一種低色差聚酯異收縮復(fù)合絲及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬聚酯制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種低色差聚酯異收縮復(fù)合絲及其制備方法， 特別是一種縮聚催化劑采用乙二醇鎂和乙二醇銻的混合物以及聚酯切片經(jīng)水與溶洗劑在 120~130°C，0.2~0.3MPa條件下煮泡、洗滌的低色差聚酯異收縮復(fù)合絲及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一種性能優(yōu)良的聚合物，PET以其模量高、強(qiáng)度高、 挺括、保形性好、純凈衛(wèi)生、阻隔性能好等，被廣泛應(yīng)用于纖維、瓶包裝、薄膜和片材等領(lǐng)域， 產(chǎn)量逐年遞增，行業(yè)地位顯著提升。
[0003] PET屬于對(duì)稱性的直鏈大分子，分子鏈不含有側(cè)鏈基團(tuán)，規(guī)整性非常好，這種結(jié)構(gòu) 的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高，需要在很高的溫度下染色，促進(jìn)染料分子向纖維內(nèi)部的擴(kuò)散。另 外，PET的分子鏈規(guī)整，結(jié)晶性好，分子鏈排列緊密，并且分子鏈上沒(méi)有與染料分子發(fā)生作用 的極性基團(tuán)，使聚酯纖維的上色更加困難。由于它分子中沒(méi)有親水基團(tuán)，吸濕性很差，這導(dǎo) 致滌綸的染色比較困難。滌綸分散染料染色主要高溫高壓染色法方法
[0004] 聚酯纖維中的低聚物是一種低分子量的酯或醚，主要是指聚合度小于10的齊聚 物、二甘醇，是以副產(chǎn)物的形式產(chǎn)生。其中齊聚物分為線性齊聚物和環(huán)狀齊聚物，其中以環(huán) 狀聚體特別是環(huán)狀三聚體居多，齊聚物主要涉及到異相成核、紡絲加工、染色等，對(duì)聚酯的 性能及后道加工造成一定的不良影響。對(duì)苯二甲酸乙二醇酯聚合物(PET)大約含低聚物3-4%，當(dāng)纖維表面出現(xiàn)低聚物就會(huì)給染色和后加工帶來(lái)麻煩。低聚物的擴(kuò)散出來(lái)最容易發(fā)生 在染色時(shí)的控溫升溫和保溫階段。當(dāng)降溫時(shí)，和染料一樣由于低聚物在水中的溶解度隨溫 度降低急劇減小，因此會(huì)結(jié)晶析出，析出的染料和低聚物附著在纖維表面極不容易洗去，從 而給染色及后加工帶來(lái)很多麻煩，染色過(guò)程中，聚集的染料和低聚物粘附在纖維表面，出現(xiàn) 染料色點(diǎn)、斑漬、色花等現(xiàn)象。沉積在染色機(jī)的管道和閥門(mén)中，阻礙液流循環(huán)，導(dǎo)致染色困 難。消除低聚物關(guān)鍵在于消除齊聚物環(huán)狀三聚物和二甘醇，一方面是在聚合過(guò)程中減少低 聚物的產(chǎn)生，另一方面是在染色前或染色中去除。
[0005] 異收縮復(fù)合絲是具有不同潛在收縮性能的長(zhǎng)絲，即高收縮絲POY與低收縮絲Π)Υ經(jīng) 混纖加工組成的復(fù)合絲，PET異收縮混纖復(fù)合絲的主要特點(diǎn)：高膨松性和柔軟的手感。PET異 收縮復(fù)合絲的外現(xiàn)和普通長(zhǎng)絲相似。具有不同潛在收縮性能的長(zhǎng)絲，即高收縮絲POY與低收 縮絲FDY經(jīng)混纖加工組成的復(fù)合絲，由于兩組分收縮率的差異，而產(chǎn)生異收縮的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種低色差聚酯異收縮復(fù)合絲及其制備方法，是一種縮聚催 化劑采用乙二醇鎂和乙二醇銻的混合物的聚酯以及低色差聚酯異收縮復(fù)合絲及其制備方 法。本發(fā)明采用乙二醇鎂和乙二醇銻的混合物為縮聚催化劑，將熱降解減少到最低，以及聚 酯切片經(jīng)水與溶洗劑在130°C，0.3MPa條件下煮泡、洗滌;減少齊聚物、二甘醇含量對(duì)聚酯復(fù) 合絲染色的的影響。
