專利名稱：連續生產抗紫外線聚酯的方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種抗紫外線聚酯的制造方法。
背景技術：
目前抗紫外線織物已涉及許多應用領域。采用抗紫外線織物制作的服裝，運動裝，農業、漁業等野外作業夫，頗受歡迎，它具有抗紫外線、遮蔽和反射熱輻射線，使織物具有清涼感、舒適感。現有生產聚酯共混物技術中，聚酯都以固體形式送到生產共混物的現場。在所述送料之前該聚酯的生產一般發生在距共混物生產現場很遠的地方，過程涉及將單體結構單元以化學鍵連接成一體。以固體形式將聚酯送到共混物生產現場要求聚酯在生產裝置中冷卻，隨后任選地造粒已達到固化，此種常用的傳統方式帶來以下缺點冷卻，固化、造粒、儲藏、運輸和熔融等所述步驟成本高昂，手續繁多。況且，所要求的能耗必然導致對環境的影響。共混組分在混煉設備中的熔融構成該聚酯在高溫下的額外暴露，這會造成降解以及因此生產的共混物品質的惡化。這對于熱敏性聚酯來說尤其嚴重。最后，對共混物生產現場使用的聚酯在熔融前進行干燥可能證明是必須的，倘若運輸和儲藏期間所吸收的任何濕氣會造成熔體中的聚酯降解。紡絲后染色對環境污染很嚴重。
發明內容
本發明的目的在于提供一種方法簡單，易操作，生產的聚酯質量好的連續生產抗紫外線聚酯的制造方法。
本發明的技術解決方案是一種連續生產抗紫外線聚酯的方法，其特征是包括下列步驟①將聚合設備中聚合成的聚酯熔體通過主管道輸入共混合裝置；②將抗紫外線劑先加入助劑在氣流粉粉碎機中進行粉碎和分散處理，然后與聚酯在混合器中混煉得母粒；③將步驟②的母粒加入步驟①中的共混合裝置中共混處理，得抗紫外線聚酯。
步驟②中的聚酯是直接加入混合器中的聚酯切片或是從聚合設備經過支管進入混合器中的熔融態聚酯。步驟②中抗紫外線劑和聚酯的用量比按重量計為15～60∶40～85。聚酯、抗紫外線劑和助劑三種組份的原料總用量按重量計為聚酯75％～99.4％，抗紫外線劑0.5％～20％，助劑0.1％～5％。聚酯是聚對苯二甲酸烷烴二醇酯，優選聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸1，3-丙二醇酯或聚對苯二甲酸丁二醇酯，尤其優選聚對苯二甲酸乙二酯。抗紫外線劑有無機抗紫外線劑或有機抗紫外線劑，無機抗紫外線是陶瓷粉、二氧化鈦、氧化鋅等，有機抗紫外線是水楊酸酯類、二苯甲酮類、苯并三唑類；在步驟②混合器中，還加有抗氧劑，是受阻酚類抗氧劑(如抗氧劑IR1010、抗氧劑1076)和亞磷酸酯類抗氧劑(如抗氧劑TNP、168)，抗氧劑的用量為聚酯總重量的0.01～0.5％，分散劑為聚乙二醇、三羥甲基乙烷、硬脂酸金屬鹽、聚乙烯吡咯烷酮或鋁鈦復合型偶聯劑。熔融態聚酯是聚對苯二甲酸烷烴二醇酯，熔融態聚酯的溫度為220～320℃，優選240～300℃。
一種連續生產抗紫外線聚酯的設備，其特征是有粒子微加工設備與混合器連接，混合器和共混合裝置連接，混合器通過主管道與連續聚合設備連接。
混合器通過支管與連續聚合設備相連接。有多余聚酯輸出管與主管連接。功能粒子與聚酯的混合器為螺桿式混合器。共混合裝置及功能粒子與聚酯的混合器，它們的混合長度與混合直徑的比值為20～60∶1。
本發明方法簡單，設備結構合理，易操作，抗紫外線劑成分分散均一，品種穩定，生產的聚酯質量好，生產成本低。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
圖1是本發明實施例1，2，3的設備結構示圖。
圖2是本發明實施例4，5，6，8的設備結構示圖。
圖3是本發明實施例7的設備結構示圖。
具體實施例方式實施例1以對苯二甲酸和乙二醇為原料在200～260℃溫度下進行酯化反應，然后在280～300℃溫度、低于300Pa真空下進行重縮聚反應，連續生產粘度達到0.655的聚對苯二甲酸乙二醇酯(簡寫為PET)熔體。連續聚合設備1中的聚對苯二甲酸乙二醇酯熔體在溫度為220～320℃(例220℃、240℃、280℃、320℃)下，以1000kg/h速度通過主管道2輸入共混合裝置3，同時支管4將聚對苯二甲酸乙二醇酯輸入螺桿式混煉器5，供給量為5kg/h；二氧化鈦(功能粒子)(或氧化鋅、水楊酸苯酯、2，4-二羥基二苯甲酮、2(2-羥基5-甲基苯基)苯并三唑等)先加入助劑聚乙二醇(或三羥甲基乙烷、硬脂酸金屬鹽、聚乙烯吡咯烷酮、鋁鈦復合型偶聯劑)在扁平式氣粉粉碎機12中進行粉碎和分散處理，然后加入到螺桿式混合器5中，供給量是5kg/h，混煉得母粒，再將母粒加入共混合裝置3中共混處理，得抗紫外線聚酯，共混合裝置3中的共混溫度為290℃。二氧化鈦在制得功能性聚對苯二甲酸乙二醇酯(抗紫外線聚酯)中含量約為1％，助劑的用量為聚酯、抗紫外線劑和助劑三種原料總用量的0.1～5％。然后采用普通紡絲機進行常規紡絲及牽伸工藝制成抗紫外線纖維。
