超亮光涤纶牵伸丝及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超亮光涤纶牵伸丝及其制备方法，制备方法为：采用三角形或一字形喷丝板按FDY工艺由改性聚酯熔体制得改性聚酯FDY丝即得超亮光涤纶牵伸丝，改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、2,2,3,4,5,5‑六甲基‑3,4‑己二醇、带叔丁基侧基的庚二醇、主链含硅的二元醇和带叔丁基侧基的二元酸混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应。制得产品在125℃的温度条件下的上染率为89.3～92.2％，K/S值为22.55～24.36，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度大于4级。本发明专利技术的制备方法，工艺简单，制得产品的染色性能好，极具应用前景。

【技术实现步骤摘要】
超亮光涤纶牵伸丝及其制备方法
本专利技术属于纤维制备
，涉及一种超亮光涤纶牵伸丝及其制备方法。
技术介绍
涤纶(即PET纤维)是我国聚酯纤维的商品名称，是合成纤维中的一个重要品种。随着涤纶生产规模的扩大，生产技术也得到了很大的提高，由刚开始的常规化产品的生产，逐渐向高技术、功能化以及差别化纤维等生产方向发展，生产差别化纤维产品主要有两种途径：一是采用新单体或合成方法制造新的高聚物，另一种方法是通过对现有的纤维进行改性，使其获得新的性能，而采用后种方法具有投资少、见效快等的优点，因而被广泛采用，这一方法的主要技术有聚合物改性技术、超细纤维制造技术、异形纤维制造技术和复合纺丝技术等。随着社会经济发展水平和人们生活水平的提高，人们对服饰面料的高档化和舒适化有着迫切需求。有光聚酯因其舒适时尚，光泽感好，手感好，市场需求量越来越大。超亮光异形聚酯全拉伸丝(FDY)广泛应用于织造喷织色丁布、塔夫绸、闪光缎、倍捻仿真丝、经编、针织割绒布及织带等织物，因其色彩明亮，具有独特的绚丽闪光效果，蓬松性好，透气性高，深受市场欢迎。目前，大多数厂家均通过对纤维进行异形截面化以实现纤维的高光泽。其中三角形截面的纤维像三角形的分光棱镜，经过光的反射和干涉的综合效应，使纤维产生一种超亮的光泽。但由于涤纶属于疏水性纤维，分子上不含有亲水性基团，其分子结构中也缺少能与染料发生结合的活性基团，涤纶纤维的染色性能不佳。另外，涤纶纤维成品为部分结晶的超分子结构，其结晶部分分子链相互平行，大多呈反式构象，而无定形区则多呈顺式构象，且其分子排列相当紧密，这进一步增大了涤纶纤维的上染难度。常规PET纤维的染色一般采用分散染料染色，通常需要在高温(大于130℃)高压下进行染色，此法除了增加工艺上的复杂度之外，对设备要求较高，生产成本高，以及染色性能差。因此，研究一种方法简单、能耗低且染色性能优异的超亮光涤纶牵伸丝成为当前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的缺陷，提供一种方法简单、能耗低且染色性能优异的超亮光涤纶牵伸丝及其制备方法。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：超亮光涤纶牵伸丝的制备方法，采用三角形或一字形喷丝板按FDY工艺由改性聚酯熔体制得改性聚酯FDY丝，即得超亮光涤纶牵伸丝；所述改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、2,2,3,4,5,5-六甲基-3,4-己二醇、带叔丁基侧基的庚二醇、主链含硅的二元醇和带叔丁基侧基的二元酸混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应；2,2,3,4,5,5-六甲基-3,4-己二醇的结构式如下：带叔丁基侧基的庚二醇的结构式如下：式中，R为-H(带叔丁基侧基的庚二醇为2,6,6-三甲基-2,5庚二醇)、-CH2CH3(带叔丁基侧基的庚二醇为2,6,6-三甲基-5-乙基-2,5-庚二醇)、-CH(CH3)2(带叔丁基侧基的庚二醇为2,6,6-三甲基-5-异丙基-2,5-庚二醇)或-C(CH3)3(带叔丁基侧基的庚二醇为2,6,6-三甲基-5-叔丁基-2,5-庚二醇)；主链含硅的二元醇为二甲基硅二醇、二甲基二苯基二硅氧烷二醇或四甲基二硅氧烷二醇，带叔丁基侧基的二元酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸或2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸。