一種染色均勻的pbt高彈絲的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及PBT技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種染色均勻的PBT高彈絲的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，屬于聚酯系列，又稱為熱塑性聚酯塑料，PBT纖維是由高純度對(duì)苯二甲酸或?qū)Ρ蕉柞ヅc1，4-丁二醇酯化后縮聚的線性聚合物，經(jīng)熔體紡絲制得的纖維，屬于聚酯纖維的一種。PBT具有優(yōu)異的綜合性能，如結(jié)晶度高、可快速成型、耐候性、摩擦系數(shù)低、熱變形溫度高、電氣性質(zhì)佳、力學(xué)性能優(yōu)良、耐疲勞性、可以超聲波焊接等。PBT憑借其優(yōu)良的綜合性能在電子電器、汽車工業(yè)、機(jī)械、儀器儀表和家用電器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并成為繼聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)和改性聚苯醚(MPPO)之后的第五大通用工程塑料。PBT在分散染料染色時(shí)，常壓下100°C下即可上色，但是PBT用大部分分散染料染色時(shí)，還難得到染色均勻、色牢度好的成品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種染色均勻的PBT高彈絲的制備方法，該方法制備的PBT高彈絲的染色均勻、色牢度好。
[0004]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]—種染色均勻的PBT高彈絲的制備方法，包括如下步驟:
[0006](I)將對(duì)苯二甲酸和1，4-丁二醇置入酯化反應(yīng)器中，加入鈦酸四丁酯、間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉反應(yīng)，然后將反應(yīng)產(chǎn)物置于縮聚釜中，真空攪拌進(jìn)行縮聚反應(yīng)，制備得到PBT聚酯;
[0007](2)所述PBT聚酯經(jīng)切片、干燥后得到PBT聚酯切片；
[0008](3)將所述PBT聚酯切片置入螺桿擠出機(jī)中擠出，過(guò)濾后，加入陽(yáng)離子染料和分散染料的混合物進(jìn)行染色；
[0009](4)將染色后的PBT置入螺桿型紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲，經(jīng)冷卻、上油、平衡、卷絲、拉伸處理，經(jīng)過(guò)假捻器假捻后加熱變形成為螺旋圈型，制備得到染色均勻的PBT高彈絲。
[0010]步驟⑴中，所述對(duì)苯二甲酸與所述1，4-丁二醇的摩爾比為1:(2?3)，例如1:1、1:2,1: 3，選用鈦酸四丁酯作為催化劑促進(jìn)縮聚反應(yīng)，所述鈦酸四丁酯的用量為所述對(duì)苯二甲酸質(zhì)量的 0.02 ?0.04%，例如 0.02%,0.025%、0.03%、0.035%、0.04% 0 所述間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉的用量為所述對(duì)苯二甲酸質(zhì)量的0.5?1%，例如0.5%、0.6%、
0.7%,0.8%,0.9%、1%。
[0011]步驟(2)中，所述干燥的溫度為150 ?170°C，例如 150°C、155°C、160°C、165°C、170°C，所述干燥的時(shí)間為0.5?Ih。
[0012]PBT在分散染料染色時(shí)，常壓下100°C下即可上色，但是PBT用大部分分散染料染色時(shí)，還難得到染色均勻、色牢度好的成品。陽(yáng)離子染料(cat1nic dyes)是紡織染料的一種，又稱堿性染料和鹽基染料。溶于水中呈陽(yáng)離子狀態(tài)，陽(yáng)離子染料可溶于水，在水溶液中電離，生成帶正電荷的有色離子的染料。染料的陽(yáng)離子能與織物中第三單體的酸性基團(tuán)結(jié)合而使纖維染色，是腈綸纖維染色的專用染料，具有強(qiáng)度高、色光鮮艷、耐光、牢度好等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)PBT進(jìn)行改性，將含有能夠接受陽(yáng)離子染料的第三單體做為改性劑添加到PBT的分子鏈上，優(yōu)選地，本發(fā)明的改性劑選擇間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉。
