專利名稱：可酸性染色的聚酯纖維及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種可酸性染色的聚酯纖維及其制備方法，特別是指用于聚酯紡絲工序中。
背景技術：
聚酯是由二元醇與二元酸經酯化、縮聚而成的線型大分子化合物。它不僅強度高、模量大，耐光性、耐化學試劑腐蝕性優良，而且干濕態都有良好的力學性能和尺寸穩定性。因此聚酯纖維是應用最廣的紡織材料之一。
但聚酯由于其化學組成和結構的特殊性，上染困難，染料不易在纖維內部固著，因而，只能采用顆粒較小的分散染料在高溫、高壓條件下染色，所得織物色調、風格均受限制。當聚酯與羊毛、蠶絲的混紡織物染色時則還需采用兩種不同類型的染料進行二次染色，所得織物手感差，色光暗淡，還使生產成本增加。
為了使聚酯纖維能夠用酸性染料染色，纖維內部必須具備能與染料分子里的酸性基團相結合的堿性染座，因此自聚酯纖維問世和工業化以來，人們對引進各種能與酸性基團相結合的具有堿性染座的添加劑的研究從未停止過，并形成了不少專利，現歸納如下(1)涉及采用以聚酰胺為基體的聚酯可酸性染色的添加劑的專利有加拿大專利No.974340和美國專利No.38674778。前者以聚酰胺6和聚酰胺66作為聚酯的酸性染色位添加劑，同時還加入含少量叔氮基團的聚酰胺提高了聚酯的酸性可染性；后者將含有叔氮基團的聚酰胺與聚酯共混紡絲，得到褐色纖維，染色后纖維的亮度下降，該專利同時還介紹了加入磷酸化合物來提高其酸性可染性。
由于聚酯與聚酰胺不僅在熱力學上是不相容的體系，而且在動力學上也是不相容體系。聚酯與聚酰胺均屬結晶高聚物，結晶高聚物共混體系的主要特征之一是結晶相分離，共混后的聚酯與聚酰胺趨向于嚴重的相分離，會導致脫層、脆化或表面老化等現象，其結果共混物的化學和力學性能極大地遭到破壞，甚至低于單組分的性能。以上專利，單靠機械共混的方法不能使聚酯與聚酰胺共混體系的相容性得到很好地改善，當聚酰胺的加入量較低時，其酸性可染的上染情況不理想；當聚酰胺的加入量較大時，其共混纖維在聚酯基質中會形成聚酰胺微絲，增加了紡絲加工的難度，同時使其力學性能有所下降，不能完全滿足服用的要求。
(2)涉及采用二-(六亞甲基)三胺為基體的聚酯可酸性染色的添加劑的專利有美國專利No.5322923、No.60165373(CN1433446A)，其目的是提高酸性染色位的數量，減少添加劑的加入量，降低生產成本。
由于上述二專利均采用含二-(六亞甲基)三胺的聚酰胺鹽，所得到共混體系的粘度較大，且未能解決聚酯與聚酰胺之間的相容性問題，因此不易紡絲成型，使最終的可酸性染色聚酯纖維的機械性能較差，不能完全滿足服用的要求。
發明內容
本發明要解決的問題是提供一種使聚酯纖維具有較好的酸性可染性及良好機械性能的聚酯可酸性染色的復合添加劑，經共混紡絲，制得可酸性染色的聚酯纖維。
為解決如下問題，采用如下技術方案1)將聚酰胺與聚乙烯-甲基丙稀酸鹽組成的聚酯可酸性染色復合添加劑，添加到聚酯化合物中，經共混紡絲，制得可酸性染色的聚酯纖維，所述聚酰胺為聚酰胺-6、聚酰胺-66；所述聚乙烯-甲基丙稀酸鹽為聚乙烯-甲基丙烯酸鈉、聚乙烯-甲基丙烯酸鋅；所述聚酯化合物為對苯二甲酸乙二醇酯、對苯二甲酸丙二醇酯、對苯二甲酸丁二醇酯。
2)將聚酯、聚酰胺、聚乙烯-甲基丙烯酸鹽分別放置在常用干燥設備中進行干燥，使三種聚合物的含水量均達到低于100ppm為止。其中，聚酯、聚酰胺的干燥條件為溫度100-120℃，干燥時間12-24小時；聚乙烯-甲基丙烯酸鹽的干燥條件為溫度80-100℃，干燥時間8-10小時。
3)將聚酯、聚酰胺與聚乙烯-甲基丙稀酸鹽按重量百分比為65～94∶5～25∶1～10進行混合，經攪拌預混后，用雙螺桿熔融共混擠出造粒，雙螺桿各區加熱溫度設定為一區200-270℃，二區200-280℃，三區200-280℃，四區200-280℃。由螺桿出口處擠出的絲條經水槽冷凝、切粒得到共混的粒料。
