中添加有低含量的TiO2，虽然可改善纺丝的后加工性能，带来的却是有光缝纫线的亮度不够，不能满足用户需求。
二、选用CaCO3作为添加剂来生产有光缝纫线聚酯专用料。但由于Ca2+呈弱碱性，因而不能采用PTA工艺法——即：直接酯化法，而只能采用DMT工艺法——即：酯交换法来生产。使用本工艺方法，生产批量较小，工艺过程也不经济，并且应用范围存在很大的局限性。
由上所述可知，由于目前国内无法生产出符合要求的、可用来生产涤纶短纤维缝纫线的聚酯专用料，因此，目前国产的涤纶短纤维无论从数量、品种、性能还是从质量上，都不能满足缝纫线生产的要求，而只能依靠大量进口，这就大大增加了生产成本。
                           发明内容
针对上述问题，本发明研制出了能用以制造涤纶短纤维缝纫线的聚酯专用料的生产工艺方法。
本发明所述的工艺方法的主要原理是：选用BaSO4/乙二醇悬浮液作为添加剂，在生产所需聚酯专用料的工艺过程中的适当阶段加入，即：在PTA工艺过程中的酯化阶段或预缩聚阶段、或者在DMT工艺过程中的酯交换阶段或预缩聚阶段加入上述的BaSO4/乙二醇悬浮液，就可以生产出符合用户要求的聚酯专用料。
上面所述的BaSO4/乙二醇悬浮液中BaSO4的浓度为：20％～50％，其平均粒径小于或等于0.5μm。
本发明采用的一种具体的技术方案是：采用PTA工艺法来生产所述的聚酯专用料，并且，在PTA工艺过程的酯化阶段或预缩聚阶段加入所述的BaSO4/乙二醇悬浮液。所述的PTA工艺法具体主要包括如下步骤：
(a)先将PTA与乙二醇按摩尔比1∶1.1～1.4的比例混合，再加入所述的BaSO4/乙二醇悬浮液，使聚酯中BaSO4的含量为聚酯重量的0.01％～0.5％；同时加入Sb、Ti、Ge、Sn这几种金属的化合物中的一种或几种作为催化剂，并且催化剂的加入量为聚酯重量的0.005％～0.05％；在温度为180℃～260℃，压力为0.2～0.3MPa下进行酯化；
(b)酯化结束后，加入含磷化合物作为稳定剂，稳定剂的加入量为聚酯重量的0.005％～0.01％；反应体系在压力为0.1～0.01MPa、温度为220℃～270℃的条件下进行预缩聚；
(c)经过预缩聚后，再逐渐减压升温，在高温255℃～285℃、绝对压力小于或等于100Pa的条件下，经过3～5hr的聚合，就可制备得到所需的聚酯专用料。
上述步骤(b)中所述的稳定剂为H3PO4(磷酸)、TMP(磷酸三甲酯)、TPP(磷酸三苯酯)、亚磷酸三苯酯中的一种或几种的混合物。上述的BaSO4/乙二醇悬浮液也可以在酯化后或预缩聚阶段加入。
本发明采用的另一种具体的技术方案是：也可以采用DMT工艺法来生产所述的聚酯专用料，并且，在DMT工艺过程的酯交换阶段或预缩聚阶段加入所述的BaSO4/乙二醇悬浮液。所述的DMT工艺法具体主要包括如下步骤：
(a)先将DMT和乙二醇按摩尔比1∶2.0～3.0的比例混合，然后加入Mn、Mg、Zn、Ca、Co这几种物质的化合物中的一种或几种作为酯交换催化剂，并且催化剂的加入量为聚酯重量的0.005％～0.05％，在180℃～235℃下常压酯交换；
(b)酯交换反应结束后，再向反应体系中加入所述的BaSO4/乙二醇悬浮液，使聚酯中BaSO4的含量为聚酯重量的0.01％～0.5％，同时加入Sb、Ti、Ge、Sn这几种金属的化合物的一种或几种作为缩聚催化剂，并且缩聚催化剂的加入量为聚酯重量的0.005％～0.05％；加入含磷的化合物作为热稳定剂，并且热稳定剂的加入量为聚酯重量的0.005％～0.05％；加入Co(OAc)2作为调色剂，并且调色剂的加入量为聚酯重量的0.005％～0.01％；
(c)然后反应体系逐渐减压、升温，直至255℃～285℃、绝对压力小于或等于100Pa，经过3～5hr的聚合，就可制得所需的聚酯专用料。
上述步骤(b)中所述的热稳定剂可以是H3PO4(磷酸)、TMP(磷酸三甲酯)、TPP(磷酸三苯酯)、亚磷酸三苯酯中的一种或几种的混合物。并且，上述的BaSO4/乙二醇悬浮液也可以在酯交换前或预缩聚阶段加入。