[0007]本發(fā)明的一種低色差聚酯異收縮復(fù)合絲，為所述聚酯為對(duì)苯二甲酸和乙二醇經(jīng)酯 化和在乙二醇鎂和乙二醇銻的混合物催化作用下縮聚、造粒和溶洗后紡絲加工制得;所述 低色差聚酯異收縮復(fù)合絲為聚酯POY絲與聚酯FDY絲復(fù)合而得;所述聚酯POY絲與聚酯FDY絲 是經(jīng)由聚酯經(jīng)溶洗后紡絲而得，所述低色差聚酯異收縮復(fù)合絲的斷裂強(qiáng)度2 1.9cN/dteX， 斷裂伸長(zhǎng)率為30.0 ± 5.0 %，卷曲收縮率為2.50 ± 3.0 %，網(wǎng)絡(luò)度為20 ± 5個(gè)/m;色差Δ E小于 0.200；
[0008]所述產(chǎn)業(yè)用聚酯的切片中，齊聚物質(zhì)量百分比含量小于0.5%，二甘醇的質(zhì)量百分 比含量小于0.5%;
[0009] 所述乙二醇鎂的分子式為Mg (OCH2CH2OH) 2;
[0010] 所述溶洗是指造粒后的切片經(jīng)水與溶洗劑在120~130°C與0.2~0.3MPa條件下煮 泡和洗滌。
[0011] 在聚酯纖維染色及后加工中，影響表面低聚物析出的因素很多，主要有溫度和時(shí) 間等因素。提高染色溫度將加劇低聚物的迀移，特別是當(dāng)有某些助劑或染料存在時(shí)，迀移速 度提高更快。染液循環(huán)持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)，低聚物從纖維內(nèi)向外迀移的量增加，經(jīng)常冷熱循環(huán) 以及一些助劑、染料的存在會(huì)大大加劇低聚物的的移出與沉積。同時(shí)熱定形的溫度和時(shí)間 對(duì)低聚物迀移速度和迀移量有很大影響。對(duì)合成纖維染整加工來(lái)說(shuō)熱定形是一個(gè)極其重要 的工序，其主要目的是消除織物上已有的皺痕和提高織物的尺寸穩(wěn)定性以及改善織物的強(qiáng) 力、手感、起毛起球和表面平整等性能。但是，在色織物定形過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生這樣的現(xiàn)象，即 熱定形后的織物表面容易出現(xiàn)色斑和條花，勻染性和摩擦牢度也顯著下降，尤其是對(duì)于超 細(xì)滌綸織物，影響尤為嚴(yán)重，低聚物在熱作用下由內(nèi)向外的迀移是主要原因之一?，F(xiàn)有的技 術(shù)都集中在染色環(huán)節(jié)來(lái)解決低聚物對(duì)染色的影響，這只是一種治標(biāo)的方法，只有從源頭上 解決才是治本的根本。
[0012] 采用乙二醇鎂與乙二醇銻混合物作為縮聚催化劑，乙二醇鎂屬于比較溫和的一 類(lèi)，其熱降解系數(shù)很小，在反應(yīng)過(guò)程中引發(fā)的副反應(yīng)較少，減少了在加工過(guò)程中低聚物的產(chǎn) 生。引起熱降解的主要因素是高溫和催化劑，高溫是反應(yīng)強(qiáng)度過(guò)高，導(dǎo)致降解加速，產(chǎn)生了 端羧基，同時(shí)也使環(huán)狀齊聚物增加;催化劑則與催化劑的降解反應(yīng)常數(shù)相關(guān)，在縮聚過(guò)程 中，催化劑的作用不僅在于能催化生成主反應(yīng)，從而影響反應(yīng)的速率與產(chǎn)量，同時(shí)還能催化 熱降解和醚鍵生成，增加環(huán)狀齊聚物和二甘醇的含量。
