本申请涉及阳离子聚酯纤维制备,尤其是涉及一种阳离子可染聚酯纤维及制备方法。
背景技术:
1、化纤是纺织领域重要的原材料,其中聚酯纤维占到了化纤总产量的70%。提升聚酯纤维的差别化、功能化水平直接关系了聚酯产品的升级。舒适性改性是聚酯纤维差别化、功能化的发展趋势,其中光泽和染色性能是舒适性聚酯纤维产品的基础。涤纶化纤面料虽然有手感好、悬垂性好及抗皱性好的优点,但其和棉、麻布相比缺点是吸湿量低,不吸水,穿着不舒服。功能性的纤维供不应求,国内生产高档面料的纺织企业每年还需要进口一定量的功能性的涤纶长丝。由于聚酯本身仅含碳、氢、氧结构,分子结构中不含阻燃性基团,因此聚酯属于易燃材料。因此聚酯纤维本身为非本征阻燃高分子,在受热分解时产生大量的可燃挥发组分,易燃烧引起火灾,限制了聚酯纤维在阻燃等级高等领域的广泛应用。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题,开发一种阻燃性好、染色的稳定性好的阳离子可染聚酯纤维,本申请提供了一种阳离子可染聚酯纤维及制备方法。
2、第一方面,本申请提供了一种阳离子可染聚酯纤维的制备方法,包括以下步骤:
3、s1、将磷酸三苯酯、间苯二甲酸-5-磺酸钠、乙二醇和醋酸钴加入到反应釜中混合进行酯化反应,制得中间酯化物;
4、s2、向反应釜中加入对苯二甲酸和锑系催化剂继续进行酯化反应,将反应产物转移至预缩聚反应釜,向预缩聚反应釜中加入可膨胀石墨粉和钛酸四丁酯并搅拌,在真空机组的共同作用下进行预缩聚反应,制得预缩聚反应物;
5、s3、将所述步骤s2中制得的预缩聚反应物转移至终缩聚反应釜,调节真空机组提高反应体系的真空度进行终缩聚反应,制得阳离子聚酯熔体;
6、s4、将所述步骤s3中制得的阳离子聚酯熔体采用poy-dty工艺,计量、挤出、冷却、上油和卷绕制得聚酯poy纤维;将制得的聚酯poy纤维进行加热、拉伸、加捻、定型、上油、卷绕制得阳离子可染聚酯纤维。
7、可选的,所述步骤s1中,所述磷酸三苯酯、间苯二甲酸-5-磺酸钠、乙二醇的重量比为2-3:1:12-18。
8、可选的,所述步骤s1中,所述磷酸三苯酯、间苯二甲酸-5-磺酸钠、乙二醇的重量比为2:1:14。
9、可选的,所述醋酸钴的用量为乙二醇用量的0.1-0.3wt%。
10、可选的,所述步骤s2中加入的对苯二甲酸与所述步骤s1中加入的乙二醇的重量比为3:2-3。
11、通过采用上述技术方案,本申请在预缩聚反应前加入磷酸三苯酯和钛酸四丁酯,降低了sipe的自聚反应,增加了sipe在乙二醇的溶解量,减少了乙二醇的使用量,提高阳离子可染聚酯的可纺性、热稳定性和过滤性能;此外,磷酸三苯酯作为一种阻燃剂与可膨胀石墨进行复配使用,进一步增强了阳离子可染聚酯纤维的阻燃性能,在pet聚合过程中,无机粉体可膨胀石墨在粘度较低时提前均匀分散添加到聚酯体系中,而磷酸三苯酯作为一种相容剂可以有效解决由于可膨胀石墨的高比表面积而导致的易于团聚出现无机粉体的过渡团聚、沉降等问题,从而提高阳离子可染聚酯的可纺性、热稳定性和阻燃性。
12、可选的,所述步骤s2中,可膨胀石墨粉的加入量为对苯二甲酸用量的0.5-1.5wt%。
13、优选的,所述步骤s2中,可膨胀石墨粉的加入量为对苯二甲酸用量的0.8-1.3wt%。
14、可选的,所述步骤s2中,钛酸四丁酯的加入量为对苯二甲酸用量的4-8wt%。
15、可选的,所述步骤s1中,向反应体系中充入保护气,酯化压力为0.4-0.5mpa,酯化温度为220-250℃,酯化时间为2-4h。
16、可选的,所述步骤s2中,酯化反应过程中压力为常压,温度为250-270℃,时间为1-2h。
17、可选的,所述步骤s2中,预缩聚反应过程中,真空度为100-500pa,温度为270-280℃,时间为1-2.5h。
18、可选的,所述步骤s3中,终缩聚反应过程中,真空度为250-350pa,温度为280-285℃,时间为1-2h。
19、可选的,所述步骤s2中,加入的可膨胀石墨的粒径为50-300um。
