專利名稱：：低收縮聚酯工業絲的制備方法
技術領域：
：本發明屬于聚酯合成及后加工領域，具體涉及一種低收縮的聚酯工業絲的制備方法。
背景技術：
：聚酯工業絲在工業上被廣泛應用，可作為輪胎簾子線、輸送帶、三角傳送帶等橡膠和塑料制品的骨架材料，以及制成繩索、安全帶、涂層織物、過濾布等。聚酯工業絲適用于許多領域，不同的使用場合所需纖維性質不同，如簾子線需要高模量、高尺寸穩定性；而作為涂層織物、軟管和傳送帶緯線時的聚酯工業絲，則需要干熱收縮低。對此人們進行了大量的研究，取得了一定的進展。這些研究主要有專利號為CN1904153的專利公開了用5對熱輥拉伸熱定型工藝代替傳統的4對熱輥拉伸熱定型工藝制備超低收縮滌綸工業絲的方法。專利號為CN1464078的專利公開了用5004000m/min紡速得到未拉伸絲，未拉伸絲經過張力調節裝置到喂入輥，并依次經過第一拉伸輥、高溫區域、第二拉伸輥以及定型輥，再經過張力調節裝置后巻繞成型，得到高模低縮滌綸工業絲的方法。但以上研究，主要集中在調節優化紡絲工藝方面，但生產成本增加、生產工藝復雜、生產周期延長，且效果有限，影響正常生產的穩定性。
發明內容本發明的目的是通過選用適當尺寸的微米級無機粉體，將其分散在乙二醇中加入聚酯聚合體系，制得聚酯切片，該聚酯切片經固相增粘后，制成聚酯工業絲。選用的無機粉體能在聚酯中均勻分散，起到均勻結晶和提高結晶度的作用，進而能影響纖維力學指標及其均勻性。與不加粉體空白聚酯增粘后制得工業絲相比，本項目制得聚酯工業絲的干熱收縮率明顯降低。本發明的目的可以通過以下措施達到一種低收縮聚酯工業絲的制備方法，以二元酸和二元醇為原料，通過酯化反應、縮聚反應、固相聚合反應和熔融紡絲，制成聚酯工業絲；其中在酯化反應時還加入無機粉體。本發明的方法具體為以二元酸和二元醇為原料，采用PTA法生產聚酯切片，該聚酯切片經固相增粘后，經紡絲制成聚酯工業絲。制備過程包括酯化反應、縮聚反應、固相聚合反應和熔融紡絲。在反應時加入聚合催化劑和無機粉體。其中酯化溫度為21028(TC，壓力為絕對壓力0.00.5MPa，酯化時間為15小時；縮聚溫度為250~295°C，縮聚絕對壓力^lKPa，反應時間為1~4小時，經切粒、干燥，得到特性粘度為0.600.65dl/g聚酯切片。該切片經固相聚合反應，固相聚合反應溫度為20023(TC，絕對壓力為gOOPa，時間為1632小時，固相聚合結束后的聚酯切片特性粘度為0.81.2dl/g，熔融紡絲在270310。C紡絲溫度下經螺桿擠出機擠出，再經緩冷冷卻上油之后進行多對熱輥的多級牽伸，最后巻繞成型。其中二元酸為對苯二甲酸，如精對苯二甲酸PTA或中純度對苯二甲酸QTA，二元醇為乙二醇EG類的二元醇，所得到的聚酯是聚酯的均聚物，或者是共聚物。其中二元酸與二元醇摩爾比為1:1.1~1:2.0。聚合催化劑為縮聚和固相聚合時所使用的催化劑，可以為鍺、銻或鈦的化合物或它們的有機絡合物，其加入量為相對于聚酯質量的0.010.09%。在酯化反應時加入的無機粉體為二氧化硅、硫酸鋇或二氧化鈦中的一種，優選為硫酸鋇，其平均粒徑為0.11.0iim，優選0.10.5iam，加入量為相對于聚酯質量的1001500ppm。無機粉體在加入前需先經高速分散或用玻璃珠研磨分散，使其均勻分散在EG中，然后加入到聚酯制備過程中。研磨分散質量濃度為1060%，優選2050%。無機粉體在研磨分散過程中，需加入分散劑，分散劑為多聚磷酸鈉或多聚磷酸鉀中的一種，其加入量為相對于無機粉體質量的0.10.5%。本發明從影響聚酯工業絲干熱收縮的原理出發，通過選用粒徑大小及材料合適的無機粉體，在聚合過程中加入，制得聚酯切片。