一种常压阳离子染料可染聚酯及其生产方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种常压阳离子染料可染聚酯及其生产方法和用途。主要由芳香族二元酸或其酯化衍生物、脂肪族二元醇、聚亚烷基二醇及带有金属磺酸盐基团的芳香族二元酸或其酯化衍生物在可溶性催化剂作用下共聚而成，其特征是：该聚酯中含有相对于聚酯重量为2000～8000ppm的硫元素，相对于聚酯重量为0.5～5.0wt%的由聚亚烷基二醇形成的聚醚结构，该聚酯的熔点在240℃以上。本发明专利技术采用可溶性催化剂得到的聚酯具有熔点高、热稳定性高、可纺性好的特性，由其制造的纤维织物具有常压可染的性能，且染色性较好。

A cationic dyeable polyester with atmospheric pressure and its production methods and uses

The invention discloses a cationic dyeable polyester with atmospheric pressure and a production method and use. Is mainly composed of aromatic acid or its ester derivatives, aliphatic diols, polyalkylene glycol and a metal sulfonate group aromatic acid or its ester derivatives in soluble catalyst copolymerization, which is characterized in that the polyester containing polyester with respect to weight of 2000 ~ 8000ppm of sulfur, relative to the weight of polyester is 0.5 ~ 5.0wt% formed by polyalkylene glycol polyester polyether structure, the melting point of more than 240 DEG C. The polyester obtained by using the soluble catalyst has the characteristics of high melting point, high thermal stability and good spinnability, and the fabric manufactured by the invention has the properties of atmospheric pressure and dyeability, and has good dyeing property.

【技术实现步骤摘要】
一种常压阳离子染料可染聚酯及其生产方法和用途
本专利技术涉及一种高熔点的常压阳离子染料可染的聚酯及其生产方法和用途。
技术介绍
由芳香族二元酸和脂肪族二元醇共聚而得到的聚酯，被广泛地应用于树脂、纤维、薄膜等领域。当前，人们越来越重视环境保护和能源节省，在纤维应用方面，可在常压低温下使用阳离子染料进行染色的聚酯成为新的需求。中国专利CN101298493公开了可在大气压力下用阳离子染料染色的共聚酯聚合物、其制造方法、及其制得的共聚酯纤维。具体的公开了一种共聚酯聚合物，该聚合物包含了占总二元酸组分的1摩尔％至20摩尔％的二元脂肪酸以及占总二元酸组分的1.0摩尔％至2.0摩尔％的具有金属磺酸盐的间苯二甲酸双羟乙酯，且聚合物末端羧基浓度为30当量/吨至50当量/吨。但是，由该专利所制备的可在大气压力下用阳离子染料染色的共聚酯聚合物在纺丝性上存在较严重的缺陷，在纺丝过程中，滤压上升较快，因此难以在工业上应用。中国专利CN102260373公开了一种由对苯二甲酸二甲酯、乙二醇、聚亚烷基二醇及具有金属磺酸盐基团的间苯二甲酸二甲酯在可溶性钛系化合物的催化作用下共聚而成的常压阳离子染料可染聚酯。