專利名稱：陽離子染料易染共聚酯切片或纖維及制備方法
技術領域：
本發明涉及一種合成纖維，具體地說是一種陽離子染料易染的共聚酯切片或纖維及制備方法。
盡管聚酯纖維的物理力學性能和綜合服用性能優良，但由于聚酯分子鏈緊密斂集，結晶度和取向度較高，極性較小，缺乏親水性，在聚酯的曲折長鏈分子間沒有可適當容納染料分子的間隙，因此染料粒子不易透入纖維，其染色性差，可使用染料的種類少，聚酯纖維只能采用分散染料載體染色、高溫染色及熱熔染色等方法。
本發明的另一目的是提供一種上述陽離子染料易染的共聚酯切片或纖維制備方法本發明的陽離子染料易染的共聚酯切片或纖維，系對苯二甲酸、乙二醇、間苯二甲酸乙二酯-5-磺酸鈉或鉀的共聚物，聚合物中對苯二甲酸單體、乙二醇的單體摩爾比為1∶1.7-2.4，間苯二甲酸乙二酯-5-磺酸鈉或鉀的單體為對苯二甲酸單體的2.4％～18％摩爾量。
本發明的上述陽離子染料易染的共聚酯切片或纖維制備方法是分別由下述方法制得在二價、三價、四價金屬的等氧化物及其醋酸鹽催化劑存在下和220～260℃，對苯二甲酸和乙二醇單體摩爾比為1∶1.7-2.4時反應1～5小時并脫水、加入間苯二甲酸乙二酯-5-磺酸鈉或鉀，在250-300℃共聚1-4小時，制得陽離子染料易染的共聚酯切片，其中催化劑用量為對苯二甲酸重量的0.01％-0.08％，間苯二甲酸乙二酯-5-磺酸鈉或鉀的單體為對苯二甲酸單體的2.4％～18％摩爾量。所述的二價、三價、四價金屬可以是Na+、Ga2+、Mn4+、Co2+、Zn2+。
將上述陽離子染料易染的共聚酯切片在130-180℃干燥獲干切片，將上述切片或干切片在如下條件進行紡絲獲陽離子染料易染的共聚酯纖維螺桿溫度280～320℃，紡絲速度900-5000m/min，拉伸溫度65-180℃，拉伸倍數為1.5-5倍。
由于該聚合體中引入了磺酸鈉基團，其上的金屬離子(Na+、K+等)易與陽離子染料中的陽離子交換，染料就以離子鍵固定在聚酯分子上，同時釋出鹽類，由于染色在水浴中進行，NaCl等完全可去掉，平衡一直向有利于染料結合在纖維上的方向進行，聚酯纖維的染色性得以提高。
本發明所提供的纖維能用陽離子染料常溫常壓染色。而且由于SiPM破壞了PET聚合體大分子的規整性，使聚合體結晶速率變慢，共聚體所紡制纖維手感柔軟、光澤柔和，同時可通過紡絲工藝的優化調整，賦予纖維高收縮性和抗起毛起球性能。
本發明的陽離子染料易染的共聚酯纖維是一種多功能性系列纖維，可以是陽離子染料常溫常壓可染的短纖維、陽離子染料常溫常壓可染的抗起毛起球短纖維或陽離子染料常溫常壓可染的高收縮短纖維；是一種陽離子染料常溫常壓可染的低速紡拉伸纖維；是一種陽離子染料常溫常壓可染的高速紡拉伸纖維、陽離子染料常溫常壓可染的高速紡加彈纖維或陽離子染料常溫常壓可染的高速紡全拉伸纖維、一種陽離子染料常溫常壓可染的高收縮長纖維或陽離子染料常溫常壓可染的抗起毛起球長纖維；陽離子染料常溫常壓可染的細旦復絲或單絲；陽離子染料常溫常壓可染的異形陽離子染料常溫常壓可染纖維。而且本發明的切片可與聚酯、聚酰胺共混紡制成功能性纖維。
發明的纖維具有陽離子染料常溫常壓可染，高收縮性，織物手感柔軟，抗起毛起球等特性，并具有環境安全性，能夠有效地大批量生產，可廣泛用于純紡或與絲、絹、棉、毛、麻等天然纖維混紡，以獲得風格多樣的服用面料。
最佳實施例用下列實施例來進一步說明本發明，但本發明不局限于這些實施例。
實施例1采用間歇式聚酯聚合設備，在加入PTA、EG同時加入催化劑SbAc3400g在240-250℃下攪拌3h，待出水量達理論值的90％時，添加含有相當于PTA2.4摩爾百分比的SiPM乙二醇溶液進行縮聚反應，溫度控制在270-300℃，真空度＜1mmHg，可制得共聚物特性粘度為0.62，Tm＝250℃。
實施例2采用間歇式聚酯聚合設備，在PTA、EG酯化完成后添加含有相當于PTA3.6摩爾百分比的SiPM乙二醇溶液，經充分攪拌縮聚，出料共聚酯切片Tm＝248℃，[η]＝0.60.
