一種低縮型活化聚酯工業(yè)絲及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低縮型活化聚酯工業(yè)絲及其制備方法，其材料為改性聚酯，所述改性聚酯由聚酯與氨基脂肪酸乙二醇酯構(gòu)成，所述氨基脂肪酸乙二醇酯分散在所述聚酯的分子鏈間，且所述氨基脂肪酸乙二醇酯與所述聚酯的分子鏈間有氫鍵作用，使所述氨基脂肪酸乙二醇酯與所述聚酯的分子鏈的相對(duì)位置固定；所述低縮型活化聚酯工業(yè)絲在溫度為70～80℃條件下，纖維內(nèi)部分子鏈間的自由體積空間增大10～15v/v％，斷裂強(qiáng)度≥7.6cN/dtex，芯吸高度≤5mm。部分活化劑分子擴(kuò)散進(jìn)入到纖維空隙中，在聚酯分子中引入更多活性較強(qiáng)的-OH和-NH，提高了聚酯纖維的反應(yīng)性。所述低縮型活化聚酯工業(yè)絲可用于輸送帶帆布，子午線輪胎簾子布等。
【專利說明】-種低縮型活化聚醒工業(yè)絲及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬聚醋纖維【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種低縮型活化聚醋工業(yè)絲及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚對(duì)苯二甲酸己二醇醋（陽T)纖維自問世W來，因其優(yōu)異的性能而得到了迅猛地 發(fā)展，其產(chǎn)量已經(jīng)成為世界合成纖維之冠。聚醋纖維具有斷裂強(qiáng)度和彈性模量高，回彈性適 中，熱定型優(yōu)異，耐熱耐光性好W及耐酸耐堿耐腐燭性等一系列優(yōu)良性能，且織物具有抗皺 免資，挺括性好等優(yōu)點(diǎn)，所W，聚醋纖維廣泛應(yīng)用于服裝、工業(yè)絲等領(lǐng)域。
[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，它的主鏈 含有剛性的苯環(huán)和柔性的姪基，而直接與苯環(huán)相連接的醋基與苯環(huán)又構(gòu)成了剛性的共輛體 系，從而制約了其柔性鏈段的自由旋轉(zhuǎn)。該種結(jié)構(gòu)對(duì)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響是明顯的，增加 了分子鏈段運(yùn)動(dòng)的壁壟，PET的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高，溫度達(dá)到玻璃化溫度W上時(shí)，纖維大 分子鏈段發(fā)生劇烈運(yùn)動(dòng)，聚合物分子間空隙增大，自由體積增加。
[0004] 活化型聚醋工業(yè)長絲具有聚醋工業(yè)長絲的一切特點(diǎn)；斷裂強(qiáng)度高，斷裂伸長率小， 干熱收縮率穩(wěn)定；然而與粘膠和尼龍相比，它的粘合性能比較差。因此，在生產(chǎn)過程中，一 般要先進(jìn)行預(yù)處理使聚醋工業(yè)絲活化。經(jīng)活化、熟成工序后具備與橡膠制品粘合力高的特 點(diǎn)，可W克服聚醋由于分子結(jié)構(gòu)造成的與橡膠粘合力差的缺點(diǎn)。可提高與橡膠制品的粘合 力高。主要應(yīng)用在浸膠簾子布、帆布輸送帶上W及作為汽車輪胎簾子布的主要原料。
[0005] 活化劑與聚醋工業(yè)絲主要的反應(yīng)是環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基團(tuán)與聚醋的端駿基之間發(fā) 生反應(yīng)引入活性的輕基，封閉異氯酸醋在高溫下解封產(chǎn)生活性很強(qiáng)的-NC0基團(tuán)，-NC0與聚 醋工業(yè)絲中的-0H起反應(yīng)或再醋化直接反應(yīng)。通過反應(yīng)在聚醋分子中引入活性較強(qiáng)的-0H 和-NH，并在聚醋工業(yè)絲表面形成樹脂狀的涂層，使聚醋的極性增強(qiáng)，提高了與RFL的反應(yīng) 性。由于聚醋表面光滑，表面活性基團(tuán)很少，活化雖有效果，但聚醋工業(yè)絲與橡膠之間存在 嚴(yán)重的脫層現(xiàn)象，且壽命短。