[0013]步驟(3)中，所述陽(yáng)離子染料和所述分散染料為本領(lǐng)域常用的染料，在此不做特別說(shuō)明。優(yōu)選地，所述陽(yáng)離子染料和所述分散染料的質(zhì)量比為1: (I?2)。所述染色的溫度為100?120°C，所述染色的時(shí)間為I?1.5h。
[0014]由于PBT的分子結(jié)構(gòu)形態(tài)球晶有α型和β型兩種不同的結(jié)晶形態(tài)，并在外力的作用下產(chǎn)生可逆的轉(zhuǎn)變，不同的結(jié)構(gòu)其熔點(diǎn)也不同，因此紡絲熔體粘度也不一樣，進(jìn)而影響成品纖維染色的均勻性，紡絲熔體的流變性能好，熔體粘度的均勻性好，染色性能好。紡絲溫度過(guò)低，紡絲熔體中高熔點(diǎn)、高結(jié)晶部分未熔或未完全熔融，紡出的絲條可紡性差，染色時(shí)會(huì)出現(xiàn)色差；但溫度過(guò)高又會(huì)加劇熔體大水解和熱氧化降解，絲條的條干不勻率變大，染色不勻率升高。優(yōu)選地，步驟(4)中，所述紡絲的溫度為260?280°C，例如260°C、265°C、270°C、275°C、280°C。
[0015]在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于PBT纖維的玻璃化溫度為25°C，優(yōu)選地，本發(fā)明的側(cè)吹風(fēng)溫度為18?25°C，保證絲條均勻冷卻，風(fēng)速為0.3?0.5m/s，冷卻風(fēng)的穿透性良好，保證生產(chǎn)出的POY預(yù)取向絲的結(jié)晶完善，形成的結(jié)晶均勻，條干的均勻度好，成品的染色均勻性好。
[0016]在絲束上使用適當(dāng)?shù)挠蛣?，使絲條具有較好的平滑性、集束性和抗靜電性，使POY預(yù)取向絲的含油率為0.2?0.5%。
[0017]卷繞速度是影響纖維取向度和結(jié)晶度的重要因素，卷繞速度越高，預(yù)取向度和結(jié)晶度越高，成品纖維的染色均勻性越好，但卷繞速度過(guò)高使絲卷產(chǎn)生收縮，使卷裝成型變壞，加工出來(lái)的成品纖維染色均勻性變差。優(yōu)選地，本發(fā)明的步驟(4)中，卷繞速度為2500?2800m/min，使纖維的可紡性好，染色性能優(yōu)良。
[0018]拉伸溫度使絲條處于塑化狀態(tài)，通過(guò)假捻器傳遞的捻度使纖維變形，優(yōu)選地，本發(fā)明的拉伸溫度優(yōu)選為200?240°C，例如200°(:、210°(:、220°(:、230°(:、240°(:，使成品的拉伸性能好，蓬松性好，染色性能佳。
[0019]拉伸倍數(shù)太低，在晶體取向的同時(shí)，無(wú)定形區(qū)分子也發(fā)生取向，此時(shí)假捻張力也低，絲條在絲路上發(fā)生抖動(dòng)，體系不穩(wěn)定，易形成拉伸不勻的色條絲和未消除捻度的緊點(diǎn)絲；拉伸倍數(shù)增加，纖維非晶取向提高，分子間作用力增大，成品絲的強(qiáng)度增加、伸度下降，染色均勻性增加；拉伸倍數(shù)過(guò)高，處于假捻器下方的纖維由于較大的張力易形成毛絲，優(yōu)選地，本發(fā)明的拉伸倍數(shù)為1.3?1.5倍，使纖維染色均勻性好。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明以對(duì)苯二甲酸和1，4_ 丁二醇為原料，加入鈦酸四丁酯作催化劑、間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉作為改性劑進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)改性后的PBT分子鏈上連接有能夠接受陽(yáng)離子染料的第三單體，使染色的均勻性變好；然后將反應(yīng)產(chǎn)物置于縮聚釜中，真空攪拌進(jìn)行縮聚反應(yīng)，制備得到PBT聚酯，PBT聚酯經(jīng)切片干燥后得到PBT聚酯切片，將PBT聚酯切片置入螺桿擠出機(jī)中擠出，加入陽(yáng)離子染料和分散染料的混合物進(jìn)行染色，陽(yáng)離子染料的分子大，染色時(shí)擴(kuò)散效果差，分散染料的分子小，易于擴(kuò)散，因此將兩種染料的結(jié)合使用使上色均勻并且色牢度好；將染色后的PBT置入螺桿型紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲，經(jīng)冷卻、上油、平衡、卷絲、拉伸處理，經(jīng)過(guò)假捻器假捻后加熱變形成為螺旋圈型，制備得到染色均勻的PBT高彈絲；本發(fā)明的制備方法制備的PBT高彈絲的染色均勻、色牢度好。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面通過(guò)【具