實施例2制備工藝如同實施例1，所不同的是支管中聚酯供給量和抗紫外線劑用量不同(見表1)，生產的抗紫外線聚酯里含二氧化鈦的量為4wt％。
實施例3制備工藝如同實施例1，所不同的是支管中聚酯供給量和抗紫外線劑的用量不同(見表1)，生產的抗紫外線聚酯里含二氧化鈦的量約8wt％實施例4以對苯二甲酸和乙二醇為原料在200～260℃溫度下進行酯化反應，然后在280～320℃溫度、低于300Pa真空下進行重縮聚反應，連續生產粘度達到0.655的聚對苯二甲酸乙二醇酯(簡寫為PET)熔體。聚對苯二甲酸乙二醇酯熔體在溫度為220～320℃(例220℃、240℃、280℃、300℃、320℃)下，以1000kg/h速度從連續聚合設備6通過主管道7供給進入共混合裝置8。二氧化鈦粉體先加入助劑聚乙二醇(或低分子量聚乙烯蠟、三羥甲基乙烷、硬脂酸鋅)在扁平式氣流粉粉碎機13中進行粉碎和分散處理，然后與粘度為0.655的聚對苯二甲酸乙二醇酯切片，在螺桿式混合器9中混合(二氧化鈦粉體供給量見表1)，混煉得母粒，再將母粒以190.5kg/h向共混合裝置8供給，得抗紫外線聚酯，其中含二氧化鈦重量份為2％，助劑的用量為聚酯、抗紫外線劑和助劑三種原料總用量的0.1～5％。然后采用普通紡絲機進行常規紡絲及牽伸工藝制成抗紫外線纖維。上述共混合裝置8及與聚酯的螺桿式混合器9，它們的混合長度與混合直徑的比值均為20～60∶1，其中直徑為20～100厘米。
實施例5的制備工藝如同實施例4，所不同的是聚酯供給量和二氧化鈦用量不同(見表1)，抗紫外線聚酯中含二氧化鈦粉體的重量份為6％。
實施例6的制備工藝如同實施例4，所不同的是聚酯供給量和抗紫外線用量不同(見表1)，抗紫外線聚酯中含二氧化鈦粉體的重量份為7.5％。
實施例7以對苯二甲酸和乙二醇為原料在200～260℃溫度下進行酯化反應，然后在280～300℃溫度、低于300Pa真空下進行重縮聚反應，連續生產粘度達到0.655的聚對苯二甲酸乙二醇酯(簡寫為PET)熔體。連續聚合設備1中的聚對苯二甲酸乙二醇酯熔體在溫度為220～300℃(例220℃、240℃、280℃、300℃)下，以1000kg/h速度分別通過主管道輸入共混合裝置、通過管道10，11到其它設備，同時支管4將聚對苯二甲酸乙二醇酯輸入螺桿式混煉器，供給量為5kg/h；二氧化鈦粉體先加入分散劑在扁平式氣流粉粉碎機14中進行粉碎和分散處理，然后加入到螺桿式混合器中，供給量是5kg/h。共混合裝置中的共混溫度為290℃。二氧化鈦在制得功能性聚對苯二甲酸乙二醇酯中含量為2.5％。然后采用普通紡絲機進行常規紡絲及牽伸工藝制成抗紫外線纖維。
實施例8以對苯二甲酸和乙二醇為原料在200～260℃溫度下進行酯化反應，然后在280～320℃溫度、低于300Pa真空下進行重縮聚反應，連續生產粘度達到0.655的聚對苯二甲酸乙二醇酯(簡寫為PET)熔體。聚對苯二甲酸乙二醇酯熔體在溫度為220～320℃(例220℃、240℃、280℃、300℃、320℃)下，以1000kg/h速度從連續聚合設備6通過主管道7供給進入共混合裝置8。2-(2-羥基-3，5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯并三唑先加入助劑聚乙二醇(或低分子量聚乙烯蠟、三羥甲基乙烷、硬脂酸鋅)在扁平式氣流粉粉碎機13中進行粉碎和分散處理，然后與粘度為0.655的聚對苯二甲酸乙二醇酯切片，在螺桿式混合器9中混合，混煉得母粒，再將母粒以190.5kg/h向共混合裝置8供給，得抗紫外線聚酯，其中含2-(2-羥基-3，5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯并三唑重量份為3％，助劑的用量為聚酯、抗紫外線劑和助劑三種原料總用量的0.1～5％。然后采用普通紡絲機進行常規紡絲及牽伸工藝制成抗紫外線纖維。上述共混合裝置8及與聚酯的螺桿式混合器9，它們的混合長度與混合直徑的比值均為20～60∶1，其中直徑為20～100厘米。
