一种改性PTA、改性聚酯及其制备的抗菌保健聚酯纤维制造技术

本发明专利技术属于改性聚酯生产技术领域，具体涉及一种改性PTA，并进一步公开其制备方法，以及其制备的改性聚酯和抗菌保健聚酯纤维。本发明专利技术所述改性PTA在合成的聚酯及纤维中体现为释放负氧离子量≥1200个/cm3，远红外线法向发射率≥0.85和抗菌防臭等保健功能，有效调节和改善或保护人的机体功能，具有较好的抗菌保健功效。

【技术实现步骤摘要】
一种改性PTA、改性聚酯及其制备的抗菌保健聚酯纤维
本专利技术属于改性聚酯生产
，具体涉及一种改性PTA，并进一步公开其制备方法，以及其制备的改性聚酯和抗菌保健聚酯纤维。
技术介绍
涤纶，即聚酯纤维，作为纺织原料的一种，是当前合成纤维的第一大品种。涤纶因纤维大分子链的刚性较大、弹性模量高、且纤维不易变形，故其织物强度好，具有洗后不皱、可以免熨烫、坚牢挺刮、易洗易干的优势，是一种比较理想的服用纺织原料。涤纶可用于制作特种材料如防弹衣、安全带、轮胎帘子线，渔网、绳索、滤布及绝缘材料等等。现有技术中，涤纶主要是以聚酯为原料经纺丝制成。近年来，人们在追求吃出健康的同时，也把“穿出健康”、“睡出健康”作为提高生活质量的时尚来追求。因而，作为具有高科技、高附加值的保健功能纺织品产业也越来越受到重视，而作为我国纺织行业未来发展的主力军，保健功能纺织品行业将来发展的空间较大。预计到2020年，保健功能纺织品行业的产值有望达到5000亿元规模。保健功能纺织品通常是指具有发射远红外线功能、抗紫外线功能、释放负氧离子功能、产生磁场功能、抗菌防臭功能和/或美容、营养等保健功能的一类纺织品，旨在调节和改善或保护人的机体功能。一般说来，时尚已经成为对纺织品的重要要求。可以说，保健功能纺织品是最时尚的时尚服饰，也是最功能的功能纺织品。目前，保健功能纺织品主要有以下两种生产方式：其一是通过在纤维中添加具有保健功能的添加剂制得，如添加保健功能材料与PTA和乙二进行直接共缩聚制成保健功能聚酯然后纺丝，或纺丝熔体中添加保健功能材料共混直接纺丝，赋予其保健功能；此方式工艺简便，是目前的主流工艺和技术手段；但是上述方法中由于PTA和乙二醇直接聚合成聚酯，添加剂与聚酯的相互作用时间较短，某些不良反应来不及释放，相互融合较差，协同效应不够充分，因此不能充分发挥添加剂的功效，并且还会产生很多副反应，影响聚酯及纤维的力学等整体功能和品质效果；第二种方法即是后处理方式，即在面料印染中、面料印染后或做成产品后，对其表面涂层和浸渍保健功能材料，赋予其保健功能；该方法简单易行、工艺成熟、成本较低且效果明显，但缺点是纤维面料经风吹日晒容易脱落，不耐洗，不耐磨，持久性差，不适宜于服用面料。聚酯纤维通常由聚酯合成制备，聚酯是以精对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)为原料，经酯化或酯交换后再经缩聚反应而制得的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。精对苯二甲酸(Pureterephthalicacid，PTA)是合成聚酯的主要原料，世界上90％以上的PTA用于生产聚酯。而国内市场中，有75％的聚酯则用于生产聚酯纤维(即涤纶)，可见，PTA的性能对聚酯纤维的合成及其性能具有重要的影响。改性聚酯及其产品的关键和核心是改性PTA，现有制备PTA通常以PX为原料，以醋酸为溶剂，在催化剂的作用下，液相氧化生成粗对苯二甲酸(CTA)，再经加氢精制成PTA。对于PTA产品，现有PTA的制备主要是从纯化工艺予以考虑，即减少对羧基苯甲醛等杂质的含量，以降低在PTA后续的缩聚反应中杂质对反应的影响，几乎没有考虑通过开发一些新的PTA品种或改性PTA应用于一些特殊材料，如制备具有特殊功能的改性材料等。所以一直以来PTA产品单一，且几乎一成不变，一直没有细化产品和专用产品的研究开发。因此开发用于合成具有抗菌保健性能聚酯纤维的专用PTA具有重要的意义。