20、可选的,所述步骤s3中,还包括对制得的阳离子聚酯熔体进行增粘处理,包括以下步骤:以氮气为吹扫气,控制吹扫气的流量为10-60l/h,控制增粘温度为220-250℃,时间为20-40h,真空度为500-1000pa。
21、可选的,所述步骤s3中,终缩聚反应完成后制得的阳离子聚酯熔体的特性粘度为0.55-0.65dl/g。
22、可选的,所述步骤s4中,poy工艺的参数为:纺丝温度为288-290℃,冷却温度为20-25℃,网络压力为0.30-0.35mpa,纺丝速度为2500-2700m/min;dty工艺的参数为:加工速度为600-700m/min,加热温度为150-170℃,拉伸倍数为1.6-1.9,定型超喂率为2.5-3.5%。
23、第二方面,本申请提供了一种阳离子可染聚酯纤维,采用上述阳离子可染聚酯纤维的制备方法制备得到。
24、综上所述,本发明包括以下至少一种有益技术效果:
25、1.本申请中的阳离子可染聚酯纤维的制备方法,通过在制备过程中加入磷酸三苯酯和钛酸四丁酯,并加入可膨胀石墨,磷酸三苯酯作为一种阻燃剂与可膨胀石墨进行复配使用,增强了阳离子可染聚酯纤维的阻燃性能;本申请制得的阳离子可染聚酯纤维兼具阻燃和阳离子可染性能,在预缩聚反应或酯化反应时添加复配的阻燃剂和阳离子可染助剂带来可减少各类副反应的发生,具有更加稳定、显著的阻燃和阳离子可染作用。
26、2.本申请制得的阳离子聚酯熔体具备无卤阻燃的性质,特性粘度和熔点较常规pet聚酯切片相近,具有良好的可纺性,不会影响纤维的其它性能。
1.一种阳离子可染聚酯纤维的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的阳离子可染聚酯纤维的制备方法,其特征在于,所述步骤s1中,所述磷酸三苯酯、间苯二甲酸-5-磺酸钠、乙二醇的重量比为2-3:1:12-18;所述醋酸钴的用量为乙二醇用量的0.1-0.3wt%。
3.根据权利要求1所述的阳离子可染聚酯纤维的制备方法,其特征在于,所述步骤s2中加入的对苯二甲酸与所述步骤s1中加入的乙二醇的重量比为3:2-3。
4.根据权利要求1所述的阳离子可染聚酯纤维的制备方法,其特征在于,所述步骤s2中,可膨胀石墨粉的加入量为对苯二甲酸用量的0.5-1.5wt%,
5.根据权利要求1所述的阳离子可染聚酯纤维的制备方法,其特征在于,所述步骤s1中,向反应体系中充入保护气,酯化压力为0.4-0.5mpa,酯化温度为220-250℃,酯化时间为2-4h;所述步骤s2中,酯化反应过程中压力为常压,温度为250-270℃,时间为1-2h;所述步骤s2中,预缩聚反应过程中,真空度为100-500pa,温度为270-280℃,时间为1-2.5h;所述步骤s3中,终缩聚反应过程中,真空度为250-350pa,温度为280-285℃,时间为1-2h。
6.根据权利要求1所述的阳离子可染聚酯纤维的制备方法,其特征在于,所述步骤s2中,加入的可膨胀石墨的粒径为50-300um。
7.根据权利要求1所述的阳离子可染聚酯纤维的制备方法,其特征在于,所述步骤s3中,还包括对制得的阳离子聚酯熔体进行增粘处理,包括以下步骤:以氮气为吹扫气,控制吹扫气的流量为10-60l/h,控制增粘温度为220-250℃,时间为20-40h,真空度为500-1000pa。
8.根据权利要求1所述的阳离子可染聚酯纤维的制备方法,其特征在于,所述步骤s3中,终缩聚反应完成后制得的阳离子聚酯熔体的特性粘度为0.55-0.65dl/g。
9.根据权利要求1所述的阳离子可染聚酯纤维的制备方法,其特征在于,所述步骤s4中,poy工艺的参数为:冷却温度为20-25℃,网络压力为0.30-0.35mpa,纺丝速度为2500-2700m/min;dty工艺的参数为:加工速度为600-700m/min,加热温度为150-170℃,拉伸倍数为1.6-1.9,定型超喂率为2.5-3.5%。
10.一种阳离子可染聚酯纤维,其特征在于,采用如权利要求1-8任一项所述的阳离子可染聚酯纤维的制备方法制备得到。
