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1、(10)申请公布号 CN 103789865 A (43)申请公布日 2014.05.14 CN 103789865 A (21)申请号 201410037950.1 (22)申请日 2014.01.26 D01F 6/84(2006.01) C08G 63/688(2006.01) C08G 63/78(2006.01) D01D 5/253(2006.01) D01D 5/08(2006.01) D01D 5/12(2006.01) D01D 10/02(2006.01) D02J 1/22(2006.01) D02G 1/04(2006.01) (71)申请人 东华大学 地址 20162。
2、0 上海市松江区松江新城区人民 北路 2999 号 (72)发明人 吉鹏 王华平 王朝生 张玉梅 陈向玲 刘红飞 史原 (74)专利代理机构 上海天翔知识产权代理有限 公司 31224 代理人 吕伴 (54) 发明名称 一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法 (57) 摘要 本发明涉及一种高亲水易染聚酯纤维的制备 方法。将二元醇、 多羟基与聚乙二醇大分子按照 一定的摩尔比混合, 利用分阶段酯化, 第一酯化阶 段酸微过量, 保证多元醇中参加酯化反应能力较 低的部分充分反应, 接入到聚酯分子链中。在第 二酯化阶段补充二元醇对共聚酯的端羧基进行调 控, 再经缩聚反应制备高亲水易染聚酯。 高亲水易 染聚酯经。
3、熔融纺丝, 最终制备得到高亲水易染聚 酯纤维, 纤维中多羟基活性位点、 柔性链聚乙二醇 中的醚键与二元酸中的磺酸盐基团具有较强的吸 附功能, 可以赋予纤维良好的吸湿性与染色性能。 高亲水易染聚酯纤维可以广泛应用于制备吸湿排 汗、 抗静电纤维, 作为贴身面料。本发明改性效果 明显, 尤其适用于熔体直纺工艺。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 23 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书23页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103789865 A CN 103789865 A 1/2 页 2 1. 一种高亲水易染。
4、聚酯纤维的制备方法, 其特征是 : 依次包括第一酯化反应、 第二酯 化反应、 缩聚反应及经熔融纺丝成型, 具体步骤为 : (1) 第一酯化反应 : 将二元醇、 多羟基醇与聚乙二醇按照摩尔比 90 95.5:0.5 1:3.5 9.5 配置成混 合多元醇 ; 按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比1.021.10:1添加二 元酸 ; 将所述混合多元醇与所述二元酸加入酯化反应釜进行第一酯化反应, 所述第一酯化反 应的压力为 0.01 0.5MPa, 反应的温度为 230 260, 反应的时间为 2 4h ; 当第一酯 化反应出水量达到理论出水量的 90 95%, 完成第一酯化反应 。
5、; (2) 第二酯化反应 : 将所述第一酯化反应得到的物料在补充二元醇后进行第二酯化反应, 反应的压力为 0.1 0.5Mpa, 反应的温度为 240 270, 反应的时间为 0.5 2h ; 第二酯化反应直到酯 化出水量达到理论出水量的 98% 以上终止 ; 补充二元醇的物质量为第一酯化添加羟基总摩尔数的 10.5% 16.3%, 使得第一酯化 反应和第二酯化反应中总的醇羟基与羧酸官能团的摩尔比为 1.10 1.30:1 ; (3) 将所述第二酯化反应的混合物进行缩聚反应, 经过缩聚反应制得高亲水易染聚 酯 ; 所述缩聚反应的温度保持在 260 280; 所述缩聚反应持续 2 4h, 制备得。
6、到高亲水 易染聚酯 ; (4) 将所述高亲水易染聚酯经熔融纺丝成型制备得到高亲水易染聚酯纤维 ; 所述高亲 水易染聚酯纤维为 POY、 FDY、 DTY 或短纤维, 其纺丝工艺分别为 : 短纤维纺丝工艺为 : 纺丝温度为 270 300, 纺丝速度为 800 1500m/min, 拉伸温 度为 60 80, 预拉伸倍率为 1.02 1.10, 一道拉伸倍率为 2.80 3.20, 二道拉伸倍率 为 1.05 1.15, 然后经切断, 制得高亲水易染聚酯短纤维, 短纤维的纤度为 0.3 5dtex, 长度为38mm或51mm ; 所述高亲水易染聚酯短纤维的断裂强度2.5cN/dtex, 纤维断裂。