本专利技术加入的2,3,4,5,5-六甲基-3,4-己二醇、带叔丁基侧基的庚二醇和带叔丁基侧基的二元酸中叔丁基的存在，容易引起主链活动性的变化，从而改变了链单元间的相互作用力，分子链单元间的距离亦会发生相应的改变，增大改性聚酯空洞自由体积，有利于染料分子的进入，进而提升纤维的染色效果，如用短支链取代基或长支链取代基替换叔丁基，则效果会显著降低，因为短支链取代基(如甲基、乙基等基团)相对于叔丁基占据的空间位置较小，获得的自由体积较小，不利于染料分子的进入；长支链取代基相对于叔丁基，一方面长支链取代基增大的是狭缝自由体积，叔丁基增大的是空洞自由体积，狭缝自由体积的体积小于空洞自由体积，同时由于其较为狭长，不利于结构较大的染料分子进入，另一方面，长支链取代基的刚性小于叔丁基，分子链之间非常容易发生缠结，导致自由体积增大较小。此外，本专利技术在改性聚酯中引入的主链含硅的二元醇也将显著提升了聚酯的空洞自由体积。分散染料是一类分子比较小且结构上不带水溶性基团的染料，其大多以颗粒形式存在，粒径在几百纳米到一微米之间。本专利技术改性聚酯开始染色时，随着温度的不断提高，由于聚酯大分子链中含有-Si-O-Si-键，硅氧键较碳氧键长，内旋转活化能较低，先于含碳氧键的分子链开始运动，当染浴温度需提高到120～130℃，含有硅氧键的大分子链运动的剧烈程度大于只含碳氧键分子链，同时由于空洞自由体积更大，含有硅氧键的大分子链形成的空洞自由体积比只含碳氧键分子链形成的自由体积效率更高，因此在主链含硅的二元醇、2,3,4,5,5-六甲基-3,4-己二醇、带叔丁基侧基的庚二醇和带叔丁基侧基的二元酸的共同作用下，颗粒状染料向纤维内部的扩散速率提升显著，染料小分子也更容易渗透到改性聚酯大分子内部，对纤维的染色等产生积极的影响，可降低染色温度，缩短染色的时间，减少能耗，将显著提高纤维的上染率。作为优选的技术方案：如上所述的超亮光涤纶牵伸丝的制备方法，所述2,2,3,4,5,5-六甲基-3,4-己二醇的合成方法为：将醋酸钯和二甲基二叔丁基乙烯混合均匀后，在加热和搅拌条件下，加入质量浓度为10～15％的双氧水溶液，在温度为70～75℃的条件下反应3～4h，经冷却、结晶和精制得到2,2,3,4,5,5-六甲基-3,4-己二醇，所述二甲基二叔丁基乙烯、双氧水溶液和醋酸钯的质量比为1:1.5～2.0:0.015；所述带叔丁基侧基的庚二醇的合成步骤如下：(1)按异丁醇与氢氧化钾的摩尔比为5～6:1的比例将氢氧化钾水溶液和异丁醇混合，在100～110℃的温度条件下反应4～5h制得异丁醇钾，反应时伴以搅拌，氢氧化钾水溶液的质量浓度为40～50％；(2)去除(1)的体系内的杂质并降至常温后，按异丁醇钾与二甲苯的摩尔比为1.3～1.5:2.0～3.0的比例向(1)的体系内加入二甲苯，冷却至0～5℃；(3)向(2)的体系内加入3-甲基-3-羟基丁炔和M后，在25～35℃的温度条件下反应3h，再进行冷却结晶、离心分离和干燥得到辛炔二醇，反应开始时，3-甲基-3-羟基丁炔、M与二甲苯的摩尔比为1:1.2～1.3:2.0～3.0；(4)按2～3:10:0.01～0.03的重量比将辛炔二醇、乙醇和钯催化剂混合，在40～50℃的温度条件下反应50～60min，反应过程中持续通入氢气，反应结束后进行分离和提纯得到带叔丁基侧基的庚二醇；所述带叔丁基侧基的庚二醇的结构式中R为-H、-CH2CH3、-CH(CH3)2和-C(CH3)3时，M分别对应为2,2-二甲基丙醛、2,2-二甲基-3-戊酮、2,2,4-三甲基-3-戊酮和2,2,4,4-四甲基-3-戊酮；所述2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸的合成方法为：首先将钨酸和过氧化氢混合，在室温下搅拌10～15min，然后加入原料醇先在80～85℃的温度条件下反应1～2h本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.超亮光涤纶牵伸丝的制备方法，其特征是：采用三角形或一字形喷丝板按FDY工艺由改性聚酯熔体制得改性聚酯FDY丝，即得超亮光涤纶牵伸丝；所述改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、2,2,3,4,5,5‑六甲基‑3,4‑己二醇、带叔丁基侧基的庚二醇、主链含硅的二元醇和带叔丁基侧基的二元酸混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应；2,2,3,4,5,5‑六甲基‑3,4‑己二醇的结构式如下：

