專利名稱：一種分散性染料易染的共聚酯纖維和制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分散性染料易染的共聚酯纖維和制造方法。
背景技術(shù)：
滌綸是以聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)經(jīng)熔融紡絲制得的纖維，是合成纖維的主要品種之一。其織物以挺括、免燙、防霉、防蛀等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。但是，由于PET分子中缺少直接與染料結(jié)合的官能團(tuán)，且結(jié)構(gòu)緊密，無(wú)定型區(qū)少，只能在高溫、高壓下用分散染料染色，對(duì)染色的設(shè)備和工藝要求苛刻，成本也比較高。為改善聚酯纖維的染色性能，通常采用物理或化學(xué)改性的方法改變聚酯纖維的分子結(jié)構(gòu)或超分子結(jié)構(gòu)，引入染料分子接受基或增大容納染料分子的空間。如人們通過(guò)加入第三和第四單體，共聚法得到的陽(yáng)離子可染聚酯纖維(CDP)和陽(yáng)離子染料常壓可染聚酯纖維(ECDP)。CDP需在高壓下染色，而ECDP由于加入第四單體聚醚，使得纖維強(qiáng)力降低，熱穩(wěn)定性變差。雖然陽(yáng)離子染料可染聚酯獲得了一定的發(fā)展，但目前大多數(shù)聚酯纖維仍需采用分散染料染色。分散染料染色的方法主要有高溫高壓染色法和載體常壓沸染法兩種。迫于環(huán)保壓力，載體染色法逐漸退出歷史舞臺(tái)，高溫高壓染色法已成為主流。但高溫高壓染色法存在能耗高、難以連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)的缺點(diǎn)，且難以與不耐高溫的氨綸、羊毛等纖維同浴染色，因此世界紡織界對(duì)分散染料常壓沸染聚酯纖維的改性研究十分活躍。
最近馬敬紅等人報(bào)導(dǎo)了“一種聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料和制備方法”的發(fā)明專利(CN200410024652.5)，系由芳香族二元羧酸或芳香族二元酸二甲酯、二元醇、含磺酸基團(tuán)的芳香族二元羧酸或其酯、層狀硅酸鹽所組成，通過(guò)在聚酯的合成過(guò)程中加入含離子基團(tuán)的第三單體和有機(jī)蒙脫土，制備出既含有磺酸基團(tuán)，又含有納米尺寸蒙脫土的共聚酯。該共聚酯通過(guò)熔融紡絲或以該共聚酯作為母粒與PET共混后通過(guò)熔融紡絲可制備出分散性染料易染的共聚酯纖維。纖維中蒙脫土在分子鏈中能起到了染座的作用，分散染料可以滲透進(jìn)入粘土顆粒的粘土層的間隙。同時(shí)有機(jī)蒙脫土上的某些化學(xué)基團(tuán)，也提高了聚酯纖維對(duì)染料的親和性，使得纖維可在常壓沸染條件下，采用分散性染料染色。而共聚酯中的離子基團(tuán)與蒙脫土有協(xié)同效應(yīng)，不僅進(jìn)一步使纖維的上染率提高，還能提高上染速率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種分散性染料易染共聚酯纖維。
本發(fā)明的目的還提供一種上述共聚酯纖維的制造方法。
本發(fā)明的分散性染料易染的共聚酯切片經(jīng)干燥后，可直接進(jìn)行熔融紡絲、拉伸、紡制分散性染料易染的長(zhǎng)絲和短纖維。
本發(fā)明的制備方法是將上述的一種分散性染料易染共聚酯纖維是以CN200410024652.5所述的聚合插層共聚的聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料共聚物為母粒，與聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)共混而成，其中母粒與PET的重量比為5～50∶50～95。經(jīng)干燥后進(jìn)行熔融紡絲制成分散性染料易染的共聚酯纖維。
上述的聚合插層共聚的聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料共聚物由下述重量比組成芳香族二元羧酸或芳香族二元酸二甲酯50～73，二元醇20～45，含磺酸基團(tuán)的芳香族二元羧酸或其酯1～25，層狀硅酸鹽0.5～15，必要時(shí)還含有催化劑0.001～1.0或/和添加劑0.001～1.0。
所述的芳香族二元羧酸可以是對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸或2，6-萘二甲酸。所述的芳香族二元羧酸酯可以是對(duì)苯二甲酸二甲酯、間苯二甲酸二甲酯或2，6-萘二甲酸二甲酯。所述的二元醇單體可以是乙二醇、丁二醇或1，3-丙二醇等。所述的含磺酸基團(tuán)的芳香族二元羧酸酯以5-磺酸堿金屬鹽間(對(duì))苯二甲酸二甲酯為佳。
