專利名稱：具有優(yōu)異吸濕性能的聚對苯二甲酸丙二醇樹脂及生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚對苯二甲酸丙二醇樹脂及生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
聚酯纖維以其懸垂性好、強(qiáng)度高等優(yōu)良的物理和化學(xué)性能而被廣泛應(yīng)用于服裝面料、家紡等領(lǐng)域。但由于聚酯大分子鏈規(guī)整，不含有親水基團(tuán)，纖維表面光滑，導(dǎo)致其吸濕透氣性差，它的疏水特性使其在吸水性或吸濕性要求較高的服飾領(lǐng)域中的應(yīng)用受到了限制。
為了解決這些問題，提出的方法是在聚酯中共聚合和添加具有吸濕性的化合物。例如公開的方法有使在側(cè)鏈上具有羥基亞烷基二醇的二醇共聚、使含有磺酸金屬鹽的二羧酸共聚。但是，在共聚合這樣的吸濕成分的方法中，存在強(qiáng)度及耐候性低下的問題。
另外在改性上述聚酯的方法之外，還提出使聚酯纖維附著吸濕性化合物的方法。例如公開的方法有在聚酯纖維上接枝聚合丙烯酸或甲基丙烯酸，利用堿金屬取代其中的羧基，提高吸濕性。但是由于吸濕性化合物附著在纖維表面上，所以存在產(chǎn)生光滑以及隨時(shí)間強(qiáng)度低下，而且耐光性低下的問題。
為了解決所述的問題，在纖維使用方面提出，將具有高吸濕性的吸濕性樹脂做成芯部，利用聚酯的外皮包覆的芯鞘型復(fù)合纖維。但是這些芯鞘型復(fù)合纖維的情況，在進(jìn)行精煉以及染色等熱水處理時(shí)，芯部的吸水性樹脂由于含水而溶脹，存在的問題有纖維表面發(fā)生裂痕(鞘裂)向吸濕性樹脂的外部流出、染色穩(wěn)定性不夠、布匹質(zhì)量降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種良好的力學(xué)性能和吸濕性能的具有優(yōu)異吸濕性能的聚對苯二甲酸丙二醇樹脂及生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種具有優(yōu)異吸濕性能的聚對苯二甲酸丙二醇樹脂，其特征是在聚對苯二甲酸丙二醇樹脂中含有聚對苯二甲酸丙二醇樹脂合成過程中加入的納米吸濕功能粉體5～15wt％。
納米吸濕功能粉體是SiO2粉體，粒徑0.05～0.5微米。納米吸濕功能粉體是多孔質(zhì)SiO2粉體。
一種具有優(yōu)異吸濕性能的聚對苯二甲酸丙二醇樹脂的生產(chǎn)方法，包括對苯二甲酸與丙二醇進(jìn)行酯化、縮聚反應(yīng)，其特征是在反應(yīng)體系中加入納米吸濕功能粉體的丙二醇分散液。
納米吸濕功能粉體的丙二醇分散液中納米吸濕功能粉體的濃度為5～40％，納米吸濕功能粉體的丙二醇分散液的添加量以最終產(chǎn)品聚對苯二甲酸丙二醇樹脂重量比計(jì)算，使納米吸濕功能粉體的含量為5～15wt％。納米吸濕功能粉體的丙二醇分散液是在酯化反應(yīng)步驟或縮聚反應(yīng)步驟中加入反應(yīng)體系。本發(fā)明優(yōu)選在酯化反應(yīng)結(jié)束后，縮聚反應(yīng)前加入到反應(yīng)體系中，效果更好。
所述的納米吸濕功能粉體的丙二醇分散液，是將吸濕粒子加入丙二醇配置成5-40％的溶液。此溶液經(jīng)均質(zhì)機(jī)高速分散后得到，分散液分散均勻，穩(wěn)定性好，放置72小時(shí)無沉降。
本發(fā)明所采用的其他反應(yīng)條件可以采用常規(guī)生產(chǎn)聚對苯二甲酸丙二醇樹脂的反應(yīng)條件，例酯化反應(yīng)催化劑一般可以采用鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙脂、鈦酸四乙酯、硫酸鈦水解物或有機(jī)錫類催化劑；縮聚催化劑是常規(guī)銻系列催化劑；穩(wěn)定劑為含磷化合物，如磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、PEP36等?？寡鮿槌Ｓ肐R1010等。