虽然该专利公开了通过添加碱性催化剂可以有效解决聚酯中二甘醇含量偏高的问题，但是聚酯的熔点偏低，耐热性不好。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种熔点高、耐热性好、可纺性好、产品安全性好的常压下阳离子染料可染的聚酯、该聚酯的制备方法，以及该聚酯在制备纤维中的应用。本专利技术的技术解决方案是：一种常压阳离子染料可染聚酯，主要由芳香族二元酸或其酯化衍生物、脂肪族二元醇、聚亚烷基二醇及带有金属磺酸盐基团的芳香族二元酸或其酯化衍生物在可溶性催化剂作用下共聚而成。该聚酯中含有相对于聚酯重量为2000～8000ppm的硫元素，相对于聚酯重量为0.5～5.0wt%的由聚亚烷基二醇形成的聚醚结构，该聚酯的熔点在240℃以上。该常压阳离子染料可染聚酯中聚醚结构的数均分子量优选300～4000g/mol。所述可溶性催化剂中优选含有铝系和/或锂系催化剂。所述的常压阳离子染料可染聚酯的末端羧基含量优选在40当量/吨以下，二甘醇的含量优选在2.5wt%以下。本专利技术还公开了一种上述常压阳离子染料可染聚酯的生产方法，将芳香族二元酸或其酯化衍生物和脂肪族二元醇在可溶性催化剂作用下进行酯化或酯交换反应和缩聚反应。芳香族二元酸或其酯化衍生物和脂肪族二元醇的摩尔比为1:1.30～2.50；在缩聚反应开始前加入带有金属磺酸盐基团的芳香族二元酸或其酯化衍生物和聚亚烷基二醇，带有金属磺酸盐基团的芳香族二元酸或其酯化衍生物的添加量相对于共聚酯总量为2～9wt%，聚亚烷基二醇的添加量相对于共聚酯总量为0.5～6.5wt%。所述聚亚烷基二醇的数均分子量优选500～6000g/mol。所述可溶性催化剂中优选含有铝系催化剂，铝系催化剂的添加量以铝元素计相对于聚酯重量为3～100ppm。所述可溶性催化剂中优选含有锂系催化剂，锂系催化剂的添加量以锂元素计相对于聚酯重量为10～400ppm。本专利技术所述常压阳离子染料可染聚酯的生产方法的聚合开始温度优选210～250℃。本专利技术的常压阳离子染料可染聚酯可用于制备常压阳离子染料可染纤维。本专利技术的常压阳离子染料可染聚酯的二甘醇含量低，耐热性能好、熔点高、热稳定性高、可纺性好，由其制造的纤维织物有着较好的染色性，并具有常压可染性。具体实施方式本专利技术的常压阳离子染料可染聚酯，主要由芳香族二元酸或其酯化衍生物、脂肪族二元醇、聚亚烷基二醇及带有金属磺酸盐基团的芳香族二元酸或其酯化衍生物在可溶性催化剂作用下共聚而成。该聚酯中含有相对于聚酯重量为2000～8000ppm的硫元素，所述硫元素来自于具有金属磺酸盐基团的二元酸或其衍生物，具体的可以是间苯二甲酸-5-磺酸盐、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸盐、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸盐中任意一种或几种。当聚酯中硫元素含量低于2000ppm时，使用该聚酯制成的纱线的染色性不良；当聚酯中硫元素含量高于8000ppm时，聚酯的物性下降，使用该聚酯纺丝时，纱线的强度低。为了赋予本专利技术的聚酯阳离子可染性，在合成聚酯时添加了具有金属磺酸盐基团的二元酸或其衍生物，但是具有金属磺酸盐基团的二元酸或其衍生物在聚合时空间位阻较大，不利于聚酯分子量的增加。为了得到高分子量的聚酯，本专利技术还向聚酯中添加柔性链化合物，所述柔性链化合物一般选用脂肪族的长链化合物。所述柔性链化合物适量添加以后，不仅改善了聚酯的流动性，提高了聚合物的固有粘度，还赋予了由聚酯制备的纱线常压可染性，从而提高染色性，并降低了生产成本。本专利技术中选用的是成本低、生产量大的聚亚烷基二醇，具体的可以是聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇或聚2-甲基丙二醇等，其中优选聚乙二醇；本专利技术的聚酯中由聚亚烷基二醇形成的聚醚结构占聚酯重量的0.5～5.0wt%。