本發(fā)明中必要時(shí)含有的添加劑主要是常用穩(wěn)定劑，包括磷酸三苯酯、亞磷酸三苯酯等在內(nèi)的磷(膦)酸酯類化合物。
所述的層狀硅酸鹽為蒙脫土或皂石。最好在進(jìn)行直接酯化縮聚或酯交換縮聚前，蒙脫土或皂石經(jīng)有機(jī)插層劑進(jìn)行處理。有機(jī)插層劑為有機(jī)陽(yáng)離子胺鹽，如十二烷基胺、十六烷基胺、己二胺、月桂酸胺、三乙醇胺、十二烷基三甲基溴化胺、十六烷基三甲基溴化胺、十八烷基三甲基溴化胺及十八烷基芐基二甲基溴化胺等。
所述的催化劑是Sb、Ge、Ti或Sn的氧化物或醋酸鹽以及Zn、Mn、Mg、Ca或Co的醋酸鹽。
本發(fā)明的制造方法是將上術(shù)的聚合插層共聚的聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料共聚物和聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)切片共混，其中聚合插層共聚的聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料共聚物和聚對(duì)苯二甲酸乙二酯重量比為5～50∶50～95。在經(jīng)干燥后進(jìn)行熔融紡絲，制成分散性染料易染的共聚酯纖維。
本纖維可以用分散性染料在常壓100℃條件下染色，使纖維染成中深色。而且制造方法簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉。
通過(guò)下述實(shí)施例將有助于進(jìn)一步理解本發(fā)明，但并不能限制本發(fā)明內(nèi)容。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1將經(jīng)十六烷基三甲基溴化胺有機(jī)插層的蒙脫土11g，加入到乙二醇中，高速攪拌0.5小時(shí)，加入到185g對(duì)苯二甲酸二甲酯、130g乙二醇和9g5-磺酸鈉間苯二甲酸二甲酯的混合物中，加入0.1g醋酸鋅為催化劑。在200℃下進(jìn)行常壓酯交換反應(yīng)2～4小時(shí)。酯交換反應(yīng)結(jié)束后加入0.12g三氧化二銻和0.1g磷酸三苯酯，反應(yīng)體系逐漸減壓升溫，在255～290℃真空度70Pa下反應(yīng)1～3小時(shí)，即得到聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料。
以該聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料作為母粒與PET共混，共混比例為母?！肞ET＝15∶85(重量比)。經(jīng)干燥后進(jìn)行熔融紡絲，紡絲速度為800m/min，拉伸倍數(shù)為3.8倍，得到分散性染料易染的共聚酯纖維。纖維的力學(xué)性能和染色性能列于表1和表2中。
實(shí)施例2將經(jīng)十六烷基三甲基溴化胺有機(jī)插層的蒙脫土11g，加入到乙二醇中，高速攪拌0.5小時(shí)，加入到185g對(duì)苯二甲酸二甲酯、130g乙二醇和12g5-磺酸鈉間苯二甲酸二甲酯的混合物中，加入0.1g醋酸鋅為催化劑。在200℃下進(jìn)行常壓酯交換反應(yīng)2～4小時(shí)。酯交換反應(yīng)結(jié)束后加入0.12g三氧化二銻和0.1g磷酸三苯酯，反應(yīng)體系逐漸減壓升溫，在255～290℃真空度70Pa下反應(yīng)1～3小時(shí)，即得到聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料。
以該聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料作為母粒與PET共混，共混比例為母?！肞ET＝15∶85(重量比)經(jīng)干燥后進(jìn)行熔融紡絲，紡絲速度為800m/min，拉伸倍數(shù)為3.8倍，得到分散性染料易染的共聚酯纖維。纖維的力學(xué)性能和染色性能列于表1和表2中。
實(shí)施例3將經(jīng)十六烷基三甲基溴化胺有機(jī)插層的蒙脫土11g，加入到乙二醇中，高速攪拌0.5小時(shí)，加入到185g對(duì)苯二甲酸二甲酯、130g乙二醇和15g5-磺酸鈉間苯二甲酸二甲酯的混合物中，加入0.1g醋酸鋅為催化劑。在200℃下進(jìn)行常壓酯交換反應(yīng)2～4小時(shí)。酯交換反應(yīng)結(jié)束后加入0.12g三氧化二銻和0.1g磷酸三苯酯，反應(yīng)體系逐漸減壓升溫，在255～290℃真空度70Pa下反應(yīng)1～3小時(shí)，即得到聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料。