該聚酯切片經增粘后，用常規聚酯工業絲生產工藝流程和設備生產的聚酯工業絲，與現有常規聚酯增粘后生產的工業絲相比，本發明生產工業絲的干熱收縮明顯降低。本發明制得的聚酯工業絲斷裂強度7.08.2N/dt，無油絲特性粘度0.801.20dl/g，無機粉體含量1001500ppm，無機粉體平均粒徑0.11.0jim。本發明制得的聚酯工業絲的干熱收縮比現有常規聚酯增粘后經相同生產工藝和設備生產的工業絲降低20%以上。具體實施方式實施例1在2L砂磨機中加入400ml玻璃珠，400g硫酸鋇，400g乙二醇，lg多聚磷酸鈉，硫酸鋇平均粒徑0.5um，研磨34小時，得到50%質量濃度的硫酸鋇-EG懸浮液。在聚合反應釜中加入150kgPTA，78kgEG，68g醋酸銻，34.6g50。/。質量濃度的硫酸鋇-EG懸浮液，在230265。C、0.2~0.3Mpa下進行酯化反應(表壓)下進行酯化反應，酯化結束后，升溫降壓至270285"C及100Pa以下，進行聚合反應。得到特性粘度為0.600.65dl/g的聚酯切片，在真空100Pa或N2氛圍、210230。C下進行固相聚合2025小時。得到特性粘度為0.901.20dl/g的聚酯切片，經螺桿擠出機在27030(TC下熔融擠出，18023(rC延緩冷卻上油，再進行多對熱輥的多級牽伸，最后巻繞成型，得到低收縮聚酯工業絲。實施例2在2L砂磨機中加入400ml玻璃珠，400g硫酸鋇，400g乙二醇，lg多聚磷酸鈉，硫酸鋇平均粒徑0.5iim，研磨34小時，得到50°/。質量濃度的硫酸鋇-EG懸浮液。在聚合反應釜中加入150kgPTA，78kgEG，68g醋酸銻，69.2g50。/。質量濃度的硫酸鋇-EG懸浮液，在230265匸、0.2~0.3Mpa下進行酯化反應(表壓)下進行酯化反應，酯化結束后，升溫降壓至270285-C及100Pa以下，進行聚合反應。得到特性粘度為0.60~0.65dl/g的聚酯切片，在真空100Pa或N2氛圍、210230。C下進行固相聚合2025小時。得到特性粘度為0.901.20dl/g的聚酯切片，經螺桿擠出機在270300。C下熔融擠出，18023(rC延緩冷卻上油，再進行多對熱輥的多級牽伸，最后巻繞成型，得到低收縮聚酯工業絲。實施例3在2L砂磨機中加入400ml玻璃珠，400g硫酸鋇，400g乙二醇，lg多聚磷酸鈉，硫酸鋇平均粒徑0.5"m，研磨34小時，得到50%質量濃度的硫酸鋇-EG懸浮液。在聚合反應釜中加入150kgPTA，78kgEG，68g醋酸銻，138.4g50。/。質量濃度的硫酸鋇-EG懸浮液，在230~265°C、0.2~0.3Mpa下進行酯化反應(表壓)下進行酯化反應，酯化結束后，升溫降壓至270285'C及100Pa以下，進行聚合反應。得到特性粘度為0.60~0.65dl/g的聚酯切片，在真空100Pa或N2氛圍、21023(TC下進行固相聚合2025小時。得到特性粘度為0.901.20dl/g的聚酯切片，經螺桿擠出機在270300。C下熔融擠出，180230。C延緩冷卻上油，再進行多對熱輥的多級牽伸，最后巻繞成型，得到低收縮聚酯工業絲。實施例4在2L砂磨機中加入400ml玻璃珠，120g二氧化硅，880g乙二醇，二氧化硅平均粒徑3.0iim，高速分散，得到12。/。質量濃度的二氧化硅-EG懸浮液。在聚合反應釜中加入150kgPTA，78kgEG，68g醋酸銻，867§12%質量濃度的二氧化硅-EG懸浮液，在230265°C、0.2~0.3Mpa下進行酯化反應(表壓)下進行酯化反應，酯化結束后，升溫降壓至270285'C及100Pa以下，進行聚合反應。得到特性粘度為0.600.65dl/g的聚酯切片，在真空100Pa或N2氛圍、210230'C下進行固相聚合2025小時。