[发明专利]一种高上染率聚酯纤维FDY丝及其制备方法

权利要求书

1.一种高上染率聚酯纤维FDY丝，其特征是：所述高上染率聚酯纤维FDY丝的材料为改性聚酯，所述高上染率聚酯纤维FDY丝在温度为90～130℃条件下，纤维内部分子链间的自由体积空间增大20～30v/v％；所述高上染率聚酯纤维FDY丝的断裂强度≥3.8cN/dtex，断裂伸长率为33.0±3.0％；所述改性聚酯由聚酯与氨基脂肪酸乙二醇酯构成，所述氨基脂肪酸乙二醇酯分散在所述聚酯的分子链间，且所述氨基脂肪酸乙二醇酯与所述聚酯的分子链间有氢键作用，使所述氨基脂肪酸乙二醇酯与所述聚酯的分子链的相对位置固定；

所述氨基脂肪酸乙二醇酯的分子结构为：

H₂N(CH₂)_nCOOCH₂CH₂OOC(CH₂)_n NH₂；

其中，n＝10-50。

2.根据权利要求1所述的一种高上染率聚酯纤维FDY丝，其特征在于，所述高上染率聚酯纤维FDY丝的线密度偏差率≤0.5％，断裂强度CV值≤5.0％，断裂伸长CV值≤10.0％，条干不匀率CV≤2.00％，沸水收缩率7.5±0.5％，含油率0.90±0.20％。

3.根据权利要求1所述的一种高上染率聚酯纤维FDY丝，其特征在于，所述氨基脂肪酸乙二醇酯占所述高上染率聚酯纤维FDY丝的重量百分比为0.5～2.5％。

4.如权利要求1所述的一种高上染率聚酯纤维FDY丝的制备方法，其特征是将改性聚酯经计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕，制得高上染率聚酯纤维FDY丝；

所述挤出的温度为280～290℃；

所述冷却的风温为20～25℃；

所述卷绕的速度为4000～4600m/min；

单丝纤度为0.3～1.0dtex；

所述改性聚酯的制备步骤包括：

(1)氨基脂肪酸乙二醇酯的制备：

1)将二元脂肪酸与甲醇以1:1.5摩尔比的量加入反应器中，在浓硫酸的催化下，加热到80～110℃，回流酯化，冷却，分离提纯得到二元脂肪酸单甲酯；所述二元脂肪酸为十二烷二羧酸到五十二烷二羧酸中的一种；

2)将所述二元脂肪酸单甲酯、四乙酸铅和溴化锂按摩尔比1:1:1溶在苯中，其中二元脂肪酸单甲酯的浓度为0.05～0.1mol/L，在氮气氛围下，在100℃反应，回流，当不再有气体产生时，加入一定量的稀硫酸反应2～3小时，然后洗涤、提纯及干燥，得到产物溴代脂肪酸；

3)将溴代脂肪酸与15～25wt％的氨水按摩尔比1:2加入到反应器中，搅拌，在室温下反应，再将反应产物加热蒸馏，且用冷水吸收氨气，加热蒸馏的温度不超过70℃，直至无气泡产生，即停止蒸馏，然后进行冷却和抽滤，滤饼用去离子水洗至无溴离子为止，将产品真空干燥得到产物氨基脂肪酸；

4)将乙二醇和氨基脂肪酸按摩尔比为1.1:2搅拌均匀，并按氨基脂肪酸重量的1～3％加入浓度为40～50wt％的硫酸，进行酯化反应，酯化反应温度为160～220℃，酯化水馏出量达到理论值的90％以上为酯化反应终点；反应产物经分离提纯得到氨基脂肪酸乙二醇酯；

(2)改性聚酯的制备，包括酯化反应和缩聚反应：

所述酯化反应：

采用对苯二甲酸和乙二醇作为原料，配成均匀浆料后进行酯化反应，得到酯化产物；酯化反应在氮气氛围中加压，压力控制在常压～0.3MPa，温度在250～260℃，酯化水馏出量达到理论值的90％以上为酯化反应终点；

所述缩聚反应：

包括缩聚反应低真空阶段和缩聚反应高真空阶段：

所述缩聚反应低真空阶段，在酯化产物中加入催化剂和稳定剂，在负压的条件下开始缩聚反应，该阶段压力由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下，温度控制在260～270℃，反应时间为30～50分钟；

在所述缩聚反应低真空阶段结束后加入氨基脂肪酸乙二醇酯，并搅拌；

所述缩聚反应高真空阶段，经所述缩聚反应低真空阶段后，继续抽真空，使反应压力降至绝对压力小于100Pa，反应温度控制在275～280℃，反应时间50～90分钟；

制得改性聚酯。

5.根据权利要求4所述的一种高上染率聚酯纤维FDY丝的制备方法，其特征在于，所述乙二醇与所述对苯二甲酸的摩尔比为1.2～2.0:1。