以該聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料作為母粒與PET共混，共混比例為母?！肞ET＝15∶85(重量比)經(jīng)干燥后進(jìn)行熔融紡絲，紡絲速度為800m/min，拉伸倍數(shù)為3.8倍，得到分散性染料易染的共聚酯纖維。纖維的力學(xué)性能和染色性能列于表1和表2中。
實(shí)施例4將經(jīng)十六烷基三甲基溴化胺有機(jī)插層的蒙脫土11g，加入到乙二醇中，高速攪拌0.5小時(shí)，加入到185g對(duì)苯二甲酸二甲酯、130g乙二醇和18g5-磺酸鈉間苯二甲酸二甲酯的混合物中，加入0.1g醋酸鋅為催化劑。在200℃下進(jìn)行常壓酯交換反應(yīng)2～4小時(shí)。酯交換反應(yīng)結(jié)束后加入0.12g三氧化二銻和0.1g磷酸三苯酯，反應(yīng)體系逐漸減壓升溫，在255～290℃真空度70Pa下反應(yīng)1～3小時(shí)，即得到聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料。
以該聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料作為母粒與PET共混，共混比例為母?！肞ET＝15∶85(重量比)經(jīng)干燥后進(jìn)行熔融紡絲，紡絲速度為800m/min，拉伸倍數(shù)為3.8倍，得到分散性染料易染的共聚酯纖維。纖維的力學(xué)性能和染色性能列于表1和表2中。
實(shí)施例5將經(jīng)十六烷基三甲基溴化胺有機(jī)插層的蒙脫土11g，加入到乙二醇中，高速攪拌0.5小時(shí)，加入到185g對(duì)苯二甲酸二甲酯、130g乙二醇和15g5-磺酸鈉間苯二甲酸二甲酯的混合物中，加入0.1g醋酸鋅為催化劑。在200℃下進(jìn)行常壓酯交換反應(yīng)2～4小時(shí)。酯交換反應(yīng)結(jié)束后加入0.12g三氧化二銻和0.1g磷酸三苯酯，反應(yīng)體系逐漸減壓升溫，在255～290℃真空度70Pa下反應(yīng)1～3小時(shí)，即得到聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料。
以該聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料作為母粒與PET共混，共混比例為母?！肞ET＝10∶90(重量比)經(jīng)干燥后進(jìn)行熔融紡絲，紡絲速度為800m/min，拉伸倍數(shù)為3.8倍，得到分散性染料易染的共聚酯纖維。纖維的力學(xué)性能和染色性能列于表1和表2中。
實(shí)施例6將經(jīng)十六烷基三甲基溴化胺有機(jī)插層的蒙脫土11g，加入到乙二醇中，高速攪拌0.5小時(shí)，加入到185g對(duì)苯二甲酸二甲酯、130g乙二醇和15g5-磺酸鈉間苯二甲酸二甲酯的混合物中，加入0.1g醋酸鋅為催化劑。在200℃下進(jìn)行常壓酯交換反應(yīng)2～4小時(shí)。酯交換反應(yīng)結(jié)束后加入0.12g三氧化二銻和0.1g磷酸三苯酯，反應(yīng)體系逐漸減壓升溫，在255～290℃真空度70Pa下反應(yīng)1～3小時(shí)，即得到聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料。
以該聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料作為母粒與PET共混，共混比例為母?！肞ET＝20∶80(重量比)經(jīng)干燥后進(jìn)行熔融紡絲，紡絲速度為800m/min，拉伸倍數(shù)為3.8倍，得到分散性染料易染的共聚酯纖維。纖維的力學(xué)性能和染色性能列于表1和表2中。
實(shí)施例7將經(jīng)十六烷基三甲基溴化胺有機(jī)插層的蒙脫土11g，加入到乙二醇中，高速攪拌0.5小時(shí)，加入到185g對(duì)苯二甲酸二甲酯、130g乙二醇和15g5-磺酸鈉間苯二甲酸二甲酯的混合物中，加入0.1g醋酸鋅為催化劑。在200℃下進(jìn)行常壓酯交換反應(yīng)2～4小時(shí)。酯交換反應(yīng)結(jié)束后加入0.12g三氧化二銻和0.1g磷酸三苯酯，反應(yīng)體系逐漸減壓升溫，在255～290℃真空度70Pa下反應(yīng)1～3小時(shí)，即得到聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料。
以該聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料作為母粒與PET共混，共混比例為母粒∶PET＝30∶70(重量比)經(jīng)干燥后進(jìn)行熔融紡絲，紡絲速度為800m/min，拉伸倍數(shù)為3.8倍，得到分散性染料易染的共聚酯纖維。纖維的力學(xué)性能和染色性能列于表1和表2中。