7、伸长 率 20 30%, 纤维的表面接触角为 45 50, 回潮率 2.0%, 吸水率 250%, 初始模量为 40 60cN/dtex, 纤维的电阻为 108cm ; POY纺丝工艺为 : 纺丝温度为270300, 纺丝速度为20003000m/min, 拉伸温度为 60 80, 总拉伸倍率为 1.5 5 ; 所述高亲水易染聚酯 POY 的断裂强度 2.0cN/dtex, 纤 维断裂伸长率 100%, 纤维的表面接触角为 45 50, 回潮率 2.0%, 吸水率 250%, 初 始模量为 40 60cN/dtex, 纤维的电阻为 108cm ; DTY 纺丝工艺为 : 所述 POY 经过 8。
8、 小时平衡后, 分别经第一罗拉, 第热箱, 冷却板, PU 盘式假捻器, 第二罗拉, 网络喷嘴, 第热箱, 第三罗拉, 油轮, 最后经过卷绕罗拉卷绕成 型, 制成多羟基柔性聚酯 DTY ; 其中第一罗拉的线速度 200 600m/min, 第二罗拉的线速度 500 600m/min, 第三罗拉的线速度 300 600m/min, 卷绕罗拉的线速度 400 700m/min, 牵伸比 1.1 1.8, PU 盘式假捻 D/Y 比为 1.2 2.5 ; 所述高亲水易染聚酯 DTY 的断裂强度 3.0cN/dtex, 纤维断裂伸长率1520%, 纤维的表面接触角为4550, 回潮率2.5%, 吸水率。
9、 250%, 初始模量为 40 60cN/dtex, 纤维的电阻为 108cm ; 权 利 要 求 书 CN 103789865 A 2 2/2 页 3 FDY 纺丝工艺为 : 纺丝速度为 3500 4200m/min, 热辊 GR1 的速度为 1100 1500m/ min, 温度为 80 110, 热辊 GR2 的速度为 3550 4280m/min, 温度为 115 135, 制得 高亲水易染聚酯 FDY 长丝 ; 所述高亲水易染聚酯 FDY 的断裂强度 3.5cN/dtex, 纤维断裂 伸长率 20 25%, 纤维的表面接触角为 45 50, 回潮率 2.0%, 吸水率 250%, 初。
10、始模 量为 40 60cN/dtex, 纤维的电阻为 108cm ; 所述高亲水易染聚酯纤维利用常规的分散染料在染色温度为 90 100, 染料浓 度 :1%-5%owf, 染色时间 : 45-60min, PH 值控制在 4.5-5.5 条件下上染料达 95-98%, 且织物 的色泽鲜艳光泽柔和。 2. 根据权利要求 1 所述的一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法, 其特征在于, 所述二 元醇为乙二醇、 丙二醇、 丁二醇或戊二醇中的一种以上 ; 所述多羟基醇为山梨醇、 季戊四醇 或木糖醇中的一种以上。 3. 根据权利要求 1 所述的一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法, 其特征在于, 所述 二元酸为。
11、对苯二甲酸或对苯二甲酸与 5- 磺酸钠 - 间苯二甲酸二乙醇酯按照摩尔比 9 9.5:1 0.5 的混合物。 4. 根据权利要求 1 所述的一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法, 其特征在于, 所述聚 乙二醇的相对数均分子量大小为 400 6000g/mol。 5. 根据权利要求 1 所述的一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法, 其特征在于, 所述的 步骤 (1) 中 : 在第一酯化反应开始之前, 先将所述混合多元醇与二元酸在浆料釜中进行搅 拌打浆, 使充分共混 ; 并且预热酯化反应釜, 在酯化反应釜内部温度达到 200 230时 将浆料釜中充分共混的物料导入。 6. 根据权利要求 1 所述的一种高亲。
12、水易染聚酯纤维的制备方法, 其特征在于, 所述的 步骤 (1) 中 : 在第一酯化反应开始之前, 还加入催化剂、 热稳定剂和抗氧化剂 ; 所述催化剂 的加入量为 100 500ppm, 基数为所述二元酸的质量 ; 所述热稳定剂的加入量为二元酸质 量的 0.001 0.02% ; 所述抗氧化剂的加入量为二元酸质量的 0.001 0.03%。 7. 根据权利要求 6 所述的一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法, 其特征在于, 所述催 化剂为钛系催化剂和 / 或锑系催化剂 ; 所述钛系催化剂为钛酸四丁酯和 / 或乙二醇钛 ; 所 述锑系催化剂为三氧化二锑、 醋酸锑或乙二醇锑中的一种以上 ; 所述热稳定剂。