本发明的优点是：
一、使用本发明所述的工艺方法生产出的聚酯专用料来进行纺丝时，其可纺性和后加工设备运转率有明显提高。具体数据如下：
    项目   含TiO2产品   本发明产品
    运转率   89.15   95.94
二、用纺制的短纤加工制得的有光缝纫线色泽有明显改善。具体数据如下(测试标准：GB402-77)：
  项目   国内同类产品   本发明产品
  黑板条干   85   90
三、最终产品的各项性能指标与国内同类产品相比有明显提高。具体数据如下(测试标准：行业标准FZ63001-92)：
项目   国内同类产品     本发明产品
单纱强力(cN)   446.3     468.2
股线强力(cN)   1083.2     1114.0
四、最终产品——有光缝纫线的亮度有明显改善(检测方法：目测)。
                            实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
本发明中所述的BaSO4/乙二醇悬浮液可由以下方法制备而成：在砂磨系统的预分散罐中加入一定数量的乙二醇，开启循环泵，循环搅拌一段时间——约为10分钟后，慢慢将BaSO4粉体均匀地加入分散罐中，配成浓度为20％～50％的BaSO4/乙二醇悬浮液；经预分散30～90分钟后，开始进行砂磨处理；然后再对经砂磨后的BaSO4/乙二醇悬浮液进行过滤量测试，测试条件为：在抽真空条件下，1μm(微米)滤网的过滤量应大于或等于300毫升。
实施例一：
用PTA工艺法生产所述的聚酯专用料
(a)将对苯二甲酸和乙二醇按摩尔比1∶1.4的比例混合，再加入所述的BaSO4/乙二醇悬浮液，使聚酯中BaSO4的含量为聚酯重量的0.1％；同时加入Sb(OAc)3作为催化剂，并且催化剂的加入量为聚酯重量的0.05％；在温度为180℃～260℃，压力为0.2～0.3MPa下进行酯化；
(b)酯化结束后，加入H3PO4作为稳定剂，并且H3PO4的加入量为聚酯重量的0.008％；反应体系在压力为0.1～0.01MPa、温度为220℃～270℃的条件下进行预缩聚；
(c)经过预缩聚后，再逐渐减压升温，在高温255℃～285℃、绝对压力小于或等于100Pa的条件下，经过3～5hr的聚合，就可制备得到所需的、特性粘度为0.65的聚酯专用料。
实施例二：
用DMT工艺法生产所述的聚酯专用料
(a)先将对苯二甲酸二甲酯和乙二醇按摩尔比1∶2.2的比例混合，然后加入Mn(OAc)2作为酯交换催化剂，并且催化剂的加入量为聚酯重量的0.04％，在180℃～235℃下进行常压酯交换；
(b)酯交换反应结束后，再向反应体系中加入所述的BaSO4/乙二醇悬浮液，使聚酯中BaSO4的含量为聚酯重量的0.15％，同时加入Sb(OAc)3作为缩聚催化剂，并且缩聚催化剂的加入量为聚酯重量的0.045％；加入TPP作为稳定剂，并且稳定剂的加入量为聚酯重量的0.008％；再加入Co(OAc)2作为调色剂，并且调色剂的加入量为聚酯重量的0.01％；
(c)然后反应体系逐渐减压、升温，直至255℃～285℃、绝对压力小于或等于100Pa，经过3～5hr的聚合，就可制得所需的、特性粘度为0.65的聚酯专用料。
对比实施例一：
用传统添加剂(TiO2/乙二醇悬浮液)、采用PTA工艺法来生产所述的聚酯专用料：
(a)将对苯二甲酸和乙二醇按1∶1.4的摩尔比例混合，再加入TiO2/乙二醇悬浮液，使聚酯中TiO2的含量为聚酯重量的0.04％；同时加入Sb(Oac)3作为催化剂，并且催化剂的加入量为聚酯重量的0.045％；在温度为180℃～260℃，压力为0.2～0.3MPa下进行酯化；
(b)酯化结束后，加入H3PO4作为稳定剂，并且H3PO4加入量为聚酯重量的0.02％；反应体系在压力为0.1～0.01MPa、温度为220℃～270℃的条件下进行预缩聚；
(c)经过预缩聚后，再逐渐减压升温，在高温275℃～285℃、绝对压力小于或等于100Pa的条件下，经过3～5hr的聚合，就可制备得到所需的、特性粘度为0.65的聚酯专用料。