4)將上述共混粒料在100-120℃下干燥12-24小時，使它們含水量低于100ppm，用紡絲機進行紡絲、卷繞、拉伸制得可酸性染色的聚酯纖維。該酸性可染聚酯纖維，用常規酸性染料染色工藝進行染色，能夠得到較高的上染率，并具有良好的機械強度和服用性能。
紡絲工藝條件如下螺桿加熱溫度設定為一區200-270℃，二區210-300℃，三區210-300℃，四區210-300℃，紡絲組件210-300℃；卷繞速度500-3000m/min；拉伸熱輥溫度40-90℃，拉伸熱板溫度40-160℃，拉伸倍率2.0-6.0。
本發明優點是首先是在聚酯纖維內部引進了能與酸性基團相結合的具有堿性染座的聚酰胺添加劑，該添加劑的引入使聚酯纖維采用酸性染料染色具有可能性。與此同時，再引入聚乙烯-甲基丙烯酸鹽作為提高聚酯與聚酰胺相容性的添加成分。這種共混改性纖維由于引入聚乙烯-甲基丙烯酸鹽作為聚酯與聚酰胺的相容劑，經共混保證了聚酯與聚酰胺的各相顆粒粒徑均勻、穩定，同時聚乙烯-甲基丙烯酸鹽分別與聚酯和聚酰胺發生化學反應，聚乙烯-甲基丙烯酸鹽鏈段分別接到了聚酯和聚酰胺的分子鏈上，形成共健價和離子健，建立了具有界面親和性的相結構，從而提高了聚酯和聚酰胺的相容性。因此，特別是當聚酰胺的加入量較大時，不僅能消除其共混纖維中在聚酯基質中形成的導致強度下降的聚酰胺微絲，提高了聚酯纖維總體的機械性能，滿足了服用的要求，同時又使該聚酯纖維具有良好的酸性可染性。
具體實施例方式
實施例1
1)將2000g聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、400g聚酰胺66、100g聚乙烯-甲基丙烯酸鹽分別放置在真空烘箱(真空度低于-0.1MPa)中干燥，均使三種聚合物的含水量達到低于100ppm為止。其中，聚酯、聚酰胺的干燥條件為溫度120℃，干燥時間24小時；聚乙烯-甲基丙烯酸鹽的干燥條件為溫度80℃，干燥時間10小時。
2)將聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚酰胺66與聚乙烯-甲基丙稀酸鹽三者各1640g、300g、60g，共2000g進行混合，經攪拌預混后，用雙螺桿熔融共混擠出造粒，雙螺桿各區加熱溫度設定為一區240℃，二區250℃，三區260℃，四區250℃。由螺桿出口處擠出的絲條經水槽冷凝、切粒得到共混的粒料1800g。
3)將上述共混粒料在120℃下干燥18小時，使它們含水量低于100ppm，用紡絲機進行紡絲、卷繞、拉伸制得可酸性染色的聚酯纖維1200g。
紡絲工藝條件為螺桿加熱溫度設定為一區260℃，二區270℃，三區275℃，四區277℃，組件275℃；卷繞速度800m/min；拉伸熱輥溫度70℃，拉伸熱板溫度125℃，拉伸倍數為3.3倍，制得牽伸絲1200g。經檢該測聚酯纖維的斷裂強度為3.3cN/dtex，斷裂伸長為48％。
4)將上述牽伸絲進行染色，染色配方和工藝如下配方實際用量
PTT共混改性纖維 10g染料 1％(C.I酸性黃72) 0.1g硫酸鈉 10％ 1g醋酸 3ml/100g纖維 0.3ml水量 ml(按浴比1∶50計)500ml將配制好的酸性染料溶液和聚酯纖維加入1000ml燒杯中，起染溫度為常溫，升溫速度為1℃/分鐘，升溫至100℃，沸染60分鐘，降溫至40℃，排液，水洗3次，烘干得樣品。經檢測該有色聚酯纖維的上染率為83％。
實施例21)將2500g聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、800g聚酰胺66、150g聚乙烯-甲基丙烯酸鹽分別放置在真空烘箱(真空度低于-0.1MPa)中干燥，均使三種聚合物的含水量達到低于100ppm為止。其中，聚酯、聚酰胺的干燥條件為溫度100℃，干燥時間24小時；聚乙烯-甲基丙烯酸鹽的干燥條件為溫度100℃干燥時間8小時。