得到特性粘度為0.901.20dl/g的聚酯切片，經螺桿擠出機在27030(TC下熔融擠出，18023(rC延緩冷卻上油，再進行多對熱輥的多級牽伸，最后巻繞成型，得到低收縮聚酯工業絲。對比例1在聚合反應釜中加入150kgPTA，78kgEG,68g醋酸銻，在230265。C、0.2~0.3Mpa下進行酯化反應(表壓)下進行酯化反應，酯化結束后，升溫降壓至270285'C及100Pa以下，進行聚合反應。得到特性粘度為0.60-0.65dl/g的聚酯切片，在真空或N2氛圍、210230'C下進行固相聚合。得到特性粘度為0.90-1.20dl/g的聚酯切片，經螺桿擠出機在270-300'C下熔融擠出，180-230'C延緩冷卻上油，再進行多對熱輥的多級牽伸，最后巻繞成型，得到聚酯工業絲。以上各例得到的聚酯工業絲性能見表1。表1實施例及對比例的聚酯工業絲性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注干熱收縮率為177'CX10min測試值權利要求1、一種低收縮聚酯工業絲的制備方法，其特征在于以二元酸和二元醇為原料，通過酯化反應、縮聚反應、固相聚合反應和熔融紡絲，制成聚酯工業絲；其中在酯化反應時還加入無機粉體。2、根據權利要求1所述的低收縮聚酯工業絲的制備方法，其特征在于所述的無機粉體為二氧化硅、硫酸鋇或二氧化鈦，其加入量為聚酯質量的1001500ppm。3、根據權利要求2所述的低收縮聚酯工業絲的制備方法，其特征在于所述的無機粉體的平均粒徑為0.11.0pm。4、根據權利要求1所述的低收縮聚酯工業絲的制備方法，其特征在于所述的無機粉體在加入前先在二元醇中分散成質量濃度為1060°/。的懸浮液。5、根據權利要求4所述的低收縮聚酯工業絲的制備方法，其特征在于無機粉體分散時還加入分散劑，其中分散劑為多聚磷酸鈉或多聚磷酸鉀，其用量為無機粉體質量的0.10.5%。6、根據權利要求1或4所述的低收縮聚酯工業絲的制備方法，其特征在于所述的二元酸為對苯二甲酸，所述的二元醇為乙二醇。7、根據權利要求1所述的低收縮聚酯工業絲的制備方法，其特征在于酯化反應溫度為210280°C，壓力為絕對壓力0.00.5MPa，酯化時間為15小時。8、根據權利要求1所述的低收縮聚酯工業絲的制備方法，其特征在于縮聚反應溫度為250295'C，縮聚絕對壓力《lKPa，反應時間為14小時，縮聚反應后經切粒和干燥，得到特性粘度為0.600.65dl/g聚酯切片。9、根據權利要求1所述的低收縮聚酯工業絲的制備方法，其特征在于固相聚合反應溫度為20023(TC，固相聚合絕對壓力為《100Pa，時間為1632小時，固相聚合結束后的聚酯切片特性粘度為0.81.2dl/g。10、根據權利要求1所述的低收縮聚酯工業絲的制備方法，其特征在于熔融紡絲時先在27031(TC的紡絲溫度下經螺桿擠出機擠出，再經緩冷冷卻上油之后進行多對熱輥的多級牽伸，最后巻繞成型。全文摘要本發明公開了一種低收縮聚酯工業絲的制備方法，以二元酸和二元醇為原料，通過酯化反應、縮聚反應、固相聚合反應和熔融紡絲，制成聚酯工業絲；其中在酯化反應時還加入無機粉體。本發明制得的聚酯工業絲斷裂強度7.0～8.2N/dt，無油絲特性粘度0.80～1.20dl/g，無機粉體含量100～1500ppm，無機粉體平均粒徑0.1～1.0μm，其干熱收縮比現有常規聚酯增粘后經相同生產工藝和設備生產的工業絲降低20％以上。文檔編號D01F6/92GK101307513SQ20081012431公開日2008年11月19日申請日期2008年7月8日優先權日2008年7月8日發明者戴鈞明,曹正秋,王樹霞,馬建平申請人:中國石化儀征化纖股份有限公司