[发明专利]一种染色均匀的PBT高弹丝的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及PBT技术领域，尤其涉及一种染色均匀的PBT高弹丝的制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，属于聚酯系列，又称为热塑性聚酯塑料，PBT纤维是由高纯度对苯二甲酸或对苯二甲酯与1,4-丁二醇酯化后缩聚的线性聚合物，经熔体纺丝制得的纤维，属于聚酯纤维的一种。PBT具有优异的综合性能，如结晶度高、可快速成型、耐候性、摩擦系数低、热变形温度高、电气性质佳、力学性能优良、耐疲劳性、可以超声波焊接等。PBT凭借其优良的综合性能在电子电器、汽车工业、机械、仪器仪表和家用电器等领域得到广泛应用，并成为继聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)和改性聚苯醚(MPPO)之后的第五大通用工程塑料。PBT在分散染料染色时，常压下100℃下即可上色，但是PBT用大部分分散染料染色时，还难得到染色均匀、色牢度好的成品。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种染色均匀的PBT高弹丝的制备方法，该方法制备的PBT高弹丝的染色均匀、色牢度好。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种染色均匀的PBT高弹丝的制备方法，包括如下步骤：

(1)将对苯二甲酸和1,4-丁二醇置入酯化反应器中，加入钛酸四丁酯、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠反应，然后将反应产物置于缩聚釜中，真空搅拌进行缩聚反应，制备得到PBT聚酯；

(2)所述PBT聚酯经切片、干燥后得到PBT聚酯切片；

(3)将所述PBT聚酯切片置入螺杆挤出机中挤出，过滤后，加入阳离子染料和分散染料的混合物进行染色；

(4)将染色后的PBT置入螺杆型纺丝机进行熔融纺丝，经冷却、上油、平衡、卷丝、拉伸处理，经过假捻器假捻后加热变形成为螺旋圈型，制备得到染色均匀的PBT高弹丝。

步骤(1)中，所述对苯二甲酸与所述1,4-丁二醇的摩尔比为1：(2～3)，例如1:1、1:2、1:3，选用钛酸四丁酯作为催化剂促进缩聚反应，所述钛酸四丁酯的用量为所述对苯二甲酸质量的0.02～0.04％，例如0.02％、0.025％、0.03％、0.035％、0.04％。所述间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠的用量为所述对苯二甲酸质量的0.5～1％，例如0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％。

步骤(2)中，所述干燥的温度为150～170℃，例如150℃、155℃、160℃、165℃、170℃，所述干燥的时间为0.5～1h。

PBT在分散染料染色时，常压下100℃下即可上色，但是PBT用大部分分散染料染色时，还难得到染色均匀、色牢度好的成品。阳离子染料(cationicdyes)是纺织染料的一种，又称碱性染料和盐基染料。溶于水中呈阳离子状态，阳离子染料可溶于水，在水溶液中电离，生成带正电荷的有色离子的染料。染料的阳离子能与织物中第三单体的酸性基团结合而使纤维染色，是腈纶纤维染色的专用染料，具有强度高、色光鲜艳、耐光、牢度好等优点。对PBT进行改性，将含有能够接受阳离子染料的第三单体做为改性剂添加到PBT的分子链上，优选地，本发明的改性剂选择间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠。

步骤(3)中，所述阳离子染料和所述分散染料为本领域常用的染料，在此不做特别说明。优选地，所述阳离子染料和所述分散染料的质量比为1：(1～2)。所述染色的温度为100～120℃，所述染色的时间为1～1.5h。

由于PBT的分子结构形态球晶有α型和β型两种不同的结晶形态，并在外力的作用下产生可逆的转变，不同的结构其熔点也不同，因此纺丝熔体粘度也不一样，进而影响成品纤维染色的均匀性，纺丝熔体的流变性能好，熔体粘度的均匀性好，染色性能好。纺丝温度过低，纺丝熔体中高熔点、高结晶部分未熔或未完全熔融，纺出的丝条可纺性差，染色时会出现色差；但温度过高又会加剧熔体大水解和热氧化降解，丝条的条干不匀率变大，染色不匀率升高。优选地，步骤(4)中，所述纺丝的温度为260～280℃，例如260℃、265℃、270℃、275℃、280℃。

在实际生产过程中，由于PBT纤维的玻璃化温度为25℃，优选地，本发明的侧吹风温度为18～25℃，保证丝条均匀冷却，风速为0.3～0.5m/s，冷却风的穿透性良好，保证生产出的POY预取向丝的结晶完善，形成的结晶均匀，条干的均匀度好，成品的染色均匀性好。

在丝束上使用适当的油剂，使丝条具有较好的平滑性、集束性和抗静电性，使POY预取向丝的含油率为0.2～0.5％。