13、为磷酸三甲 酯和烷基磷酸二酯或三 (壬苯基) 亚磷酸酯的其中之一或其混合物 ; 所述抗氧化剂为抗氧化 剂 1010、 抗氧化剂 168 或抗氧化剂 616 其中之一或其混合物。 8. 根据权利要求 1 所述的一种高亲水易染聚酯聚酯纤维的制备方法, 其特征在于, 所 述熔融纺丝成型采用圆形或异形喷丝板, 所述异形喷丝板为三叶形喷丝板、 扁平型喷丝板、 中空型喷丝板、 十字型喷丝板、 Y 型喷丝板或 “8” 字型喷丝板中一种。 权 利 要 求 书 CN 103789865 A 3 1/23 页 4 一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法 技术领域 0001 本发明属聚酯技术领域, 涉及一种高亲水易染聚酯。
14、纤维的制备方法, 特别是涉及 一种利用聚合手段从聚酯分子水平引入多羟基官能团与柔性链, 再经圆形或异形喷丝板熔 融纺丝成型制备高亲水易染聚酯纤维的方法。 背景技术 0002 2011 年我国聚酯纤维产量 2795 万吨, 占我国化纤产量的 83% ; 占世界聚酯纤维产 量的 70%。虽然我国聚酯产能、 产量位居世界第一, 但我国聚酯纤维行业仍面临一些亟须解 决的突出问题 : 产品结构不合理, 同质化竞争激烈, 行业利润率偏低。 在这种情况下, 开发生 产高附加值的聚酯产品, 节能降低成本是今后聚酯企业发展的主题。同时随着经济不断发 展, 人们对衣着舒适性提出了更高的要求, 而科学技术的进步为改。
15、善纺织品的舒适性提供 了可能。 0003 聚酯纤维是目前合成纤维中应用最为广泛的品种, 但是由于聚酯本身的分子结构 排列规整, 结晶度高、 模量大, 作为服用领域纤维存在手感发硬的问题, 影响了其舒适性 ; 同 时聚酯分子缺乏极性官能团, 纤维的吸湿性很差, 在标准环境下纤维的回潮率仅为 0.4%, 而 天然纤维棉回潮率达到了 7.5%。常规聚酯纤维染色需要在 130高温高压条件下进行染 色, 消耗大量的能源。 聚酯纤维的吸湿性差、 染色性能差及手感发硬在很多场合制约了聚酯 技术的进一步发展。如何制备出一种同时有吸湿性能、 速干性能、 柔软性能等于一体, 同时 保有聚酯纤维本身优异的力学性能的。
16、纤维时研究者一直努力追求的目标。 0004 聚酯纤维进一步发展必须克服以上性能上的缺点, 为此主要形成了三个方面的技 术手段 : 0005 (1) 利用表面整理剂进行涂覆 : 一般通过对高温高压下进行染色的纤维或织物再 经亲水性的整理剂对纤维或织物涂覆来改善其吸湿性与柔软性能, 工艺流程复杂, 需要消 耗大量的能源, 改性效果机理是借助涂覆整理剂的性质来赋予纤维或织物的亲水性与柔软 性能, 整理剂与纤维结合力较差, 一般都是起到暂时的效果, 随着使用次数与时间的增加, 吸湿性效果下降明显。 0006 (2) 共混纺丝成型 : 利用与色母粒、 高吸湿性的母粒, 共混纺丝来改善纤维的染色 与吸湿性。
17、, 对母粒的吸湿性与稳定性提出了更高的要求, 共混物随着母粒的质量分数的增 加会出现相分离现象对织物的色泽影响较大, 同时对纺丝工艺提出苛刻额要求。同时母粒 添加方式对生产设备提出新的要求, 需要额外购置新的装置, 大大增加了成本。 0007 (3) 共聚合改性 : 可以赋予纤维的永久染色与吸湿性, 在现有共聚技术中, 提高聚 酯纤维柔软性与吸湿性通常都是在聚合中引入聚乙二醇类大分子。 先经过酯化再经缩聚得 到聚酯, 其中体系始终是醇过量, 保证体系中二元酸充分反应。 0008 但是所引入的多组分醇参加酯化活性不一致, 大多数醇与二元酸参加反应的能力 不如二元醇, 体系中二元醇过量, 酸反应结。
18、束后, 体系中存在着未完全反应的多元醇, 不仅 没有大幅增加聚酯的羟基数量, 而且这些没有反应的多元醇对共聚酯纺丝成型造成严重的 说 明 书 CN 103789865 A 4 2/23 页 5 不利影响, 同时还造成了原料的浪费。 0009 为了改善聚酯纤维的柔软性能, 现有技术在酯化阶段结束时添加聚乙二醇, 利用 聚乙二醇与聚酯酯交换反应制备嵌段共聚物, 进而改善聚酯纤维的柔软性。但是在酯化阶 段添加的聚乙二醇由于相对分子量大, 参加酯交换反应活性低, 反应结束后尚有部分未反 应的聚乙二醇, 不仅造成了原料的浪费, 同时游离的聚乙二醇大分子抽真空易发生管道堵 塞, 不均匀分布在聚酯中对后道纺。