由于納米吸濕功能粉體(納米SiO2)是一種新型的無毒、無味、無污染的無機(jī)改性填料，其表面存在不飽和殘鍵以及不同鍵合狀態(tài)的羥基及欠氧鍵，表現(xiàn)出極強(qiáng)的活性，很容易與氧等起鍵合作用，具有一定的親水性。本發(fā)明充分利用SiO2的這些性質(zhì)。本發(fā)明制備方法簡單，所得聚酯材料力學(xué)性能優(yōu)異，具有良好的吸濕效果。
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1吸濕分散溶液的調(diào)制將35重量的份的多孔質(zhì)SiO2粒子(Silysia640，由日本Fuji silysia化學(xué)公司生產(chǎn))加入到100重量份的丙二醇中，SiO2粒子粒徑為0.05～0.5微米(優(yōu)選0.06～0.3微米，效果更好)，用均質(zhì)機(jī)高速分散15分鐘-30分鐘，后待用。
酯化反應(yīng)，將對苯二甲酸二甲酸(PTA)200份和1，3-丙二醇(PDO)150份經(jīng)過打漿后放入酯化反應(yīng)裝置中，加入0.08份的鈦酸四丁酯作催化劑，常壓140～260℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)，當(dāng)水量流出與理論接近時(shí)，酯化反應(yīng)結(jié)束。將漿料移行入縮聚釜，加入70重量份的SiO2的丙二醇分散液，然后加入穩(wěn)定劑0.03份磷酸三苯酯、0.06份的三氧化二銻催化劑，常壓縮聚20分鐘，并將溫度逐漸升到260℃，由常壓逐漸抽真空至200Pa以下，進(jìn)行縮聚反應(yīng)，達(dá)到目標(biāo)黏度后，結(jié)束反應(yīng)將縮聚產(chǎn)物鑄帶、切粒，即得具有優(yōu)異吸濕性能的聚酯材料，最終吸濕粒子含量7％，用普通紡絲機(jī)進(jìn)行常規(guī)紡絲和牽伸工藝得到聚對苯二甲酸丙二醇樹脂(PTT)纖維。
實(shí)施例2實(shí)驗(yàn)步驟同實(shí)施例1，只是將40份的多孔質(zhì)SiO2(Silysia 640)分散到160份的PDO中進(jìn)行均質(zhì)機(jī)高速分散10分鐘，分散液在縮聚釜內(nèi)的添加量為130份，最終吸濕粒子在聚酯的含量為10％。
實(shí)施例3實(shí)驗(yàn)步驟同實(shí)施例2，只是將40份的多孔質(zhì)SiO2(Silysia 640)分散在60份的PDO中，進(jìn)行均質(zhì)機(jī)高速分散20分鐘，并且在酯化反應(yīng)前添加到酯化反應(yīng)裝置中，添加量為45.5重量份。最終吸濕粒子在聚酯的含量為7％。
實(shí)施例4實(shí)驗(yàn)步驟同實(shí)施例2，只是將40份的多孔質(zhì)SiO2(Silysia 640)分散在60份的PDO中，進(jìn)行均質(zhì)機(jī)高速分散20分鐘，并且在酯化反應(yīng)前添加到酯化反應(yīng)裝置中，添加量為91重量份。最終吸濕粒子在聚酯的含量為14％。
實(shí)施例5實(shí)驗(yàn)步驟同實(shí)施例2，只是將5份的多孔質(zhì)SiO2(Silysia 640)分散在95份的PDO中，進(jìn)行均質(zhì)機(jī)高速分散20分鐘，并且在酯化反應(yīng)前添加到酯化反應(yīng)裝置中，添加量為91重量份。
對比例1將40份的SiO2粒子(Silysia 640)用常規(guī)攪拌機(jī)分散在60份的PDO中。取出45.5份的上述分散液，添加到有200份PTA，150份PDO的經(jīng)打漿過的酯化反應(yīng)器中，加入0.08份的鈦酸四丁酯作催化劑，常壓140～260℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)，當(dāng)水量流出與理論接近時(shí)，酯化反應(yīng)結(jié)束。將漿料移行入縮聚釜，加入穩(wěn)定劑0.03份磷酸三苯酯、0.06份的三氧化二銻催化劑，常壓縮聚20分鐘，并將溫度逐漸升到270℃，由常壓逐漸抽真空至200Pa以下，進(jìn)行縮聚反應(yīng)，達(dá)到目標(biāo)黏度后，結(jié)束反應(yīng)將縮聚產(chǎn)物鑄帶、切粒，即得具有優(yōu)異吸濕性能的聚酯材料，最終吸濕粒子含量7％。