[0006] 本發(fā)明使聚醋纖維在一定溫度下纖維分子間的空隙增大，在活化過程中使部分活 化劑分子擴(kuò)散進(jìn)入到纖維空隙中，提高了活化劑的使用效率，在聚醋分子中引入更多活性 較強(qiáng)的-0H和-NH，并在聚醋簾線表面形成牢固的樹脂狀的涂層，使聚醋的極性增強(qiáng)，進(jìn)一 步提高了與RFL的反應(yīng)性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種低縮型活化聚醋工業(yè)絲及其制備方法，本發(fā)明利用氨基 脂肪酸己二醇醋在一定溫度條件時(shí)，自由體積的增加幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于聚醋大分子鏈的特性， 提高了活化劑進(jìn)入聚醋內(nèi)部的程度，來提高聚醋纖維的改性性能；同時(shí)由于氨基脂肪酸己 二醇醋分子中在首位氨基的存在，增加其與聚醋大分子鏈之間的氨鍵作用，增加了它與聚 醋的相容性W及在聚醋中的分散，最大限度地減少了遷移。同時(shí)對(duì)聚醋結(jié)構(gòu)規(guī)整性、結(jié)晶性 沒有破壞，保持了聚醋的優(yōu)良性能。
[0008] 本發(fā)明的一種低縮型活化聚醋工業(yè)絲，所述低縮型活化聚醋工業(yè)絲的材料為改性 聚醋，由改性聚醋紡絲而得，所述改性聚醋由聚醋與氨基脂肪酸己二醇醋構(gòu)成，所述氨基脂 肪酸己二醇醋分散在所述聚醋的分子鏈間，且所述氨基脂肪酸己二醇醋與所述聚醋的分 子鏈間有氨鍵作用，使所述氨基脂肪酸己二醇醋與所述聚醋的分子鏈的相對(duì)位置固定；所 述低縮型活化聚醋工業(yè)絲在溫度為70?8(TC條件下，纖維內(nèi)部分子鏈間的自由體積空間 增大10?15v/v% ;所述低縮型活化聚醋工業(yè)絲斷裂強(qiáng)度> 7. 6cNAltex，斷裂伸長率為 19.0±2.0%，在177°C、0.05cN八ltex的測(cè)試條件下的干熱收縮率為2.0±0.8%，芯吸高度 《5mm。
[0009] 所述氨基脂肪酸己二醇醋的分子結(jié)構(gòu)為：
[0010] &N 畑2) nCOOC&C&OOC 畑2)。畑2 ;
[0011] 其中，n = 10-50。
[0012] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案：
[0013] 如上所述的一種低縮型活化聚醋工業(yè)絲，所述氨基脂肪酸己二醇醋占所述低縮型 活化聚醋工業(yè)絲的重量百分比為0. 5?2. 5%。
[0014] 如上所述的一種低縮型活化聚醋工業(yè)絲，所述低縮型活化聚醋工業(yè)絲的線密度偏 差率《1.4%，斷裂強(qiáng)度CV值《3.0%，斷裂伸長CV值《8.0%。
[0015] 本發(fā)明還提供了一種低縮型活化聚醋工業(yè)絲的制備方法，將改性聚醋的高粘切片 經(jīng)計(jì)量、擠出、冷卻、上油、拉伸、熱定型、活化油劑上油、卷繞和預(yù)活化處理步驟，制得低縮 型活化聚醋工業(yè)絲；
[0016] 所述擠出的溫度為290?32(TC ;
[0017] 所述冷卻的風(fēng)溫為20?25 °C ;
[0018] 所述上油的上油率為0. 4?0. 6wt% ;
[0019] 所述活化油劑上油的上油率為0. 4?0. 5wt% ;
[0020] 所述卷繞的速度為2600?3400m/min ;
[0021] 所述預(yù)活化處理的條件為；溫度70?8(TC，放置時(shí)間為20?30h ;所述預(yù)活化 處理，是指為縮短所述低縮型活化聚醋工業(yè)絲的活化時(shí)間，同時(shí)達(dá)到最佳粘合力，又不會(huì)因 季節(jié)溫度變化而影響活化效果，增建暖房，將活化絲在溫度70?8(TC的環(huán)境下放置20? 30h，進(jìn)行預(yù)活化處理，然后再包裝出廠，該樣大大改善了活化型聚醋工業(yè)長絲的活化效果， 增強(qiáng)了活化型聚醋工業(yè)長絲與橡膠制品的粘合力；
[0022] 所述改性聚醋的高粘切片的制備步驟包括：