19、丝成型产生严重影响。 发明内容 0010 本发明的目的是提供一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法, 特别是提供一种第一 酯化酸微过量且第二酯化阶段醇过量的高亲水易染聚酯纤维的制备方法。 由于二元醇和其 它多元醇与酸反应的活性并不一致, 本发明的一种高亲水易染聚酯的制备方法, 将第一酯 化阶段酸过量, 保证多元醇中参加酯化反应能力较低的醇与聚乙二醇充分反应, 接入到聚 酯分子链中, 形成序列结构均匀分布的共聚酯 ; 在第二酯化阶段补充的二元醇可以对共聚 酯的端羧基进行调控, 使共聚酯的端羧基含量控制在稳定的范围内, 再经异形喷丝板熔融 纺丝成型制备得到高亲水易染聚酯纤维。 0011 本发明的一种高亲。
20、水易染聚酯纤维的制备方法, 依次包括第一酯化反应、 第二酯 化反应、 缩聚反应及经异形喷丝板熔融纺丝成型。 0012 (1) 第一酯化反应 : 0013 将二元醇、 多羟基醇与聚乙二醇按照摩尔比 90 95.5:0.5 1:3.5 9.5 配置 成混合多元醇 ; 0014 二元醇含量占多元醇总量的 90% 以上, 保证制备出的产物中聚酯成分占到主要部 分, 保留聚酯本身优异的力学性能、 稳定性能。将二元醇、 多羟基醇与聚乙二醇酯化前进行 混合, 可以保证多元醇中高粘度醇成分在二元醇中均匀分散。 0015 按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇羟基官能团摩尔比1.021.10:1添加 二元酸 ; 。
21、0016 传统多元醇聚酯的制备都是以醇过量, 保证酸充分反应。但是由于二元醇和其它 多元醇与酸反应的活性并不一致, 大多数醇与二元酸参加反应的能力不如二元醇, 体系中 二元醇过量, 酸反应结束后, 体系中存在着未完全反应的多元醇。 本发明在第一酯化反应阶 段, 利用二元酸羧基官能团微过量, 保证活性不一致的混合多元醇都能充分反应。 0017 将所述混合多元醇与所述二元酸加入酯化反应釜进行第一酯化反应, 所述第一酯 化反应的压力为 0.01 0.5MPa, 反应的温度为 230 260, 反应的时间为 0.5 3h ; 当 第一酯化反应出水量达到理论出水量的 90 95%, 完成第一酯化反应 ;。
22、 0018 第一酯化反应控制在一定的压力可以保证多元醇中沸点较低的成分在压力下避 免一直在反应器的顶部, 实现与物料接触参与反应。 以酯化出水量来判断酯化率, 简单可操 作。控制第一酯化出水量达到理论的 90 95%, 此时体系中的活性不一致的多元醇均能充 分反应, 避免存在游离的多元醇与聚乙二醇。 0019 (2) 第二酯化反应 : 0020 将所述第一酯化反应得到的物料在补充二元醇后进行第二酯化反应, 反应的压力 为 0.1 0.5Mpa, 反应的温度为 240 270, 反应的时间为 0.5 2h ; 第二酯化反应直到 说 明 书 CN 103789865 A 5 3/23 页 6 酯化。
23、出水量达到理论出水量的 98% 以上终止 ; 0021 补充二元醇的物质量为第一酯化添加多元醇羟基总摩尔数的 10.5% 16.3%, 使 得第一酯化反应和第二酯化反应中总的醇羟基与羧酸官能团的摩尔比为 1.10 1.30:1 ; 0022 第一酯化反应结束补充二元醇, 将第一酯化阶段过量的二元酸反应完全, 使得整 个酯化阶段醇与酸的摩尔比维持在醇过量。聚酯的端羧基对后道的纺丝具有重要的影响。 常规的聚酯羧基值含量为 20mol/T, 第一酯化阶段结束后酯化物以端羧基封端, 第二酯化补 充的二元醇可以继续与端羧基反应, 从而在第二酯化反应结束时酯化物以端羟基封端。 0023 (3) 再将所述第。
24、二酯化反应的混合物进行缩聚反应, 经过缩聚反应制得聚酯 ; 0024 所述缩聚反应的温度保持在 260 280 ; 所述缩聚反应持续 2 4h。 0025 酯化结束后酯化物进入缩聚阶段, 缩聚分为低真空阶段与高真空阶段。低真空压 力控制在 -50kPa, 时间 40 60min, 低真空阶段是为了避免酯化直接进入高真空阶段造成 抽真空管道堵塞。低真空阶段结束后进行高真空阶段, 高真空压力控制在 -101kPa, 时间控 制在 1 3h。整个缩聚阶段时间不超过 4.5h。缩聚阶段结束以搅拌器设定的搅拌功率值 为出料依据。 0026 (4) 最后将所述制备的高亲水易染聚酯经异形喷丝板熔融纺丝成型制。
