一种改性聚酯长丝及其制备方法与流程

本发明涉及纺丝生产，尤其涉及一种改性聚酯长丝及其制备方法。

背景技术：

1、热熔胶是近年来国内外开发较快的一种新型胶粘剂，与其他类型的胶粘剂相比，热熔胶具有粘结时间短、强度高、无毒害和无污染等优良特性，被誉为“绿色胶黏剂”。近十多年来，热熔胶在纺织品工业领域(如粘合衬)中得到了广泛的应用，高质量粘合衬的制造，关键在于要有高性能的热熔胶。由于共聚酯类热熔胶在手感、价格以及耐水洗、砂洗和蒸汽压烫等方面优异，因而有着更广阔的发展前景。聚酯类热熔胶是近几十年来发展起来的新品种热熔胶，它是一种改性的低熔点饱和共聚酯，大都通过两种或者两种以上的二元酸和二元醇采用共聚的方法制得，使其结晶度、玻璃化温度和熔点大大降低，以符合热熔胶的特殊要求。

2、热粘合低熔点纤维是非织造布的重要原料之一。据统计，它约占非织造布纤维总用量的28％左右。在当前飞速发展的非织造布行业中，热粘合法由于使用纤维型粘合剂的加工方法，使得加工简单、生产速度高、能耗低、运用灵活、产品不带任何化学试剂、不污染环境、对人体无害，所以得到了优先发展。热粘合法是利用高分子材料的热塑性，施加给聚合物纤维材料一定热量，使聚合物纤维材料部分软化熔融，经冷却固化后使纤维互相粘结在一起的加固方法。对于聚酯类非织造布行业，它们需要一种熔点较常规聚酯纤维低，且与常规聚酯有着良好相容性聚合物来作为热粘合低熔点纤维。根据“相似相容”原理，以涤纶为主体纤维的非织造布应以其同族聚酯纤维来粘合，实践表明，由低熔点共聚酯纺制得粘合纤维，可使涤纶絮片更为柔软、膨松，这给聚酯类低熔点热粘合纤维的应用提供了广阔空间。

3、但是在低熔点共聚酯的酯化反应过程中会发生一系列的副反应，产生许多副产物，其中影响最大的副产物为乙醛，乙醛可引起脸潮红、心悸及血压下降等不适症状。同时，乙醛会引起眼，鼻及上呼吸道刺激症状及支气管炎，高浓度的乙醛吸入有麻醉作用，乙醛对人体健康存在极大的危害。

4、在低熔点共聚酯长丝的制备过程中，所涉冷却、拉伸温度均偏低，且时间短，无法将纤维的乙醛含量降低到安全值以下。因此，亟需一种新的技术方案解决以上至少一个技术问题。

技术实现思路

1、鉴于上述不足，本发明一个目的是提供一种改性聚酯长丝，将含氨基的无机介孔粉体代替传统的消光剂引入到熔融纺丝体系中，同时起到乙醛清除作用和消光作用，易实现工业生产，纺丝过程中可减少乙醛蒸汽的释放，改善生产环境。本发明另一个目的是提供一种改性聚酯长丝的制备方法，通过无机通过简单的共聚的方式合成侧基含有氨基的改性聚酯，实现在聚合和加工过程中，抑制热氧化降解，抑制了乙醛的产生，减少了纺丝过程中乙醛蒸汽的释放对环境的恶化，降低改性聚酯长丝中的乙醛的含量，有益于其应用的安全性。

2、为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本发明所采用的技术方案是：

3、一种改性聚酯长丝，包括改性聚酯和消光剂，所述改性聚酯包括对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙二醇链段、二甘醇链段和5-氨基间苯二酸双-3-羟基乙酯链段，所述消光剂为无机介孔粉体，所述无机介孔粉体表面含有氨基官能团。

4、作为优选的技术方案，所述无机介孔粉体为介孔二氧化钛粉体，所述介孔二氧化钛粉体的孔径为2nm-4nm，比表面积为100m2/g-300m2/g，粒径为200nm-300nm，所述氨基官能团的含量为1wt％-3wt％。

5、作为优选的技术方案，所述改性聚酯的熔点在110℃-150℃，所述改性聚酯的分子量为18000-22000。

6、本发明还提供了一种改性聚酯长丝的制备方法，包括以下步骤：

7、制备消光剂和改性聚酯，将所述消光剂和改性聚酯混合得到改性聚酯切片，所述改性聚酯切片经计量、熔融、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕，制得改性聚酯长丝。

8、作为优选的技术方案，制备所述消光剂的具体步骤为：

9、以烷基胺为模板剂，钛酸异丙酯或钛酸正丁酯为钛源，将模板剂和钛源加入乙醇中混合溶解，加入去离子水生成沉淀，经陈化、过滤、萃取除去部分模板剂，然后洗涤、干燥得到所述消光剂，所述消光剂即为介孔二氧化钛粉体；