[0023] (1)氨基脂肪酸己二醇醋的制備：
[0024] 1)將二元脂肪酸與甲醇W 1:1. 5摩爾比的量加入反應(yīng)器中，在濃硫酸的催化下， 加熱到80?iicrc，回流醋化，冷卻，分離提純得到二元脂肪酸單甲醋；所述二元脂肪酸為 十二焼二駿酸到五十二焼二駿酸中的一種；反應(yīng)方程式為：
[00巧]H00C (邸2) nCOOH+C&OH 一 C&OOC (邸2) nCOOH ;
[0026] 其中 n = 10 ?50。
[0027] 2)將所述二元脂肪酸單甲醋、四己酸鉛和漠化裡按摩爾比1:1:1溶在苯中，其中 二元脂肪酸單甲醋的濃度為0. 05?0. Imol/L，在氮?dú)夥諊?，?0?9(TC反應(yīng)，回流，當(dāng) 不再有氣體產(chǎn)生時(shí)，加入一定量的稀硫酸反應(yīng)2?3小時(shí)，然后洗涂、提純及干燥，得到產(chǎn)物 漠代脂肪酸；反應(yīng)方程式為：
[0028]

【權(quán)利要求】
1. 一種低縮型活化聚酯工業(yè)絲，其特征是：所述低縮型活化聚酯工業(yè)絲的材料為改性 聚酯，所述改性聚酯由聚酯與氨基脂肪酸乙二醇酯構(gòu)成，所述氨基脂肪酸乙二醇酯分散在 所述聚酯的分子鏈間，且所述氨基脂肪酸乙二醇酯與所述聚酯的分子鏈間有氫鍵作用，使 所述氨基脂肪酸乙二醇酯與所述聚酯的分子鏈的相對(duì)位置固定；所述低縮型活化聚酯工業(yè) 絲在溫度為70?80°C條件下，纖維內(nèi)部分子鏈間的自由體積空間增大10?15V/v% ;所 述低縮型活化聚酯工業(yè)絲斷裂強(qiáng)度彡7. 6cN/dtex，斷裂伸長率為19. 0±2. 0%，在177°C、 0. 05cN/dteX的測(cè)試條件下的干熱收縮率為2. 0±0. 8%，芯吸高度彡5mm ; 所述氨基脂肪酸乙二醇酯的分子結(jié)構(gòu)式為： H2N (CH2) nCOOCH2CH2OOC (CH2) nNH2 ； 其中，n = 10?50。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低縮型活化聚酯工業(yè)絲，其特征在于，所述低縮型活化 聚酯工業(yè)絲的線密度偏差率彡1.4%，斷裂強(qiáng)度CV值彡3.0%，斷裂伸長CV值彡8.0%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低縮型活化聚酯工業(yè)絲，其特征在于，所述氨基脂肪酸 乙二醇酯占所述低縮型活化聚酯工業(yè)絲的重量百分比為〇. 5?2. 5%。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種低縮型活化聚酯工業(yè)絲的制備方法，其特征是：將改性聚 酯的高粘切片經(jīng)計(jì)量、擠出、冷卻、上油、拉伸、熱定型、活化油劑上油、卷繞和預(yù)活化處理步 驟，制得低縮型活化聚酯工業(yè)絲； 所述擠出的溫度為290?320°C ; 所述冷卻的風(fēng)溫為20?25 °C ; 所述上油的上油率為〇? 4?0? 6wt% ; 所述活化油劑上油的上油率為〇. 4?0. 5wt% ; 所述卷繞的速度為2600?3400m/min ; 所述預(yù)活化處理的條件為：溫度70?80°C，放置時(shí)間為20?30h ; 所述改性聚酯的高粘切片的制備步驟包括： (1)氨基脂肪酸乙二醇酯的制備： 1) 將二元脂肪酸與甲醇以1:1. 5摩爾比的量加入反應(yīng)器中，在濃硫酸的催化下，加熱 到80?110°C，回流酯化，冷卻，分離提純得到二元脂肪酸單甲酯；所述二元脂肪酸為十二 烷二羧酸到五十二烷二羧酸中的一種； 2) 將所述二元脂肪酸單甲酯、四乙酸鉛和溴化鋰按摩爾比1:1:1溶在苯中，其中二元 脂肪酸單甲酯的濃度為〇. 05?0. lmol/L，在氮?dú)夥諊?，?0?90°C反應(yīng)，回流，當(dāng)不再 有氣體產(chǎn)生時(shí)，加入一定量的稀硫酸反應(yīng)2?3小時(shí)，然后洗滌、提純及干燥，得到產(chǎn)物溴代 脂肪酸； 3) 將溴代脂肪酸與15?25wt %的氨水按摩爾比1:2加入到反應(yīng)器中，攪拌，在室溫下 反應(yīng)，再將反應(yīng)產(chǎn)物加熱蒸餾，且用冷水吸收氨氣，加熱蒸餾的溫度不超過70°C，直至無氣 泡產(chǎn)生，即停止蒸餾，然后進(jìn)行冷卻和抽濾，濾餅用去離子水洗至無溴離子為止，將產(chǎn)品真 空干燥得到產(chǎn)物氨基脂肪酸； 4) 將乙二醇和氨基脂肪酸按摩爾比為1. 