實(shí)施例8將經(jīng)十六烷基三甲基溴化胺有機(jī)插層的蒙脫土11g，加入到乙二醇中，高速攪拌0.5小時(shí)，加入到185g對(duì)苯二甲酸二甲酯、130g乙二醇和15g5-磺酸鈉間苯二甲酸二甲酯的混合物中，加入0.1g醋酸鋅為催化劑。在200℃下進(jìn)行常壓酯交換反應(yīng)2～4小時(shí)。酯交換反應(yīng)結(jié)束后加入0.12g三氧化二銻和0.1g磷酸三苯酯，反應(yīng)體系逐漸減壓升溫，在255～290℃真空度70Pa下反應(yīng)1～3小時(shí)，即得到聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料。
以該聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料作為母粒與PET共混，共混比例為母?！肞ET＝50∶50(重量比)經(jīng)干燥后進(jìn)行熔融紡絲，紡絲速度為800m/min，拉伸倍數(shù)為3.8倍，得到分散性染料易染的共聚酯纖維。纖維的力學(xué)性能和染色性能列于表1和表2中。
表1拉伸強(qiáng)度 斷裂伸長(zhǎng)率實(shí)施例可紡性(CN/dtex) (％)1 好 3.47 25.42 好 3.39 23.83 好 3.37 24.74 好 3.33 24.75 好 3.59 21.96 好 3.30 26.37 一般3.21 20.78 一般3.05 19.8表2上染率(％)實(shí)施例分散紅 分散黃純PET纖維 49 281 72.6 67.92 81.9 75.53 84.0 80.44 87.8 83.65 82.1 72.86 90.1 85.37 91.4 88.78 91.3 89.權(quán)利要求
1.一種分散性染料易染共聚酯纖維，其含有聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料共聚物，該共聚物包含有下述重量比的物質(zhì)芳香族二元羧酸或芳香族二元酸二甲酯50～73，二元醇20～45，含磺酸基團(tuán)的芳香族二元羧酸或其酯1～25，層狀硅酸鹽0.5～15，必要時(shí)還可含有添加劑0.001～1.0或/和催化劑0.001～1.0；所述的芳香族二元羧酸是對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸或2，6-萘二甲酸的一種或一種以上的混合物；所述的芳香族二元酸二甲酯是對(duì)苯二甲酸二甲酯、間苯二甲酸二甲酯或2，6-萘二甲酸二甲酯的一種或一種以上的混合物；所述的二元醇是乙二醇、丁二醇或1，3-丙二醇的一種或一種以上的混合物；所述的含磺酸基團(tuán)的芳香族二元羧酸是5-磺酸堿金屬鹽間或?qū)Ρ蕉姿?，其酯?-磺酸堿金屬鹽間或?qū)Ρ蕉姿岫柞?；所述的層狀硅酸鹽是蒙脫土或皂石；所述的催化劑為Sb、Ge、Ti或Sn的氧化物或它們的醋酸鹽、以及Zn、Mn、Mg、Ca或Co的醋酸鹽，所述的添加劑為磷酸酯類熱穩(wěn)定劑，其特征是由下述物質(zhì)重量比所組成所述的聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料共聚物與聚對(duì)苯二甲酸乙二酯重量比為5～50∶50～95。
2.一種如權(quán)利要求1所述的分散性染料易染共聚酯纖維的制造方法，其特征是將所述的聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料共聚物作為母粒與聚對(duì)苯二甲酸乙二酯切片共混、干燥、熔融紡絲；所述的共聚物母粒與聚對(duì)苯二甲酸乙二酯重量比為5～50∶50～95。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分散性染料易染的共聚酯纖維和制造方法，該纖維系由聚酯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料共聚物與聚對(duì)苯二甲酸乙二酯切片共混、干燥、熔融紡絲而成。共聚物由芳香族二元羧酸或芳香族二元酸二甲酯、二元醇、含磺酸基團(tuán)的芳香族二元羧酸或其酯、層狀硅酸鹽、必要時(shí)還可含有添加劑或/和催化劑所組成。本發(fā)明的方法簡(jiǎn)便、成本低廉，該纖維在常壓下可用分散性染料染色。
文檔編號(hào)D01F6/92GK1587460SQ200410052919
公開(kāi)日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月16日
發(fā)明者馬敬紅, 梁伯潤(rùn) 申請(qǐng)人:東華大學(xué)