[0013] 如上所述的一種低色差聚酯異收縮復(fù)合絲的線密度偏差率±2.5%，斷裂伸長(zhǎng)CV 值 < 10.0%，變異系數(shù)CV值 < 10.0%，含油率為 1·0±0·2%，纖度：100-150dtex。
[0014] 如上所述的一種低色差聚酯異收縮復(fù)合絲，所述乙二醇鎂和乙二醇銻的混合物 中，乙二醇鎂與乙二醇銻質(zhì)量比為2~3:1。
[0015] 本發(fā)明還提供了一種低色差聚酯異收縮復(fù)合絲的制備方法，一種低色差聚酯異收 縮復(fù)合絲的制備方法，為對(duì)苯二甲酸和乙二醇經(jīng)酯化和在乙二醇鎂和乙二醇銻的混合物催 化作用下縮聚制得聚酯，再經(jīng)切粒得到聚酯切片，然后將聚酯切片溶洗后即制得聚酯;聚酯 分別按POY工藝和FDY工藝紡絲，然后合股并絲，經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)復(fù)合，最后卷繞形成異收縮復(fù)合 絲。
[0016] 主要工藝為：
[0017] ⑴催化劑乙二醇鎂的制備：
[0018] 在單室電解槽內(nèi)加乙二醇，支持電解質(zhì)為氯化鎂，金屬鎂塊為陽(yáng)極，陰極為石墨； 通直流電，起始電壓6~IOVV，陰極電流密度為150~200mA，50~60°C時(shí)電解10~12小時(shí)，電 解結(jié)束后取出電極，得白色懸濁液;減壓過(guò)濾，白色固體用無(wú)水乙醇洗滌，干燥后得到乙二 醇儀；
[0019] (2)聚酯的制備，包括酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)：
[0020] 所述酯化反應(yīng)：
[0021 ]采用對(duì)苯二甲酸和乙二醇作為原料，加入防醚劑，配成均勻漿料后進(jìn)行酯化反應(yīng)， 得到酯化產(chǎn)物；酯化反應(yīng)在氮?dú)夥諊屑訅海瑝毫刂圃诔簙〇.3MPa，溫度在250~260 °C，酯化水餾出量達(dá)到理論值的90%以上為酯化反應(yīng)終點(diǎn)；
[0022]所述縮聚反應(yīng)：
[0023] 包括縮聚反應(yīng)低真空階段和縮聚反應(yīng)高真空階段：
[0024] 所述縮聚反應(yīng)低真空階段，在酯化產(chǎn)物中加入催化劑和穩(wěn)定劑，在負(fù)壓的條件下 開(kāi)始縮聚反應(yīng)，該階段壓力由常壓平穩(wěn)抽至絕對(duì)壓力500Pa以下，溫度控制在260~270°C， 反應(yīng)時(shí)間為30~50分鐘;所述催化劑為乙二醇鎂和乙二醇銻的混合物；
[0025] 所述縮聚反應(yīng)高真空階段，經(jīng)所述縮聚反應(yīng)低真空階段后，繼續(xù)抽真空，使反應(yīng)壓 力降至絕對(duì)壓力小于l〇〇Pa，反應(yīng)溫度控制在275~280°C，反應(yīng)時(shí)間50~90分鐘；
[0026]制得聚酯，經(jīng)切粒得到聚酯切片；
[0027] (3)溶洗
[0028] 所述聚酯切片經(jīng)水與溶洗劑在120~130°C與0.2~0.3MPa條件下煮泡3-5小時(shí)，后 經(jīng)洗滌;得到聚酯；
[0029] (4)紡絲加工主要工藝參數(shù)：
[0030]紡絲溫度：280