1:2攪拌均勻，并按氨基脂肪酸重量的1? 3%加入濃度為40?50wt %的硫酸，進(jìn)行酯化反應(yīng)，酯化反應(yīng)溫度為160?220°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)；反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)分離提純得到氨基脂肪酸乙 二醇酯； (2) 改性聚酯的制備，包括酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)： 所述酯化反應(yīng)：采用對(duì)苯二甲酸和乙二醇作為原料，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?，壓力控制在常?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)； 所述縮聚反應(yīng)： 包括縮聚反應(yīng)低真空階段和縮聚反應(yīng)高真空階段： 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； 在所述縮聚反應(yīng)低真空階段結(jié)束后加入氨基脂肪酸乙二醇酯，并攪拌； 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lOOPa，反應(yīng)溫度控制在275?280°C，反應(yīng)時(shí)間50?90分鐘；制得改性聚 醋； (3) 所述改性聚酯造粒后固相縮聚增粘，獲得改性聚酯的高粘切片，特性粘度為0. 9? 1. 2dL/g。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低縮型活化聚酯工業(yè)絲的制備方法，其特征在于，所述 乙二醇與所述對(duì)苯二甲酸的摩爾比為1. 2?2. 0:1。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低縮型活化聚酯工業(yè)絲的制備方法，其特征在于，所述 催化劑選自三氧化二銻、乙二醇銻和醋酸銻中的一種，催化劑用量為所述對(duì)苯二甲酸重量 的 0? 01%?0? 05%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低縮型活化聚酯工業(yè)絲的制備方法，其特征在于，所述 穩(wěn)定劑選自磷酸三苯酯、磷酸三甲酯和亞磷酸三甲酯中的一種，穩(wěn)定劑用量為所述對(duì)苯二 甲酸重量的0. 01%?0. 05%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低縮型活化聚酯工業(yè)絲的制備方法，其特征在于，加入 氨基脂肪酸乙二醇酯后的攪拌，時(shí)間為15?20分鐘。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低縮型活化聚酯工業(yè)絲的制備方法，其特征在于，用去 離子水洗至無溴離子為止采用硝酸銀溶液檢測(cè)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低縮型活化聚酯工業(yè)絲的制備方法，其特征在于，所述 濃硫酸是指質(zhì)量濃度為70?80 %的硫酸，濃硫酸加入量為二元脂肪酸的1?3wt% ;所述 一定量的稀硫酸是指質(zhì)量濃度為40?50%的硫酸，稀硫酸加入量為二元脂肪酸單甲酯的 1 ?3wt % 〇
【文檔編號(hào)】C07C227/18GK104480563SQ201410852402
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】楊大矛, 趙慧榮, 張耀鵬, 宋光坤, 范曉兵, 蔡明建, 劉亞濤 申請(qǐng)人:江蘇恒力化纖股份有限公司