将实施例一和对比实施例一所制得的聚酯专用料分别经过纺丝、后加工制成1.33dtex×38mm短纤，再分别经试纺，试纺支数为40s，所得产品的各项指标如下：
  项目     实施例一   对比实施例一
  黑板条干     90   85
  单纱强力(cN)     468.2   446.3
  股线强力(cN)     1114.0   1083.2
从上表中的对比数据可以看出，实施例一的数据明显优于对比实施例一的数据。

Claims (9)

1、涤纶短纤维缝纫线用聚酯专用料的生产方法，其特征在于：在所述聚酯专用料的生产工艺过程中，选用BaSO4/乙二醇悬浮液作为添加剂；其中，BaSO4/乙二醇悬浮液中BaSO4的浓度为：20％～50％，其平均粒径小于或等于0.5μm。
2、如权利要求1所述的聚酯专用料的生产方法，其特征在于：可以采用PTA工艺法来生产所述的聚酯专用料，并且，在PTA工艺过程的酯化阶段或预缩聚阶段加入所述的BaSO4/乙二醇悬浮液。
3、如权利要求2所述的聚酯专用料的生产方法，其特征在于：所述的PTA工艺法主要包括如下步骤：
(a)先将PTA与乙二醇按摩尔比1∶1.1～1.4的比例混合，再加入所述的BaSO4/乙二醇悬浮液，使聚酯中BaSO4的含量为聚酯重量的0.01％～0.5％；同时加入Sb、Ti、Ge、Sn这几种金属的化合物中的一种或几种作为催化剂，并且催化剂的加入量为聚酯重量的0.005％～0.05％；在温度为180℃～260℃，压力为0.2～0.3MPa下进行酯化；
(b)酯化结束后，加入含磷化合物作为稳定剂，稳定剂的加入量为聚酯重量的0.005％～0.01％；反应体系在压力为0.1～0.01MPa、温度为220℃～270℃的条件下进行预缩聚；
(c)经过预缩聚后，再逐渐减压升温，在高温255℃～285℃、绝对压力小于或等于100Pa的条件下，经过3～5hr的聚合，就可制备得到所需的聚酯专用料。
4、如权利要求3所述的聚酯专用料的生产方法，其特征在于：步骤(b)中所述的稳定剂为H3PO4、TMP、TPP、亚磷酸三苯酯中的一种或几种。
5、如权利要求3所述的聚酯专用料的生产方法，其特征在于：也可以在酯化后或预缩聚阶段加入所述的BaSO4/乙二醇悬浮液。
6、如权利要求1所述的聚酯专用料的生产方法，其特征在于：可以采用DMT工艺法来生产所述的聚酯专用料，并且，在DMT工艺过程的酯交换阶段或预缩聚阶段加入所述的BaSO4/乙二醇悬浮液。
7、如权利要求6所述的聚酯专用料的生产方法，其特征在于：所述的DMT工艺法主要包括如下步骤：
(a)先将DMT和乙二醇按摩尔比1∶2.0～3.0的比例混合，然后加入Mn、Mg、Zn、Ca、Co这几种物质的化合物中的一种或几种作为酯交换催化剂，并且酯交换催化剂的加入量为聚酯重量的0.005％～0.05％，在180℃～235℃下常压酯交换；
(b)酯交换反应结束后，再向反应体系中加入所述的BaSO4/乙二醇悬浮液，使聚酯中BaSO4的含量为聚酯重量的0.01％～0.5％，同时加入Sb、Ti、Ge、Sn这几种金属的化合物的一种或几种作为缩聚催化剂，并且缩聚催化剂的加入量为聚酯重量的0.005％～0.05％；加入含磷的化合物作为热稳定剂，并且热稳定剂的加入量为聚酯重量的0.005％～0.05％；加入Co(OAc)2作为调色剂，并且调色剂的加入量为聚酯重量的0.005％～0.01％；
(c)然后反应体系逐渐减压、升温，直至255℃～285℃、绝对压力小于或等于100Pa，经过3～5hr的聚合，就可制得所需的聚酯专用料。
8、如权利要求7所述的聚酯专用料的生产方法，其特征在于：步骤(b)中所述的稳定剂为H3PO4、TMP、TPP、亚磷酸三苯酯中的一种或几种。
9、如权利要求7所述的聚酯专用料的生产方法，其特征在于：也可以在酯交换前或预缩聚阶段加入所述的BaSO4/乙二醇悬浮液。
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