實施例3采用間歇式聚酯聚合設備，在PTA、EG酯化完成后添加含有相當于PTA7.2摩爾百分比的SiPM乙二醇溶液，經充分攪拌縮聚，出料共聚酯切片Tm＝238℃，[η]＝0.54.
實施例4采用間歇式聚酯聚合設備，在PTA、EG酯化完成后添加含有相當于PTA10.8摩爾百分比的SiPM乙二醇溶液，經充分攪拌縮聚，出料共聚酯切片Tm＝230℃，[η]＝0.50.
實施例5采用間歇式聚酯聚合設備，在PTA、EG酯化完成后添加含有相當于PTA14.4摩爾百分比的SiPM乙二醇溶液，經充分攪拌縮聚，出料共聚酯切片Tm＝223℃，[η]＝0.45.
實施例6采用間歇式聚酯聚合設備，在PTA、EG酯化完成后添加含有相當于PTA18摩爾百分比的SiPM乙二醇溶液，經充分攪拌縮聚，出料共聚酯切片Tm＝218℃，[η]＝0.38.
實施例7將共聚酯切片在真空轉鼓干燥器中，蒸汽壓力0.2Mpa，真空度≤-0.097Mpa，緩慢升溫，控制預結晶干燥冷卻時間16～20hr，獲得含水率小于50PPM的干切片。
實施例8采用VD406紡絲聯合機和LVD801后處理聯合機，控制螺桿溫度290～320℃，卷繞速度1000m/min，冷卻風溫25～30℃，拉伸倍數3.8～4.2倍，拉伸分配比70～80％，拉伸浴溫70℃，松弛熱定型溫度90～130℃，松弛熱定型時間30～40min，獲得纖維斷裂強度3.8CN/dt，斷裂伸長率為24.8％的陽離子染料常溫常壓可染的短纖維。
實施例9采用VD406紡絲聯合機和LVD801后處理聯合機，控制螺桿溫度290～320℃，卷繞速度1000m/min，冷卻風溫25～30℃，拉伸倍數3.8～4.2倍，拉伸分配比70～80％，拉伸浴溫70℃，松弛熱定型溫度90～130℃，松弛熱定型時間30～40min，獲得纖維斷裂強度2.8CN/dt，斷裂伸長率為23.7％，抗起毛起球為4級的陽離子染料常溫常壓可染抗起毛起球短纖維。
實施例10采用VD406紡絲聯合機和LVD801后處理聯合機，控制螺桿溫度290～320℃，卷繞速度1000m/min，冷卻風溫25～30℃，拉伸倍數3.8～4.2倍，拉伸分配比70～80％，拉伸浴溫60℃，松弛熱定型溫度90～130℃，松弛熱定型時間30～40min，獲得纖維斷裂強度3.8CN/dt，斷裂伸長率為24.8％，沸水收縮率為35％的陽離子染料常溫常壓可染高收縮短纖維。
實施例11采用VC406紡絲機和KJKV518牽伸機，控制螺桿溫度290～320℃，卷繞速度900m/min，拉伸倍數2.5～3.5，拉伸溫度80～180℃，獲得纖維斷裂強度3CN/dt，斷裂伸長30.2％的陽離子染料常溫常壓可染的拉伸絲。
實施例12采用VC406紡絲機和KJKV518牽伸機，控制螺桿溫度290～320℃，卷繞速度900m/min，拉伸倍數2.5～3.5，拉伸溫度80～180℃，獲得纖維斷裂強度2.5CN/dt，斷裂伸長28.2％，抗起毛起球為4級的陽離子染料常溫常壓可染的拉伸絲。
實施例13采用VC406紡絲機和KJKV518牽伸機，控制螺桿溫度290～320℃，卷繞速度900m/min，拉伸倍數2.5～3.5，拉伸溫度70～160℃，獲得纖維斷裂強度2.5CN/dt，斷裂伸長28.2％，沸水收縮率為30％陽離子染料常溫常壓可染的高收縮拉伸絲。
實施例14采用KF紡絲機和Zinser517/2型牽伸機，控制螺桿溫度290～320℃，卷繞速度3200m/min，拉伸倍數1.5～1.8，熱盤、熱板溫度70～150℃，獲得纖維斷裂強度3.2CN/dt，斷裂伸長28.2％，陽離子染料常溫常壓可染的高速紡拉伸絲。
實施例15采用KF紡絲機和KF6M-700加彈機，控制螺桿溫度290～320℃，卷繞速度3200m/min，拉伸倍數1.5～1.8，第一、第二熱箱溫度70～160℃，獲得纖維斷裂強度3.3CN/dt，斷裂伸長26.4％陽離子染料常溫常壓可染的高速紡加彈絲。