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种改性PTA、改性聚酯及其制备的抗菌保健聚酯纤维的方法。无机材料具有阻燃，阻隔，抗老化，抗菌，抗静电，保健，增强等功能；老祖宗早已用得熟门熟路，如砖瓦、陶瓷、石头、玉石、玻璃、水泥、泥巴等。砖瓦、泥墙任凭日晒雨淋风吹光照，可数百年不朽；陶瓷的阻隔性是现代阻隔材料无法比，陶瓷罐装黄酒数十年仍醇香浓郁；玉石可抗菌保健久负盛名，久用不衰。但人们对无机材料如何应用、改性有机材料，尤其是高分子材料，赋予高分子材料具有某些功能，一般都是无机功能材料简单添加共混改性，单一的功能应用，功能效果不充分，尤其是有机基体功能效果不充分，基体的品质难于保证。为了克服现有技术的不足，本专利技术经全面分析，综合优化组方，应用现代技术手段深度理化前处理，然后无机材料均匀分散融合到有机材料，在后续产品中无机材料的原始功能深度融合进有机高分子材料，随着时间的推移，无机体与有机基体两相界面逐渐形成界面相，随着时间的推移界面相不断地蔓延扩展，无机体的功能随同蔓延扩展进有机体。赋予其1+1＞2的功能效果，并提升有机高分子材料的综合物理性能。为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种改性PTA，并进一步公开了以所述改性PTA制备的改性聚酯及抗菌保健聚酯纤维，所述改性聚酯及抗菌保健聚酯纤维具有较好的保健性能。为解决上述技术问题，本专利技术所述的一种改性PTA的制备方法，包括如下步骤：(1)取堇青石10-15重量份、氧化铬6-12重量份、氧化镁8-12重量份、纳米二硅化钛粉体8-15重量份，以及质量浓度为15-30wt％的月桂胺聚氧乙烯醚的无水乙醇溶液150-300重量份，混合并经超声波分散，离心脱液后真空喷雾干燥制得所需改性添加剂；(2)取纳米级导电云母粉2-3重量份、桂阳石2-4重量份、二氧化钛晶须4-6重量份、碳化硅1-2重量份、步骤(1)制得的改性添加剂6-10重量份、质量浓度为6-10wt％的草酸水溶液60-90重量份、以及质量浓度为15-20wt％的水杨酸水溶液15-25重量份，经混合、研磨后进行水热反应，经过滤，干燥，煅烧，等离子体处理，有机硅改性，制得改性粉体；(3)取醋酸10-20重量份和水4-10重量份混合，并加质量分数为4-6％的六偏磷酸钠水溶液3-6重量份，以及步骤(2)制得的所述改性粉体4-8重量份，纳米砭石粉体1.5-3.0重量份，生物质石墨烯0.15-0.3重量份混匀，打浆并经超声分散，制得复合改性剂；(4)将步骤(3)制得的复合改性剂与粗对苯二甲酸浆料融合，经结晶，固液分离，洗涤，干燥，打浆，再固液分离后加氢精制，制得改性PTA。所述步骤(1)中，各原料组分包括：堇青石12重量份、氧化铬9重量份、氧化镁10重量份、纳米二硅化钛粉体12重量份，以及质量浓度为22wt％的月桂胺聚氧乙烯醚的无水乙醇溶液225重量份；所述步骤(2)中，各原料组分包括：纳米级导电云母粉2.5重量份、桂阳石3重量份、二氧化钛晶须5重量份、碳化硅1.5重量份、步骤(1)制得的改性添加剂8重量份、质量浓度为8wt％的草酸水溶液75重量份、以及质量浓度为18wt％的水杨酸水溶液20重量份；所述步骤(3)中，各原料组分包括：醋酸15重量份、水7重量份、质量分数为5％的六偏磷酸钠水溶液4.5重量份，以及步骤(2)制得的所述改性粉体6重量份，纳米砭石粉体2.2重量份，生物质石墨烯0.22重量份。所述步骤(4)中，所述粗对苯二甲酸浆料的质量分数为25-35％，优选为28-30％。