25、备得到高亲 水易染聚酯纤维。 0027 作为优选的技术方案 : 0028 如上所述的一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法所述二元醇为乙二醇、 丙二醇、 丁二醇或戊二醇中的一种以上。 0029 如上所述的一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法, 所述多羟基醇为山梨醇、 季戊 四醇或木糖醇中的一种以上。 0030 如上所述的一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法, 所述二元酸为对苯二甲酸或对 苯二甲酸与 5- 磺酸钠 - 间苯二甲酸二乙醇酯按照摩尔比 90 95:10 5 的混合物。 0031 如上所述的一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法, 所述聚乙二醇的相对数均分子 量大小为 400 6000g/mol ; 00。
26、32 如上所述的一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法, 所述的步骤 (1) 中 : 在第一酯 化反应开始之前, 先将所述混合多元醇和二元酸在浆料釜中进行搅拌打浆, 使充分共混 ; 并 且预热酯化反应釜, 在酯化反应釜内部温度达到 200 230时将浆料釜中充分共混的 物料导入。 0033 如上所述的一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法, 所述的步骤 (1)中 : 在第一 酯化反应开始之前, 还加入催化剂、 热稳定剂和抗氧化剂 ; 所述催化剂的加入量为 100 500ppm, 基数为所述二元酸的质量 ; 所述热稳定剂的加入量为二元酸质量的 0.001 0.02% ; 所述抗氧化剂的加入量为二元酸质量的 。
27、0.001 0.03%。 0034 如上所述的一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法, 所述催化剂为钛系催化剂和 / 或锑系催化剂 ; 所述钛系催化剂为钛酸四丁酯和 / 或乙二醇钛 ; 所述锑系催化剂为三氧化 二锑、 醋酸锑或乙二醇锑中的一种以上。 0035 如上所述的一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法, 所述热稳定剂为磷酸三甲酯和 烷基磷酸二酯或三 (壬苯基) 亚磷酸酯的其中之一或其混合物。 0036 如上所述的一种多羟基柔性聚酯纤维的制备方法, 所述抗氧化剂为抗氧化剂 说 明 书 CN 103789865 A 6 4/23 页 7 1010、 抗氧化剂 168 或抗氧化剂 616 其中之一或其混合。
28、物。 0037 如上所述的一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法, 所述多羟基柔性聚酯纤维为 POY、 FDY、 DTY 或短纤维, 其纺丝工艺分别为 : 0038 将步骤 (3) 制备得到的高亲水易染聚酯进行熔融纺丝, 其短纤维纺丝工艺为 : 纺 丝温度为 270 300, 纺丝速度为 800 1500m/min, 拉伸温度为 60 80, 预拉伸倍率 为1.021.10, 一道拉伸倍率为2.803.20, 二道拉伸倍率为1.051.15, 然后经切断, 制得高亲水易染聚酯聚酯短纤维, 短纤维的纤度为 0.3 5dtex, 长度为 38mm 或 51mm。 0039 将步骤 (3) 制备得到的高亲。
29、水易染聚酯进行熔融纺丝, 其 POY 纺丝工艺为 : 纺丝温 度为 270 300, 纺丝速度为 2000 3000m/min, 拉伸温度为 60 80, 总拉伸倍率为 1.5 5。 0040 进一步地, POY 经过 8 小时平衡后, 分别经第一罗拉, 第热箱, 冷却板, PU 盘式假 捻器, 第二罗拉, 网络喷嘴, 第热箱, 第三罗拉, 油轮, 最后经过卷绕罗拉卷绕成型, 可制成 高亲水易染聚酯 DTY。 0041 其中第一罗拉的线速度 200-600m/min, 第二罗拉的线速度 500-600m/min, 第三罗 拉的线速度300-600m/min, 卷绕罗拉的线速度400-700m/。
30、min, 牵伸比1.1-1.8, PU盘式假捻 D/Y 比为 1.2-2.5。 0042 将步骤 (3) 制备得到的高亲水易染聚酯进行熔融纺丝, FDY 纺丝工艺为 : 纺丝速度 为 3500 4200m/min, 热辊 GR1 的速度为 1100 1500m/min, 温度为 80 110, 热辊 GR2 的速度为 3550 4280m/min, 温度为 115 135, 制得高亲水易染聚酯 FDY 长丝。 0043 如上所述的异形喷丝板为三叶形喷丝板、 扁平型喷丝板、 中空型喷丝板、 十字型喷 丝板、 Y 型或 “8” 字型喷丝板中一种。 0044 有益效果 : 0045 (1) 本发明采。