實施例16采用KF紡絲機和Barmag卷繞機，控制螺桿溫度290～320℃，卷繞速度4200m/min，第一、第二導絲盤溫度70～150℃，獲得斷裂強度3.3CN/dt，斷裂伸長29.4％陽離子染料常溫常壓可染的高速紡全拉伸絲。
實施例17采用ABS紡絲機和Barmag牽伸機，控制螺桿溫度290～320℃，卷繞速度1000m/min，熱盤、熱板溫度70～140℃，獲得纖度35dt/12F，斷裂強度3.0CN/dt，斷裂伸長29.4％陽離子染料常溫常壓可染纖維。
實施例18采用ABS紡絲機和Barmag牽伸機，控制螺桿溫度290～320℃，卷繞速度1000m/min，熱盤、熱板溫度70～140℃，獲得纖度33dt/1F，斷裂強度2.9CN/dt，斷裂伸長25.4％陽離子染料常溫常壓可染纖維。
權利要求
1.一種陽離子染料易染的共聚酯切片或纖維，系對苯二甲酸、乙二醇、間苯二甲酸乙二酯-5-磺酸鈉或鉀的共聚物，聚合物中對苯二甲酸單體、乙二醇的單體摩爾比為1∶1.7-2.4，間苯二甲酸乙二酯-5-磺酸鈉或鉀的單體為對苯二甲酸單體的2.4％-18％摩爾量。
2.一種如權利要求1所述的陽離子染料易染的共聚酯切片或纖維，其特征是所述的纖維是一種陽離子染料常溫常壓可染的短纖維、陽離子染料常溫常壓可染的抗起毛起球短纖維或陽離子染料常溫常壓可染的高收縮短纖維。
3.一種如權利要求1所述的陽離子染料易染的共聚酯切片或纖維，其特征是所述的纖維是一種陽離子染料常溫常壓可染的低速紡拉伸纖維。
4.一種如權利要求1所述的陽離子染料易染的共聚酯切片或纖維，其特征是所述的纖維是一種陽離子染料常溫常壓可染的高速紡拉伸纖維、陽離子染料常溫常壓可染的高速紡加彈纖維或陽離子染料常溫常壓可染的高速紡全拉伸纖維。
5.一種如權利要求1所述的陽離子染料易染的共聚酯切片或纖維，其特征是所述的纖維是一種陽離子染料常溫常壓可染的高收縮長纖維或陽離子染料常溫常壓可染的抗起毛起球長纖維。
6.一種如權利要求1所述的陽離子染料易染的共聚酯切片或纖維，其特征是所述的纖維是一種陽離子染料常溫常壓可染的細旦復絲或單絲。
7.采一種如權利要求1所述的陽離子染料易染的共聚酯切片或纖維，其特征是所述的纖維是一種陽離子染料常溫常壓可染的異形纖維。
8.一種如權利要求1所述的陽離子染料易染的共聚酯切片或纖維的制備方法，其特征是所述的纖維是分別由下述方法制得在二-四價金屬氧化物及其醋酸鹽催化劑存在下和220～260℃，對苯二甲酸和乙二醇單體摩爾比為1∶1.7-2.4時反應1～5小時并脫水、加入間苯二甲酸乙二酯-5-磺酸鈉或鉀，在250-300℃共聚1-4小時，制得陽離子染料易染的共聚酯切片，其中催化劑用量為對苯二甲酸重量的0.01％-0.08％，間苯二甲酸乙二酯-5-磺酸鈉或鉀的單體為對苯二甲酸單體的2.4％～18％摩爾量；將上述陽離子染料易染的共聚酯切片在130-180℃干燥獲干切片；將上述切片或干切片在如下條件進行紡絲獲陽離子染料易染的共聚酯纖維螺桿溫度280～320℃，紡絲速度900-5000m/min，拉伸溫度65-180℃，拉伸倍數為1.5-5倍。
全文摘要
本發明涉及一種由對苯二甲酸單體、間苯二甲酸乙二酯－5－磺酸鈉或鉀單體、乙二醇單體共聚產生的陽離子染料易染的共聚酯切片或纖維,以及其制備方法。本發明的纖維具有陽離子染料常溫常壓可染,高收縮性,織物手感柔軟,抗起毛起球等特性,并具有環境安全性,能夠有效地大批量生產,可廣泛用于純紡或與絲、絹、棉、毛、麻等天然纖維混紡,以獲得風格多樣的服用面料。
文檔編號C08G63/16GK1362548SQ02110770
公開日2002年8月7日 申請日期2002年2月5日 優先權日2002年2月5日
發明者顧利霞, 肖茹, 張斌, 吳承訓, 仲蕾蘭 申請人:東華大學