本发明专利技术公开了一种抗静电阳离子可染聚酯组合物及其制备方法，该组合物包括聚酯共聚物、无机盐、稳定剂、防醚化剂和消光剂；上述组合物的制备方法包括：第一步将二元羧酸与二元醇进行酯化反应得到酯化产物，第二步将该酯化产物与聚醚以及磺酸盐进行共缩聚反应，将无机盐作为有机抗静电剂SIPE的协同抗静电剂，同时将稳定剂、防醚化剂和消光剂作为并用添加剂，制得抗静电阳离子可染聚酯组合物。本发明专利技术制备的抗静电阳离子可染聚酯组合物具有良好的可纺性，生产的纤维具有持久优良的抗静电性能、常压阳离子染料易染色性能以及良好的力学性能等。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具有抗静电性且常压阳离子染料易染色的聚合物材料，具体涉及耐久性优异的抗静电性能、且常压阳离子染料易染色的聚酯组合物及其制备方法，此外，还涉及由所述聚酯组合物形成的纤维。
技术介绍
聚酯具有许多优良的性能，如透明、强度高、无毒、用途广等特点，但聚酯作为纤维和包装材料使用还存在一些问题，如PET结构紧密、结晶度高、缺少亲水性基团、吸湿性很差，在65%相对湿度、25°C环境(标准环境)下吸湿率仅为0.4%，体积电阻率高达IO14 IO15Ω *cm,因而在低湿度的场合中更易积聚静电荷产生静电。聚酯纤维的静电问题严重影响聚酯纤维工业的发展。受静电的影响，聚酯应用于纤维材料时，在纺纱、加捻、织造或针织、染色或整理、裁剪或缝纫等每一生产工序中都会有一定的困难，又容易因电荷积累到一定程度放电而引发事故。现代社会人们对服装面料舒适及卫生性的要求越来越高，与棉、麻、桑蚕丝等天然面料相比，聚酯纤维织物在穿着时，使人产生不舒服感，织物易吸附灰尘。通常在65%相对湿度、25°C环境(标准环境)下，测得体积电阻率小于1(ΓΩ._的纤维具有抗静电性能，适用于制造抗静电聚酯纤维。目前，制备抗静电聚酯有多种方法，如表面涂覆抗静电剂、与抗静电剂共混或共聚等，但无论采用表面处理还是共混改性技术，附着在聚酯材料表面或内部的抗静电剂很容易在纺丝加工、染整、洗涤及使用过程中流失，抗静电效果难以持久，因此通过共聚方法制取耐久型抗静电聚酯材料得到极大的关注。GB/T12703.4-2010对“耐久型抗静电纺织品”的规定为:纺织品在洗前和经多次洗涤后表面电阻率均应达到:Α级为< IXlO7 ;Β级为≥ IXlO7, < IXlOici ;C 级为> IXlO10, ^ IXlO13O GB/T12703.1-2008 对“耐久型抗静电纺织品”的规定为:纺织品在洗前和经多次洗涤后半衰期均应达到:A级为< 2.0S, B级为≤5.0S，C级为≤15.0S。美国专利US4617235A公开了一种耐久型抗静电聚酯纤维的制备方法，先将有机抗静电剂聚乙二醇(PEG)与聚酯共缩聚，然后将聚酯-PEG共聚物与聚酯共混纺丝。PEG与聚酯有较好的相容性，而且还能改善聚酯的吸湿性、染色性、抗起球性。通过共聚引入聚酯基体的PEG分布较为均勻，有利于静电荷的泄散(Coleman D.Block copolymers:copolymerization of ethylene terephthalate and polyoxyethylene glycols.Journalof Polymer Science, 1954, 14(73)，15-28.)。通过摩擦带电电压测试发现,普通聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的摩擦带电电压为4000V，而共聚改性后的聚酯的摩擦带电电压可以降低到200V，并且改性聚酯制得的纤维经30次洗涤后仍有抗静电性能。