31、用分阶段酯化 : 第一酯化阶段为酸过量, 保证体系中的多元醇充分反 应。在完成 90 95% 酯化率后进入第二酯化阶段, 补充二元醇, 调控酯化物的端基。分阶 段酯化工艺保证了引入的多元醇可以充分反应, 形成序列结构均匀分布的共聚酯。 0046 (2) 本发明第一酯化酸过量体系, 可以保证多元醇充分反应, 减少原料的浪费同时 避免小分子存在体系中对共聚酯的纺丝成型造成不利的影响。 0047 (3) 本发明分阶段的酯化, 第一酯化酸过量可以使得添加的聚乙二醇充分反应, 聚 乙二醇不仅改善了聚酯纤维的柔软度, 同时也避免了传统的方法在酯化阶段结束添加反应 不完全, 聚乙二醇以游离的形式对后道的纺丝。
32、加工及纤维的强度造成严重的影响。本发明 制备的柔性亲水性是永久性的, 不会随着使用时间的增加与次数而降低。 0048 (4) 本发明高亲水易染聚酯经异形喷丝板熔融纺丝成型, 制备的纤维横截面为异 形结构增加了导湿性能, 从而形成了吸湿 - 导湿体系维持人体皮肤最佳的舒适度, 从而进 一步增强聚酯纤维的舒适性。 0049 (5) 本发明的方法, 工艺简单, 可以在现有的装置上进行改性生产, 成本增加少, 适 合规模化生产, 尤其适合熔体直纺工艺。 0050 (6) 本发明所制备的纤维与常规聚酯纤维相比, 纤维的表面接触角为 45 -50, 回潮率 2.0%, 吸水率 250%, 具有较高的吸湿性。
33、 ; 初始模量为 40-60cN/dtex, 具有良好的 柔软性能 ; 纤维的电阻为 108cm。利用常规的分散染料在浴比为 1:100-1:50, 染色温度 说 明 书 CN 103789865 A 7 5/23 页 8 为 90 100, 染料浓度 : 1%-5%owf, 染色时间 : 45-60min, pH 值控制在 4.5-5.5 条件下上 染料可达 95-98%, 且织物的色泽鲜艳光泽柔和, 高亲水易染可以用于内衣、 运动衣及户外用 品。 附图说明 0051 附图是高亲水易染聚酯切片的 1H-NMR 图 具体实施方式 0052 下面结合具体实施方式, 进一步阐述本发明。 应理解, 。
34、这些实施例仅用于说明本发 明而不用于限制本发明的范围。 此外应理解, 在阅读了本发明讲授的内容之后, 本领域技术 人员可以对本发明作各种改动或修改, 这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限 定的范围。 0053 实施例 1 0054 一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法, 依次包括第一酯化反应、 第二酯化反应、 缩 聚反应及熔融纺丝成型, 具体步骤为 : 0055 (1) 第一酯化反应 : 0056 将乙二醇、 山梨醇与聚乙二醇按照摩尔比 90:0.5:9.5 进行混合 ; 0057 按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比 1.1:1 添加对苯 二甲酸与 5- 磺酸钠 - 间。
35、苯二甲酸二乙醇酯 ; 0058 所述对苯二甲酸与 5- 磺酸钠 - 间苯二甲酸二乙醇酯按照摩尔比 90:10 进行混合 ; 0059 所述的聚乙二醇相对数均分子量大小为 400g/mol ; 0060 将所述混合多元醇、 聚乙二醇与所述二元酸加入酯化反应釜进行第一酯化反应, 所述第一酯化反应的压力为 0.01MPa, 反应的温度为 230, 反应的时间为 4h ; 当第一酯化 反应出水量达到理论出水量的 95%, 完成第一酯化反应 ; 0061 (2) 第二酯化反应 : 0062 将所述第一酯化反应得到的物料在补充乙二醇后进行第二酯化反应, 反应的压力 为 0.1Mpa, 反应的温度为 240。
36、, 反应的时间为 2h ; 第二酯化反应直到酯化出水量达到理论 出水量的 98% 以上终止 ; 0063 补充乙二醇为第一酯化阶段多元醇羟基总摩尔数的 10.5%, 使得第一酯化反应和 第二酯化反应中总的醇与酸的摩尔比为 1.10 1.30:1 ; 0064 (3) 再将所述第二酯化反应的混合物进行缩聚反应, 经过缩聚反应制得聚酯切 片 ; 0065 所述缩聚反应的温度保持在280; 所述缩聚反应持续2h, 制备得到高亲水易染聚 酯。 0066 如附图所示核磁表征采用瑞士Bruker公司的Avance400核磁共振谱仪进行测试, 1HNMR 振动频率为 400HZ, 在 25条件下进行测试, 。
