[发明专利]共聚型高流动性亲水易染聚酯母粒基体材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种共聚型高流动性亲水易染聚酯母粒基体材料及其制备方法，制备方法为：将二元酸I、间苯二甲酸‑5‑磺酸钠和二元醇I混合均匀后进行酯化反应，酯化反应结束后引入高流动性亲水改性剂进行预缩聚反应和终缩聚反应制得共聚型高流动性亲水易染聚酯母粒基体材料，制得的高流动性亲水易染聚酯母粒基体材料的熔融指数为8～15g/10min，熔体加工过程中粘度降≤0.02dL/g，表面与水的接触角≤30°，饱和吸水率≥150％，在聚酯中添加量为4～10wt％时，聚酯纤维经阳离子染料常压沸染后上染率为94％～98％。本发明方法简单易行，制得的聚酯母粒基体材料的流动性能、亲水性能和染色性能好。

技术领域

本发明属于聚酯制备领域，涉及一种共聚型高流动性亲水易染聚酯母粒基体材料及其制备方法。

背景技术

聚酯是由多元醇和多元酸缩聚而得的聚合物的总称，其主要指聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，也包括聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚芳酯等线型热塑性树脂。聚酯是一类性能优异且用途广泛的聚合物，目前已经广泛应用于纤维、塑料和薄膜等领域。

但聚酯由于本身的分子链排列规整度高、结晶度高且缺乏可有效吸附小分子如水和染料等的吸附基团，因此常规聚酯纤维在服用过程易产生闷热感，其染色也常需要在高温和高压条件下进行，不但能耗大，而且染色后的制品的颜色鲜艳度较低。因此如何改善聚酯纤维的亲水性能与染色性能一直是行业研究的热点。

常见的提升聚酯纤维的亲水性能与染色性能的方法包括共聚改性方法与共混改性方法。就共聚改性方法而言，现有的较多文献中都公开了通过在聚酯合成过程中引入间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠与聚酯形成阳离子共聚酯从而提升聚酯纤维的亲水性能与染色性能，或再引入一定链段长度的聚乙二醇形成常压阳离子共聚酯以进一步强化染色效果，上述公开的共聚改性方法提升聚酯纤维的亲水性能与染色性能的原理是通过引入的含有磺酸盐的基团增强对染料和水分子的吸附能力。例如专利CN102094256B公开了一种改性阳离子聚酯长丝的生产方法及其产品；专利CN101580974公开了一种连续式阳离子改性聚酯生产方法以及采用该方法的连续生产改性聚酯熔体和侧切切片系统，经连续酯化反应和缩聚反应后生产阳离子改性聚酯熔体和侧切切片，聚酯熔体可以连续通过熔体压力输送管道挤入纺丝系统进行纺丝，系统包括依次相连的两级酯化反应系统、预缩聚反应系统、终缩聚反应系统、熔体输送系统和纺丝系统及侧切切片生产系统，其中第二酯化反应器采用针对阳离子聚酯生产特殊设计的卧式分室反应器，该方法可以实现阳离子改性聚酯连续式生产并实现熔体直接纺。从实际应用效果来看，阳离子共聚酯或常压阳离子共聚酯形成的纤维在常压沸染条件下即可上染，上染率可显著提升，染色制品的鲜艳度也提高，但通过共聚改性的方法所形成的阳离子共聚酯的流动性急剧下降，由于共聚酯中含有磺酸盐基团，基团与基团之间的强作用力以及其对反应器和管道的内壁的较大作用力，导致了其流动性变差，生产成本增加。专利CN103789865A公开了一种高亲水易染聚酯纤维的制备方法，将二元醇、多元醇与聚乙二醇大分子按照一定的摩尔比混合然后分阶段酯化，第一酯化阶段酸微过量，保证多元醇中参加酯化反应能力较低的部分充分反应并接入到聚酯分子链中，在第二酯化阶段补充二元醇，先对共聚酯的端羧基进行调控，再经缩聚反应制备高亲水易染聚酯，但所引入的多元醇组分酯化反应活性高、支化程度高、极易发生交联，形成三维立体结构导致流动性变差，同时多元醇由于反应活性，羟基官能团参与反应的比例高，游离存在的羟基非常少，对亲水性能的改善极为有限。针对这个问题，国内研究人员试图采用管道清洗的方法，专利CN103658121A公开了一种阳离子聚酯熔体管道清洗装置及其清洗方法，解决了阳离子聚酯熔体管道的清洗问题，但造成生产运行成本大大增加。