所述步骤(1)中，所述喷雾干燥步骤为在100-150℃下进行真空喷雾干燥；所述步骤(2)中：所述研磨步骤为用高能球磨机在液相50-65℃下研磨3-6h；所述水热合成步骤为在100-150℃，2-4MPa下处理5-8小时；所述干燥步骤为雾化干燥；所述煅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性PTA的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)取堇青石10‑15重量份、氧化铬6‑12重量份、氧化镁8‑12重量份、纳米二硅化钛粉体8‑15重量份，以及质量浓度为15‑30wt％的月桂胺聚氧乙烯醚的无水乙醇溶液150‑300重量份，混合并经超声波分散，离心脱液后真空喷雾干燥制得所需改性添加剂；(2)取纳米级导电云母粉2‑3重量份、桂阳石2‑4重量份、二氧化钛晶须4‑6重量份、碳化硅1‑2重量份、步骤(1)制得的改性添加剂6‑10重量份、质量浓度为6‑10wt％的草酸水溶液60‑90重量份、以及质量浓度为15‑20wt％的水杨酸水溶液15‑25重量份，经混合、研磨后进行水热反应，经过滤，干燥，煅烧，等离子体处理，有机硅改性，制得改性粉体；(3)取醋酸10‑20重量份和水4‑10重量份混合，并加质量分数为4‑6％的六偏磷酸钠水溶液3‑6重量份，以及步骤(2)制得的所述改性粉体4‑8重量份，纳米砭石粉体1.5‑3.0重量份，生物质石墨烯0.15‑0.3重量份混匀，打浆并经超声分散，制得复合改性剂；(4)将步骤(3)制得的复合改性剂与粗对苯二甲酸浆料融合，经结晶，固液分离，洗涤，干燥，打浆，再固液分离后加氢精制，制得改性PTA。...

【技术特征摘要】
1.一种改性PTA的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)取堇青石10-15重量份、氧化铬6-12重量份、氧化镁8-12重量份、纳米二硅化钛粉体8-15重量份，以及质量浓度为15-30wt％的月桂胺聚氧乙烯醚的无水乙醇溶液150-300重量份，混合并经超声波分散，离心脱液后真空喷雾干燥制得所需改性添加剂；(2)取纳米级导电云母粉2-3重量份、桂阳石2-4重量份、二氧化钛晶须4-6重量份、碳化硅1-2重量份、步骤(1)制得的改性添加剂6-10重量份、质量浓度为6-10wt％的草酸水溶液60-90重量份、以及质量浓度为15-20wt％的水杨酸水溶液15-25重量份，经混合、研磨后进行水热反应，经过滤，干燥，煅烧，等离子体处理，有机硅改性，制得改性粉体；(3)取醋酸10-20重量份和水4-10重量份混合，并加质量分数为4-6％的六偏磷酸钠水溶液3-6重量份，以及步骤(2)制得的所述改性粉体4-8重量份，纳米砭石粉体1.5-3.0重量份，生物质石墨烯0.15-0.3重量份混匀，打浆并经超声分散，制得复合改性剂；(4)将步骤(3)制得的复合改性剂与粗对苯二甲酸浆料融合，经结晶，固液分离，洗涤，干燥，打浆，再固液分离后加氢精制，制得改性PTA。2.根据权利要求1所述的改性PTA的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，各原料组分包括：堇青石12重量份、氧化铬9重量份、氧化镁10重量份、纳米二硅化钛粉体12重量份，以及质量浓度为22wt％的月桂胺聚氧乙烯醚的无水乙醇溶液225重量份；所述步骤(2)中，各原料组分包括：纳米级导电云母粉2.5重量份、桂阳石3重量份、二氧化钛晶须5重量份、碳化硅1.5重量份、步骤(1)制得的改性添加剂8重量份、质量浓度为8wt％的草酸水溶液75重量份、以及质量浓度为18wt％的水杨酸水溶液20重量份；所述步骤(3)中，各原料组分包括：醋酸15重量份、水7重量份、质量分数为5％的六偏磷酸钠水溶液4.5重量份，以及步骤(2)制得的所述改性粉体6重量份，纳米砭石粉体2.2重量份，生物质石墨烯0.22重量份。3.根据权利要求1或2所述的改性PTA的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓静，陶仁中，韩文娟，李琪，范艳苹，胡克勤，
申请(专利权)人：浙江省现代纺织工业研究院，
类型：发明
国别省市：浙江,33