37、用溶剂 CF 3COOD 定标。从 1H-NMR 谱图中 可以看出溶剂 CF3COOD 的偏移峰在 11.5ppm 处, 在 a=9.10ppm 与 b=9.02ppm 处的 H 峰 为上对应的峰值, 面积比正好为 2:1。c=8.3ppm 处为苯环上的 H。 说 明 书 CN 103789865 A 8 6/23 页 9 0067 在 d=4.70ppm 处 出 现 亚 甲 基 上 的 H 峰,为 高 亲 水 易 染 聚 酯 中 -COC6H4COOCH2CH2- 上的亚甲基上的峰。在谱图中 e=4.2ppm, f=3.9ppm 出现的 H 峰, 为 -COC6H4COO-(CH2CH2O)。
38、n-H 中聚乙二醇的 H 峰, 在谱图中 g=2.3ppm 出现的 H 峰为 0068 中醇单元中的 H。 0069 通过所制备的共聚酯 1H-NMR 表征, 共聚酯中引入了多羟基官能团与聚乙二醇结 构, -COC6H4COO-(CH2CH2O)n-H 在高亲水易染聚酯中的比例为 81:9:0.5:9.5, 引入的多元醇与聚 乙二醇全部参加了反应。 0070 (4) 最后将所述制备的高亲水易染聚酯熔融纺丝成型制备得到高亲水易染聚酯纤 维 ; 0071 纺丝温度为300, 纺丝速度为1500m/min, 拉伸温度为80, 预拉伸倍率为1.02, 一道拉伸倍率为 2.80, 二道拉伸倍率为 1.0。
39、5, 制得高亲水易染聚酯短纤维, 短纤维的纤度 为 0.3dtex, 长度为 38mm。纤维的表面接触角为 45, 回潮率 2.0%, 吸水率 250%, 初始模量 为 60cN/dtex, 纤维的电阻为 108cm。 0072 (5) 利用常规的分散染料在浴比为 1:100, 染色温度为 90, 染料浓度 : 5%owf, 染 色时间 : 45min, pH 值控制在 4.5 条件下上染料可达 98%, 且织物的色泽鲜艳光泽柔和。 0073 实施例 2 0074 一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法, 依次包括第一酯化反应、 第二酯化反应、 缩 聚反应及熔融纺丝成型, 具体步骤为 : 0075 。
40、(1) 第一酯化反应 : 0076 将丙二醇、 山梨醇与聚乙二醇按照摩尔比 90:0.5:9.5 进行混合 ; 0077 按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比 1.02:1 添加对苯 二甲酸 ; 0078 所述对苯二甲酸与 5- 磺酸钠 - 间苯二甲酸二乙醇酯按照摩尔比 95:5 进行混合 ; 0079 所述的聚乙二醇相对数均分子量大小为 400g/mol ; 0080 将所述混合多元醇与所述二元酸加入酯化反应釜进行第一酯化反应, 所述第一酯 化反应的压力为 0.01MPa, 反应的温度为 230, 反应的时间为 4h ; 当第一酯化反应出水量 达到理论出水量的 90%, 完。
41、成第一酯化反应 ; 0081 (2) 第二酯化反应 : 0082 将所述第一酯化反应得到的物料在补充丙二醇后进行第二酯化反应, 反应的压力 为 0.1Mpa, 反应的温度为 240, 反应的时间为 1h ; 第二酯化反应直到酯化出水量达到理论 出水量的 98% 以上终止 ; 0083 补充丙二醇为第一酯化阶段多元醇羟基总摩尔数的 10.5%, 使得第一酯化反应和 第二酯化反应中总的醇与酸的摩尔比为 1.10 1.30:1 ; 说 明 书 CN 103789865 A 9 7/23 页 10 0084 (3) 再将所述第二酯化反应的混合物进行缩聚反应, 经过缩聚反应制得聚酯 ; 0085 所述缩。
42、聚反应的温度保持在270; 所述缩聚反应持续2h, 制备得到高亲水易染聚 酯 ; 0086 对所制备的高亲水易染聚酯切片利用 1H-NMR 进行表征, 共聚酯中引入了多羟基官 能团与聚乙二醇结构, 0087 -COC6H4COO-(CH2CH2O)n-H 在高亲水易染聚酯中的比例为 85.5:4.5:0.5:9.5, 引入的多元醇 与聚乙二醇全部参加了反应。 0088 (4) 最后将制备的高亲水易染聚酯熔融纺丝成型得到高亲水易染聚酯纤维 ; 0089 将步骤 (3) 制备得到的高亲水易染聚酯进行熔融纺丝, 其纺丝工艺为 : 纺丝温度 为 290, 纺丝速度为 1500m/min, 拉伸温度为 。