10、制备所述改性聚酯的具体步骤为：

11、将5-氨基间苯二酸溶于甲醇，在冰水浴条件下加入氯化亚砜，反应3h-4h，蒸发除去甲醇，加入水分离出酯化产物，再用乙酸乙酯萃取酯化产物，挥发除去乙酸乙酯后得到5-氨基间苯二酸二甲酯；

12、5-氨基间苯二酸二甲酯与乙二醇在第一催化剂作用下进行酯交换反应，酯化温度180℃-210℃，酯化时间2h-3h，直到酯交换反应完全，得到5-氨基间苯二酸双-3-羟基乙酯；

13、将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇和介孔二氧化钛粉体配成浆料后，进行酯化反应，得到酯化产物，压力为0.1-0.3mpa，温度为230℃-250℃；

14、在酯化反应结束后，在酯化产物中加入5-氨基间苯二酸双-3-羟基乙酯，再加入第二催化剂和稳定剂，在负压的条件下开始低真空阶段的缩聚反应，低真空阶段的压力由常压平稳降至绝对压力500pa以下，温度控制在260℃-270℃，反应时间为30min-50min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，高真空阶段的压力降至绝对压力小于70pa，反应温度控制在275℃-280℃，反应时间为50min-90min，制得所述改性聚酯。

15、作为优选的技术方案，所述烷基胺为十二、十四、十六或十八胺，所述烷基胺与所述钛源的摩尔比为1：(2-3)，所述乙醇与所述去离子水的体积比为1:(4-5)，所述烷基胺的浓度为2wt％-2.2wt％，所述陈化条件为先室温，室温时间为20h-24h，再升温至90℃-100℃，升温时间为40h-48h，所述萃取条件为室温下于ph＝2的硝酸乙醇溶液中处理12h-15h，所述洗涤条件为用乙醇抽滤洗涤3次-5次，所述干燥条件为干燥温度50℃-60℃，干燥时间24h-30h。

16、作为优选的技术方案，5-氨基间苯二酸、甲醇、氯化亚砜的摩尔比为1:(35.0-37.5):(3-3.5)，加入的水体积是甲醇的2-3倍，加入乙酸乙酯的体积是甲醇的1-1.2倍，5-氨基间苯二酸二甲酯与乙二醇的摩尔比为1:(1.8-2.2)，第一催化剂加入量为5-氨基间苯二酸二甲酯重量的0.02％-0.03％，对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇的摩尔比为1:(0.4-0.6):(0.08-0.12):(1.8-2.5)。

17、作为优选的技术方案，所述消光剂的重量为改性聚酯重量的0.20％-0.25％，5-氨基间苯二酸双-3-羟基乙酯与对苯二甲酸摩尔比为1:(0.02-0.03)。

18、作为优选的技术方案，所述稳定剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲酯或亚磷酸三甲酯，所述稳定剂的加入量为所述对苯二甲酸总重量的0.03％-0.05％，所述第二催化剂为三氧化二锑、乙二醇锑或醋酸锑，所述第二催化剂的加入量为对苯二甲酸总重量的0.03％-0.05％。

19、作为优选的技术方案，制备所述改性聚酯长丝的参数如下：挤出温度为270℃-280℃，冷却温度为20℃-25℃，一辊速度为2200m/min-2400m/min，一辊温度为65℃-70℃，二辊速度为3000m/min-3200m/min，二辊温度为150℃-180℃，卷绕速度为2960m/min-3230m/min，所述改性聚酯长丝的纤度1.5dtex-3.0dtex，断裂强度≥3.5cn/dtex，断裂伸长率为50.0±5.0％，所述改性聚酯长丝中乙醛的含量＜0.5ppm。

20、与传统的技术方案相比，本发明的有益效果是：

21、1)、本发明将含氨基的无机介孔粉体代替传统的消光剂引入到熔融纺丝体系中，同时起到乙醛清除作用和消光作用，易实现工业生产，纺丝过程中可减少乙醛蒸汽的释放，改善生产环境，通过简单的共聚的方式合成侧基含有氨基的改性聚酯，实现在聚合和加工过程中，抑制热氧化降解，抑制了乙醛的产生，减少了纺丝过程中乙醛蒸汽的释放对环境的恶化，降低改性聚酯长丝中的乙醛的含量，有益于其应用的安全性；

22、2)、在改性聚酯长丝中需加入高折射率的介孔二氧化钛粉体，将介孔二氧化钛粉体制备成含氨基官能团的介孔形式，兼具消光功能和乙醛清除功能；

23、3)、改性聚酯长丝的制备方法通过无机通过简单的共聚的方式合成侧基含有氨基的改性聚酯，实现在聚合和加工过程中，抑制热氧化降解，抑制了乙醛的产生，减少了纺丝过程中乙醛蒸汽的释放对环境的恶化，降低改性聚酯长丝中的乙醛的含量，有益于其应用的安全性。