一种吸湿性聚酯、制备方法及由其制成的纤维技术

本发明专利技术公开了一种吸湿性聚酯及其制备方法，以及由此吸湿性聚酯制成的吸湿性纤维，吸湿性聚酯中含有相对于聚酯总重量2wt%～20wt%聚乙烯吡咯烷酮、5wt%～40wt%的低熔点聚酯、40wt%～93wt%的聚对苯二甲酸乙二醇系聚酯。吸湿性聚酯具有优异的吸湿性，在纺织品领域有广阔的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纺织材料
，具体涉及一种具有良好吸湿性能的聚酯及由其制成的纤维。
技术介绍
人在湿热环境下或运动时，会排出汗水，既有液态也有气态。无论是汗水还是汗气，都希望能够透过衣服迅速扩散出去。少部分汗气直接从织物间隙排出，称之为透湿扩散；而大部分汗气则吸附在织物纤维上，再扩散到织物表层，通过蒸发排入大气，称之为吸湿扩散。至于汗水，则主要通过毛细管现象吸入织物内层，进而扩散到表层，称之为吸水扩散。透湿扩散和吸水扩散主要与织物的结构、纤维形状有关，而吸湿扩散主要与织物的纤维材料有关。衣服的穿着舒适性与纺织原料的吸湿性能密切相关。 聚酯由于其优异的性能，广泛应用于纤维、薄膜、塑料等领域。但是由于聚酯的结构规整，疏水性较强；且成纤聚合物上缺少亲水基团，吸湿性较差；在聚酯作为纤维使用的情况下，与棉、麻等天然纤维相比，聚酯纤维的吸湿性差的缺点就显现了出来。例如在温度20°C、相对湿度65%条件下，聚酯纤维的平均吸湿率仅为0. 4%，聚己内酰胺纤维为4. 5%，而棉和蚕丝分别为8%和11%。在纺织品直接与肌肤相接触的场合，若使用聚酯纤维，则会带来闷热等不舒适的感觉，大大限制了聚酯纤维在贴身衣物方面的应用。实际上，聚酯纤维在夏装方面基本上没有应用。为了解决聚酯纤维吸水吸湿性差的问题，人们尝试了很多方法。目前使用较多的主要有两种，纤维表面改性和纤维内部改性。前者主要是使纤维多孔质化后利用毛细管原理提高纤维的吸水性；后者主要是对原丝改性，使用后加工的方法使亲水化合物覆盖在原丝表面来提高其吸湿性，也可以使用放电处理、光接枝改性、低温等离子体处理等方法。但是这些方法对于在出汗状态下减少蒸热感等方面没有很好的效果，更不会有棉、麻等天然纤维的清凉感。除这些方法外，还有在纤维表面包裹亲水性膜的方法，但是往往存在膜与聚酯之间亲和性差、水洗后耐久性不佳的缺点。另外，还有对聚酯纤维进行接枝共聚合来提高纤维的吸湿性能的方法。例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维进行15%程度的丙烯酸及甲基丙烯酸的接枝共聚合后，进行钠离子交换的处理，可以得到与棉同等的吸湿率。可是所得到的聚酯纤维的吸湿速度很慢，而且其基本性能有很大损失，基本上没有应用价值，所以也一直没有工业化生产。还有使用聚酯与聚乙二醇(PEG)进行共聚的方法使聚酯自身具有吸湿性的方法。日本专利特开2007-70467中公开了使用特殊的PEG与PET共聚来改善吸湿性能。如果PEG的添加量过少，不能带来高的吸湿性，所以需要较高的添加量，但是结果导致聚酯失去纤维的基本性能，而且耐热性大大降低，实用价值很低。所以直到现在具有亲水吸湿性的聚酯纤维还没有实用化
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有持久吸湿性的聚酯、制备方法及由其制成的纤维。本专利技术所采用的技术解决方案是 一种吸湿性聚酯,其中含有相对于吸湿性聚酯总重量为2 20wt%的聚乙烯吡咯烷酮、相对于吸湿性聚酯总重量为5 40wt%的低熔点聚酯和相对于吸湿性聚酯总重量为40 93wt%的聚对苯二甲酸乙二醇系聚酯。本专利技术中所述聚对苯二甲酸乙二醇系聚酯主要含有二元酸重复单元和二元醇重复单元，相对于二元酸重复单元对苯二甲酸重复单元的含有量为80mol%以上、相对于二元酸重复单元乙二醇重复单元的含有量为80mol%以上。所述聚对苯二甲酸乙二醇系聚酯中还含有除对苯二甲酸和乙二醇重复单元以外的其他共聚成分单元，其含有量相对于二元酸重复单元总量为20mol%以下,若该含量大于 20mol%，则聚对苯二甲酸乙二醇系聚酯的物性恶化，进而大大降低吸湿性聚酯的物性指标。 所述聚对苯二甲酸乙二醇系聚酯中优选含有磺酸盐共聚单元和/或聚醚共聚重复单元。共聚的磺酸盐成分可以是间苯二甲酸5-磺酸钠、间苯二甲酸5-磺酸锂、间苯二甲酸5-磺酸钙、间苯二甲酸乙二醇酯5-磺酸钠、间苯二甲酸乙二醇酯5-磺酸锂、间苯二甲酸乙二醇酯5-磺酸钙、间苯二甲酸二甲酯5-磺酸钠、间苯二甲酸二甲酯5-磺酸锂、间苯二甲酸二甲酯5-磺酸钙中的一种或几种。