43、80, 预拉伸倍率为 1.02, 一道拉伸倍率为 2.80, 二道拉伸倍率为 1.05, 制得高亲水易染聚酯短纤维, 短纤维的纤度为 0.3dtex, 长度 为 38mm。 0090 纤维的表面接触角为 50, 回潮率 2.2%, 吸水率 260%, 初始模量为 60cN/dtex, 纤 维的电阻为 108cm。 0091 (5) 利用常规的分散染料在浴比为 1:100, 染色温度为 95, 染料浓度 : 1%owf, 染 色时间 : 60min, pH 值控制在 4.5 条件下上染料可达 98%, 且织物的色泽鲜艳光泽柔和。 0092 实施例 3 0093 一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法,。
44、 依次包括第一酯化反应、 第二酯化反应、 缩 聚反应及熔融纺丝成型, 具体步骤为 : 0094 (1) 第一酯化反应 : 0095 将丁二醇、 山梨醇与聚乙二醇按照摩尔比 90:0.5:9.5 进行混合 ; 0096 按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比 1.10:1 添加对苯 二甲酸与 5- 磺酸钠 - 间苯二甲酸二乙醇酯 ; 0097 所述对苯二甲酸与 5- 磺酸钠 - 间苯二甲酸二乙醇酯按照摩尔比 90:10 进行混合 ; 0098 所述的聚乙二醇相对数均分子量大小为 400g/mol ; 0099 将所述混合多元醇与所述二元酸加入酯化反应釜进行第一酯化反应, 所述第一。
45、酯 化反应的压力为 0.5MPa, 反应的温度为 260, 反应的时间为 2h ; 当第一酯化反应出水量达 到理论出水量的 90%, 完成第一酯化反应 ; 0100 (2) 第二酯化反应 : 0101 将所述第一酯化反应得到的物料在补充丁二醇后进行第二酯化反应, 反应的压力 为 0.5Mpa, 反应的温度为 270, 反应的时间为 1h ; 第二酯化反应直到酯化出水量达到理论 出水量的 98% 以上终止 ; 0102 补充丁二醇为第一酯化阶段多元醇羟基总摩尔数的 16.3%, 使得第一酯化反应和 第二酯化反应中总的醇与酸的摩尔比为 1.10 1.30:1 ; 0103 (3) 再将所述第二酯化。
46、反应的混合物进行缩聚反应, 经过缩聚反应制得聚酯 ; 说 明 书 CN 103789865 A 10 8/23 页 11 0104 所述缩聚反应的温度保持在265; 所述缩聚反应持续2h, 反应制备得到高亲水易 染聚酯切片。 0105 对所制备的高亲水易染聚酯切片利用 1H-NMR 进行表征, 共聚酯中引入了多羟基官 能团与聚乙二醇结构, 0106 -COC6H4COO-(CH2CH2O)n-H 0107 在高亲水易染聚酯中的比例为 81:9:0.5:9.5, 引入的多元醇与聚乙二醇全部参加 了反应。 0108 (4) 最后将制备的高亲水易染聚酯经中空喷丝板熔融纺丝成型得到高亲水易染聚 酯纤维。
47、 ; 0109 将步骤 (3) 制备得到的高亲水易染聚酯进行熔融纺丝, 其纺丝工艺为 : 纺丝温度 为 270, 纺丝速度为 800m/min, 拉伸温度为 60, 预拉伸倍率为 1.10, 一道拉伸倍率为 2.80, 二道拉伸倍率为 1.15, 制得高亲水易染聚酯短纤维, 短纤维的纤度为 5dtex, 长度为 38mm。 0110 纤维的表面接触角为 45, 回潮率 2.5%, 吸水率 260%, 初始模量为 40cN/dtex, 纤 维的电阻为 108cm。 0111 (5) 利用常规的分散染料在浴比为 1:50, 染色温度为 90, 染料浓度 : 1%owf, 染色 时间 : 60min。
48、, pH 值控制在 5.0 条件下上染料可达 98%, 且织物的色泽鲜艳光泽柔和。 0112 实施例 4 0113 一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法, 依次包括第一酯化反应、 第二酯化反应、 缩 聚反应及经熔融纺丝成型, 具体步骤为 : 0114 (1) 第一酯化反应 : 0115 将乙二醇、 戊二醇、 木糖醇和聚乙二醇混合成混合多元醇, 其中, 乙二醇与戊二醇 的摩尔比为 90:10, 二元醇、 木糖醇与聚乙二醇按照摩尔比 92.5:1:6.5 配置 ; 0116 按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比 1.10:1 添加对苯 二甲酸与 5- 磺酸钠 - 间苯二甲酸二乙醇酯 ; 0117 所述对苯二甲酸与 5- 磺酸钠 - 间苯二甲酸二乙醇酯按照摩尔比 90:10 进行混合 ; 0118 所述的聚乙二醇相对数均分子量大小为 。