当所述聚醚结构的含量小于0.5wt%时，流动性改善不明显，固有粘度增加困难，且由聚酯制备的纱线无常压染色的特性；当所述聚醚结构的含量高于5.0wt%时，聚酯的物性明显下降，耐热性恶化，所得到的纱线强度低，耐光性坚牢度差。此外，从改善聚酯的流动性及常压可染性的角度出发，本专利技术的聚酯中聚醚结构的数均分子量优选300～4000g/mol。本专利技术中所述的可溶性催化剂中优选含有铝系和/或锂系催化剂。所述铝系催化剂可以是异丙醇铝、三乙醇铝、乙氧基铝、三异丁基铝、氧化铝、氯化铝、硫酸铝、硝酸铝或东洋纺的A2E铝系催化剂等。所述锂系催化剂可以是碳酸锂、醋酸锂、乙酰磷酸二锂盐或正丁基锂等，其中更优选醋酸锂。上述的东洋纺的A2E铝系催化剂为铝化合物和乙二醇的混合物，该混合物为透明无色液体，其中铝元素的含量相对于该混合物为2～10wt%。该催化剂环保无毒，且具有优良的反应活性。本专利技术的聚酯的熔点在240℃以上，末端羧基含量在50当量/吨以下，优选40当量/吨以下。当末端羧基的含量大于50当量/吨时，会使聚酯的耐热性降低，可纺性下降，且纱线性能差，强度低。此外，在本专利技术中，还可以添加磷化合物作为稳定剂，有利于降低聚酯末端羧基含量，改善聚酯的耐热性和色调，提高聚酯的可纺性以及纱线性能。另外，磷化物稳定剂还可以有效地改善聚合过程中产生的异物量，改善聚酯的可纺性，减缓纺丝压力上升速度，提高纺丝周期，降低纺丝成本。所述的磷化合物稳定剂可以是磷酸、亚磷酸、磷酸三甲酯、亚磷酸三乙酯等，其中优选五价的磷化合物。磷化合物稳定剂的添加量以P元素计相当于聚酯重量的5～150ppm，优选5～100ppm。本专利技术的聚酯中二甘醇DEG的含量在2.5wt%以下。当二甘醇的含量高于2.5wt%时，会使聚酯的耐热性降低，可纺性下降，在纺丝过程中出现的断丝、飘丝现象。本专利技术中，通过优选的技术方案，即含有铝系和/或锂系催化剂的可溶性催化剂的使用，有效地抑制了聚合反应中副产物二甘醇的量的上升，并且能够降低聚合过程中异物的生成。使用该聚酯纺丝时，纺丝压力上升速度减缓，纺丝周期延长，在纺丝过程中出现的断丝、飘丝现象显著地减少，提高了可纺性。本专利技术还公开一种上述常压阳离子染料可染聚酯的生产方法：将芳香族二元酸或其酯化衍生物和脂肪族二元醇在可溶性催化剂作用下进行酯化或酯交换反应和缩聚反应。芳香族二元酸或其酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种常压阳离子染料可染聚酯，主要由芳香族二元酸或其酯化衍生物、脂肪族二元醇、聚亚烷基二醇及带有金属磺酸盐基团的芳香族二元酸或其酯化衍生物在可溶性催化剂作用下共聚而成，其特征是：该聚酯中含有相对于聚酯重量为2000～8000ppm的硫元素，相对于聚酯重量为0.5～5.0wt%的由聚亚烷基二醇形成的聚醚结构，该聚酯的熔点在240℃以上。

【技术特征摘要】
1.一种常压阳离子染料可染聚酯，主要由芳香族二元酸或其酯化衍生物、脂肪族二元醇、聚亚烷基二醇及带有金属磺酸盐基团的芳香族二元酸或其酯化衍生物在可溶性催化剂作用下共聚而成，其特征是：该聚酯中含有相对于聚酯重量为2000～8000ppm的硫元素，相对于聚酯重量为0.5～5.0wt%的由聚亚烷基二醇形成的聚醚结构，该聚酯的熔点在240℃以上。2.根据权利要求1所述的常压阳离子染料可染聚酯，其特征是：所述聚醚结构的数均分子量为300～4000g/mol。3.根据权利要求1所述的常压阳离子染料可染聚酯，其特征是：所述可溶性催化剂中含有铝系和/或锂系催化剂。4.根据权利要求1所述的常压阳离子染料可染聚酯，其特征是：该聚酯的末端羧基含量在40当量/吨以下，二甘醇的含量在2.5wt%以下。5.一种权利要求1所述常压阳离子染料可染聚酯的生产方法，将芳香族二元酸或其酯化衍生物和脂肪族二元醇在可溶性催化剂作用下进行酯化或酯交换反应和缩聚反应，其特征是：芳香族二元酸或其酯化衍生物和脂肪族二元醇的摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏立军，成娟，旦浩一，
申请(专利权)人：东丽纤维研究所中国有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32