共聚的聚醚成分可以是聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇中的一种或几种。共聚的二元醇重复单元可以是脂肪族二醇或芳香族二元醇，优选丙二醇、丁二醇、双酚A与环氧乙烷附加产物中的一种或几种。共聚的二元酸重复单元可以是脂肪族二元酸、芳香族二元酸或它们的衍生物。衍生物可以是上述二元酸的甲酯、乙酯、丙酯等，优选二元酸的甲酯。脂肪族二元酸优选碳原子数为3 20的饱和脂肪族二元酸，最优选丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸的一种或几种；芳香族二元酸优选间苯二甲酸或萘二酸。本专利技术的共聚二元酸重复单元最优选间苯二甲酸或间苯二甲酸磺酸盐单元。在不影响本专利技术中效果的前提下，所述聚对苯二甲酸乙二醇系聚酯中还可以包括苯三甲酸、苯四甲酸、丙三醇、季戊四醇等多官能的共聚重复单元。所述聚对苯二甲酸乙二醇系聚酯可以使用工业通常的聚合方法进行生产，即首先进行酯化或酯交换反应，得到低分子量的聚酯化合物后，然后进一步在高温高真空下进行缩聚反应得到聚合物。可以在酯化或酯交换阶段添加催化剂，所述催化剂为含有钠、锂、镁、钙、锰、钛、锌、钴或锡等金属元素的化合物，优选含这些金属元素的醋酸盐，最优选钛酸酯类化合物。在高温高真空的缩聚反应阶段，可以使用含钛、锑、锗、钴、锡、或铝等金属元素的化合物作为催化剂，优选含钛、锡或锗金属元素的化合物作为聚酯的催化剂，具体可以是钛酸酯类化合物，氧化锡类化合物，氧化锗等。本专利技术中，为了提高聚对苯二甲酸乙二醇系聚酯的耐热性，还可以加入各种耐热试剂，例如磷化合物，本专利技术使用的磷化合物没有特别的限制，可以是磷酸类、亚磷酸类、膦酸类或是它们的低级烷基酯或酚醛酯。具体可以是磷酸、磷酸三甲基、磷酸三乙基、磷酸三酚醛、亚磷酸、亚磷酸三甲基、甲基膦酸、酚醛膦酸、二苯基膦酸、甲基膦酸甲酯、酚醛膦酸乙酯、二苯基膦酸酚醛酯或磷酰基乙酸乙酯。本专利技术中所述低熔点聚酯主要含有二元酸重复单元和二元醇重复单元，且熔点Tm大于等于150°C小于等于230°C。可以是脂肪族聚酯也可以是含有芳香族成分的聚酯。二元醇重复单元具体可以是脂肪族二醇或芳香族二元醇，如乙二醇、丙二醇、丁二醇及其异构体、戊二醇及其异构体、C6 C20的脂肪族二醇及其异构体、双酚A与环氧乙烷附加产物、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、环丁二醇、环戊二醇、环己二醇、苯二甲醇、萘二甲醇等中的一种或几种。二元酸重复单元具体可以是丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、C7 C20的二酸及其异构体、对苯二甲酸及其酯化衍生物、间苯二甲酸及其酯化衍生物、含苯环的其他二元酸、萘二酸或其衍生物等。可以是聚对苯二甲酸丁醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸戊二醇酯等。所述低熔点聚酯优选为聚对苯二甲酸丁二醇的聚醚共聚物、聚对苯二甲酸丙二醇酯的聚醚共聚物。更优选聚对苯二甲酸丁二醇与聚醚二醇共聚物、聚对苯二 甲酸丙二醇酯与聚醚二醇的共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇与脂肪族二醇共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇与脂肪族二酸共聚物。可以是熔点在150度在230度之间的聚对苯二甲酸丁二醇聚乙二醇共聚酯、聚对苯二甲酸丙二醇聚乙二醇共聚酯、聚对苯二甲酸丙二醇聚乙二醇共聚酯、聚对苯二甲酸丁二醇聚丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇聚丁二醇共聚酯、聚对苯二甲酸丙二醇聚丙二醇共聚酯、聚对苯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸湿性聚酯，其特征是：该吸湿性聚酯中含有相对于吸湿性聚酯总重量为2～20wt%的聚乙烯吡咯烷酮、5～40wt%的低熔点聚酯和40～93wt%的聚对苯二甲酸乙二醇系聚酯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭，范志恒，柏立军，望月克彦，
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：