【技术特征摘要】
1.超亮光涤纶牵伸丝的制备方法，其特征是：采用三角形或一字形喷丝板按FDY工艺由改性聚酯熔体制得改性聚酯FDY丝，即得超亮光涤纶牵伸丝；所述改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、2,2,3,4,5,5-六甲基-3,4-己二醇、带叔丁基侧基的庚二醇、主链含硅的二元醇和带叔丁基侧基的二元酸混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应；2,2,3,4,5,5-六甲基-3,4-己二醇的结构式如下：带叔丁基侧基的庚二醇的结构式如下：式中，R为-H、-CH2CH3、-CH(CH3)2或-C(CH3)3；主链含硅的二元醇为二甲基硅二醇、二甲基二苯基二硅氧烷二醇或四甲基二硅氧烷二醇，带叔丁基侧基的二元酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸或2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸。2.根据权利要求1所述的超亮光涤纶牵伸丝的制备方法，其特征在于，所述2,2,3,4,5,5-六甲基-3,4-己二醇的合成方法为：将醋酸钯和二甲基二叔丁基乙烯混合均匀后，在加热和搅拌条件下，加入质量浓度为10～15％的双氧水溶液，在温度为70～75℃的条件下反应3～4h，经冷却、结晶和精制得到2,2,3,4,5,5-六甲基-3,4-己二醇，所述二甲基二叔丁基乙烯、双氧水溶液和醋酸钯的质量比为1:1.5～2.0:0.015；所述带叔丁基侧基的庚二醇的合成步骤如下：(1)按异丁醇与氢氧化钾的摩尔比为5～6:1的比例将氢氧化钾水溶液和异丁醇混合，在100～110℃的温度条件下反应4～5h制得异丁醇钾，反应时伴以搅拌，氢氧化钾水溶液的质量浓度为40～50％；(2)去除(1)的体系内的杂质并降至常温后，按异丁醇钾与二甲苯的摩尔比为1.3～1.5:2.0～3.0的比例向(1)的体系内加入二甲苯，冷却至0～5℃；(3)向(2)的体系内加入3-甲基-3-羟基丁炔和M后，在25～35℃的温度条件下反应3h，再进行冷却结晶、离心分离和干燥得到辛炔二醇，反应开始时，3-甲基-3-羟基丁炔、M与二甲苯的摩尔比为1:1.2～1.3:2.0～3.0；(4)按2～3:10:0.01～0.03的重量比将辛炔二醇、乙醇和钯催化剂混合，在40～50℃的温度条件下反应50～60min，反应过程中持续通入氢气，反应结束后进行分离和提纯得到带叔丁基侧基的庚二醇；所述带叔丁基侧基的庚二醇的结构式中R为-H、-CH2CH3、-CH(CH3)2和-C(CH3)3时，M分别对应为2,2-二甲基丙醛、2,2-二甲基-3-戊酮、2,2,4-三甲基-3-戊酮和2,2,4,4-四甲基-3-戊酮；所述2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸的合成方法为：首先将钨酸和过氧化氢混合，在室温下搅拌10～15min，然后加入原料醇先在80～85℃的温度条件下反应1～2h，再升温至90～95℃反应2～3h，反应过程中，反应物始终处于回流状态，最后进行冷却结晶、洗涤和精制；反应开始时，钨酸、原料醇和过氧化氢的摩尔比为1:30～40:120～150；所述2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸对应的原料醇分别为2-叔丁基环己醇、4-叔丁基环己醇和2,4-二叔丁基环己醇。3.根据权利要求2所述的超亮光涤纶牵伸丝的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽丽，钮臧臧，张元华，
申请(专利权)人：江苏恒力化纤股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32