2)將聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚酰胺66與聚乙烯-甲基丙稀酸鹽三者分別為2280g、600g、120g，共3000g進行混合，經攪拌預混后，用雙螺桿熔融共混擠出造粒，雙螺桿各區加熱溫度設定為一區235℃，二區245℃，三區255℃，四區245℃。由螺桿出口處擠出的絲條經水槽冷凝、切粒得到共混的粒料2700g。
3)將上述共混粒料在110℃下干燥20小時，使它們含水量低于100ppm，用紡絲機進行紡絲、卷繞、拉伸制得可酸性染色的聚酯纖維2300g。
紡絲工藝條件為螺桿加熱溫度設定為一區257℃，二區270℃，三區274℃，四區275℃，組件275℃，卷繞速度1000m/min；拉伸熱輥溫度68℃，拉伸熱板溫度125℃，拉伸倍數為3.5倍，得到牽伸絲2300g。經檢測聚酯纖維的斷裂強度為3.0cN/dtex，斷裂伸長為45％。
4)將上述牽伸絲進行染色，染色配方和工藝如下配方 實際用量PTT共混改性纖維 10g染料 1％(C.L酸性藍) 0.1g硫酸鈉 10％ 1g醋酸 3ml/100g纖維 0.3ml水量 ml(按浴比1∶50計)500ml將配制好的酸性染料溶液和聚酯纖維加入1000ml燒杯中，始染溫度為常溫，升溫速度為1℃/分鐘，升溫至100℃，沸染70分鐘，降溫至40℃，排液，水洗3次。烘干得樣品，經檢測該有色聚酯纖維的上染率為78％。
權利要求
1.可酸性染色的聚酯纖維，其特征在于在聚酯化合物中還包括聚酰胺與聚乙烯-甲基丙稀酸鹽組成的復合添加劑，所述聚酰胺為聚酰胺-6或聚酰胺-66；所述聚乙烯-甲基丙稀酸鹽為聚乙烯-甲基丙烯酸鈉或聚乙烯-甲基丙烯酸鋅；所述聚酯化合物為對苯二甲酸乙二醇酯、對苯二甲酸丙二醇酯或對苯二甲酸丁二醇酯。
2.可酸性染色的聚酯纖維的制備方法，其特征在于A.將聚酯、聚酰胺、聚乙烯-甲基丙烯酸鹽分別放置在常用干燥設備中進行干燥，使三種聚合物的含水量均達到低于100ppm為止，其中，聚酯、聚酰胺的干燥條件為溫度100-120℃，干燥時間12-24小時；聚乙烯-甲基丙烯酸鹽的干燥條件為溫度80-100℃，干燥時間8-10小時；B.將聚酯、聚酰胺與聚乙烯-甲基丙稀酸鹽按重量百分比為65～94∶5～25∶1～10進行混合，經攪拌預混后，用雙螺桿熔融共混擠出造粒，雙螺桿各區加熱溫度設定為一區200-270℃，二區200-280℃，三區200-280℃，四區200-280℃，由螺桿出口處擠出的絲條經水槽冷凝、切粒得到共混的粒料；C.將上述共混粒料在100-120℃下干燥12-24小時，使其含水量低于100ppm，經紡絲、卷繞、拉伸制得可酸性染色的聚酯纖維，紡絲工藝條件為螺桿加熱溫度設定為一區200-270℃，二區210-300℃，三區210-300℃，四區210-300℃，紡絲組件210-300℃；卷繞速度500-3000m/min；拉伸熱輥溫度40-90℃，拉伸熱板溫度40-160℃，拉伸倍率2.0-6.0。
全文摘要
本發明涉及一種可酸性染色的聚酯纖維及其制備方法。將聚酰胺與聚乙烯－甲基丙稀酸鹽組合成聚酯可酸性染色的復合添加劑，添加到聚酯化合物中，經共混紡絲，制得可酸性染色的聚酯纖維。由于該復合添加劑的加入，特別是聚乙烯－甲基丙稀酸鹽的引入，提高了聚酯與聚酰胺的相容性，使聚酯纖維具有較好的酸性可染性和良好的機械性能。
文檔編號D01F6/92GK1632195SQ200410067840
公開日2005年6月29日 申請日期2004年11月4日 優先權日2004年11月4日
發明者李文剛, 李一東, 汪奇 申請人:上海絲綢集團股份有限公司