實施例9螺桿式混煉器5中抗紫外線劑和聚酯的用量比按重量計為15～60∶40～85(例15∶85、40∶60、60∶40)，聚酯、抗紫外線劑和助劑三種組份的原料總用量按重量計為聚酯75％～99.4％(例75％、90％、99％)，抗紫外線劑0.5％～20％(例20％、9％、0.7％)，助劑0.1％～5％(例5％、1％、0.3％)。其余同實施例1。
比較例1釜式聚合的粘度為0.655聚對苯二甲酸乙二醇酯切片和二氧化鈦粉體在L/D為44的2軸擠出機共混制造母粒，共混溫度為290℃。母粒中二氧化鈦粉體的重量份為50％。然后母粒和上述的聚對苯二甲酸乙二醇酯切片在上述的條件下再次混合制造切片粒子，此切片粒子中二氧化鈦粉體的重量份為0.5％。然后采用普通紡絲機進行常規紡絲及牽伸工藝制成纖維。
比較例2連續聚合的粘度為0.655聚對苯二甲酸乙二醇酯切片，直接采用普通紡絲機進行常規紡絲及牽伸工藝制成纖維。然后用進行涂層，其抗紫外線與實施例1的相似。
其試驗結果如下圖表所示表1 實施例與比較例
參數測試方法紫外線透過率測定方法是，采用紫外分光光度計測織物在200-400nm范圍的透光率斷裂強度按GB/T3923.2-1998標準測定
權利要求
1.一種連續生產抗紫外線聚酯的方法，其特征是包括下列步驟①將聚合設備中聚合成的聚酯熔體通過主管道輸入共混合裝置；②將抗紫外線劑先加入助劑在氣流粉粉碎機中進行粉碎和分散處理，然后與聚酯在混合器中混煉得母粒；③將步驟②的母粒加入步驟①中的共混合裝置中共混處理，得抗紫外線聚酯。
2.根據權利要求1所述的連續生產抗紫外線聚酯的方法，其特征是步驟②中的聚酯是直接加入混合器中的聚酯切片或是從聚合設備經過支管進入混合器中的熔融態聚酯。
3.根據權利要求1或2所述的連續生產抗紫外線聚酯的方法，其特征是聚酯、抗紫外線劑和助劑三種組份的原料總用量按重量計為聚酯75％～99.4％，抗紫外線劑0.5％～20％，助劑0.1％～5％；聚酯為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯或聚對苯二甲酸丁二醇酯；分散劑為聚乙二醇、三羥甲基乙烷、硬脂酸金屬鹽、聚乙烯吡咯烷酮或鋁鈦復合型偶聯劑。
4.根據權利要求3所述的連續生產抗紫外線聚酯的方法，其特征是抗紫外線劑有無機抗紫外線劑或有機抗紫外線劑，無機抗紫外線劑是陶瓷粉、二氧化鈦、氧化鋅等，有機抗紫外線劑是水楊酸酯類、二苯甲酮類、苯并三唑類。
5.一種連續生產抗紫外線聚酯的設備，其特征是有粒子微加工設備與混合器連接，混合器和共混合裝置連接，混合器通過主管道與連續聚合設備連接。
6.根據權利要求5所述的連續生產抗紫外線聚酯的設備，其特征是混合器通過支管與連續聚合設備相連接。
7.根據權利要求5或6所述的連續生產抗紫外線聚酯的設備，其特征是有多余聚酯輸出管與主管連接。
8.根據權利要求5或6所述的連續生產抗紫外線聚酯的設備，其特征是功能粒子與聚酯的混合器為螺桿式混合器。
9.根據權利要求5或6所述的連續生產抗紫外線聚酯的設備，其特征是共混合裝置及功能粒子與聚酯的混合器，它們的混合長度與混合直徑的比值為20～60∶1。
全文摘要
本發明公開了一種連續生產抗紫外線聚酯的方法及設備，包括將聚合設備中聚合成的聚酯熔體通過主管道輸入共混合裝置、將抗紫外線劑粉體先加入助劑在氣流粉粉碎機中進行粉碎和分散處理，然后與聚酯在混合器中混煉得母粒、將母粒加入共混合裝置中共混處理，得抗紫外線聚酯。設備有粒子微加工設備與混合器連接，混合器和共混合裝置連接，混合器通過主管道與連續聚合設備連接。本發明方法簡單，設備結構合理，易操作，成分分散均一，品種穩定，生產的聚酯質量好，生產成本低。
文檔編號C08G63/183GK101041715SQ20061003909
公開日2007年9月26日 申請日期2006年3月21日 優先權日2006年3月21日
發明者葉紅梅, 李旭, 本田圭介 申請人:東麗纖維研究所(中國)有限公司