對比例2將10份的吸濕粒子(Silysia 640)與90份的常規(guī)PTT切片在L/D為35的雙螺桿擠出機(jī)中混煉，擠出機(jī)溫度設(shè)定為260度。經(jīng)擠出造粒后得到吸濕粒子含量為10％的PTT功能粒子。
下表為本發(fā)明實(shí)施例與比較例的對照表。

測試方法使用吸濕參數(shù)ΔMR作為評價(jià)吸濕性的尺度，其測試方法如下這里ΔMR是從30℃，90％RH的吸濕率(MR2)減去20℃，65％RH的吸濕率(MR1)得到的差值(ΔMR(％)＝MR2-MR1)。這里ΔMR是通過將衣服穿著時(shí)的衣服內(nèi)的濕氣放出到外界大氣，用于得到舒適性的驅(qū)動力，以30℃，90％RH代表在進(jìn)行輕一中度的操作或輕一中度的運(yùn)動時(shí)的衣服內(nèi)溫度，20℃，65％RH代表外界大氣的溫度，得到兩者之差。ΔMR越大吸放濕能力越強(qiáng)，相應(yīng)的穿著時(shí)的舒適性越好。上限沒有特別限定，實(shí)用上大約為20％。
斷裂強(qiáng)度測試方法按照GB/T3923.2-1998紡織品織物拉伸性能第2部分測試。
權(quán)利要求
1.一種具有優(yōu)異吸濕性能的聚對苯二甲酸丙二醇樹脂，其特征是在聚對苯二甲酸丙二醇樹脂中含有聚對苯二甲酸丙二醇樹脂合成過程中加入的納米吸濕功能粉體5～15wt％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)異吸濕性能的聚對苯二甲酸丙二醇樹脂，其特征是納米吸濕功能粉體是SiO2粉體，粒徑0.05～0.5微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有優(yōu)異吸濕性能的聚對苯二甲酸丙二醇樹脂，其特征是納米吸濕功能粉體是多孔質(zhì)SiO2粉體。
4.一種權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)異吸濕性能的聚對苯二甲酸丙二醇樹脂的生產(chǎn)方法，包括對苯二甲酸與丙二醇進(jìn)行酯化、縮聚反應(yīng)，其特征是 在反應(yīng)體系中加入納米吸濕功能粉體的丙二醇分散液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有優(yōu)異吸濕性能的聚對苯二甲酸丙二醇樹脂的生產(chǎn)方法，其特征是納米吸濕功能粉體的丙二醇分散液中納米吸濕功能粉體的濃度為5～40％，納米吸濕功能粉體的丙二醇分散液的添加量以最終產(chǎn)品聚對苯二甲酸丙二醇樹脂重量比計(jì)算，使納米吸濕功能粉體的含量為5～15wt％。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的具有優(yōu)異吸濕性能的聚對苯二甲酸丙二醇樹脂的生產(chǎn)方法，其特征是納米吸濕功能粉體的丙二醇分散液是在酯化反應(yīng)步驟或縮聚反應(yīng)步驟中加入反應(yīng)體系。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有優(yōu)異吸濕性能的聚對苯二甲酸丙二醇樹脂及生產(chǎn)方法，在聚對苯二甲酸丙二醇樹脂中含有聚對苯二甲酸丙二醇樹脂合成過程中加入的納米吸濕功能粉體5～15wt％。生產(chǎn)方法包括對苯二甲酸與丙二醇進(jìn)行酯化、縮聚反應(yīng)，在反應(yīng)體系中加入納米吸濕功能粉體的丙二醇分散液。本發(fā)明制備方法簡單，所得聚酯材料力學(xué)性能優(yōu)異，具有良好的吸濕效果。
文檔編號C08K3/00GK101058634SQ200610039880
公開日2007年10月24日 申請日期2006年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月22日
發(fā)明者成娟, 李旭, 本田圭介 申請人:東麗纖維研究所(中國)有限公司