但是，PEG含量过高会明显降低纤维的断裂强度和初始模量，对产品力学性能产生不利影响，因此，不能完全依靠PEG共聚改性来制备抗静电聚酯纤维。此夕卜，还有采用复合纺丝制备抗静电聚酯纤维的报道，如美国专利US20090308048A1报道了一种以聚酯为基体的芳香族聚酯纤维，该纤维是由以聚酯-PEG嵌段共聚物作为芯层、以聚酯为皮层，与有机离子化合物磺酸盐均匀混合后挤出纺丝、牵伸、在特定条件下的加捻得到聚酯加捻变形纱。该复合纤维具有手感好、抗静电效果较佳的优点，当PEG为4份，磺酸盐为2份时，纤维的静电半衰期为60S，由于磺酸盐是共混到纤维内，所以纤维经过多次洗涤后，抗静电性能下降很多。另外共混复合纺丝法的生产成本较高、产品不均匀，制约其在工业生产上的应用。美国专利W003/050160A1公开了一种聚酯-聚醚型抗静电嵌段共聚酯，除以数均分子量为990 3600的PEG作为第一共聚单体，还引入第二共聚单体5-磺酸盐间苯二甲酸(SIPA)来提高共聚酯的静电荷泄散能力。例如，在合成共聚酯的单体原料对苯二甲酸(PTA)/乙二醇(EG)/聚乙二醇(PEG)摩尔组成比为100/90/10的条件下，共聚酯的电阻率在IO11数量级，而单体原料对苯二甲酸(PTA)/有机磺酸盐(5-SSIPA)/乙二醇(EG)/聚乙二醇(PEG)摩尔组成比为95/5/90/10的条件下，共聚酯的电阻率降低到IO9数量级，这是由于有机磺酸盐类阴离子表面活性剂吸收环境水分并在水中解离起到离子导电的作用，因而能获得显著的抗静电效果。但是，磺酸基团的体积位阻较大，严重阻碍聚酯大分子链的内旋转，使聚酯熔体的流动性能变差，大大加剧了共聚酯纺丝的难度。另外，PET分子结构规整，结晶度高，没有易染色官能团，虽然在高温高压下能够用分散染料进行染色，但是生产条件苛刻，生产成本高，产品颜色不理想。CN101200535公开了一种阻燃阳离子可染聚酯共聚物及其制备方法，方法包括酯化、缩聚反应，反应以对苯二甲酸和乙二醇为第一单体和第二单体；反应型磷系阻燃剂、含磺酸盐基的间苯二甲酸酯分别为第三单体和第四单体，钛酸酯作为催化剂、磷化合物作为稳定剂、碱金属化合物作为并用添加剂。本专利技术产品，由其纺制的纤维具有相当出色的阻燃性和阳离子染料可染性，并且可以保证其良好的加工性和力学性能，并且可将该聚酯应用于不同的纺丝工艺。从现有的专利技术可以看出，提高PEG及磺酸盐的添加量会使共聚酯的抗静电效果及阳离子染料可染性提高，但是会使聚酯的可纺性变差、纤维力学性能降低。在本专利技术中，添加了少量的无机盐作为磺酸盐SIPE的协同抗静电剂，使BHET-PEG-SIPE共聚酯的抗静电性能大幅度提高，从而降低了共聚单体PEG和SIPE的用量，提高了共聚酯的力学性能及可纺性。无机盐与SIPE的协同抗静电机理是:一方面，共混到抗静电聚酯中的无机盐在外加电场的作用下电离成离子，提高了聚酯的导电能力；另一方面，在SIPE中的强极性的官能团-SO3-与无机盐中的阳离子间存在着较强的静电吸引力，使共混到聚酯内的无机盐在洗涤时不易向表面迁移脱落，提供了耐久性的抗静电性能。目前尚无抗静电且阳离子染料可染的聚酯组合物的相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有耐久性抗静电性能以及良好的可纺性且常压阳离子染料易染色的聚酯组合物及其制备方法，以及由所述的聚酯组合物形成的纤维。本专利技术一方面提供一种耐久型抗静电且常压阳离子染料易染色的聚酯组合物，其包括聚酯共聚物、无机盐、稳定剂、防醚化剂以及消光剂。本专利技术另一方面提供耐久型抗静电阳离子染料易染色聚酯组合物的制备方法，其包括:酯化反应、缩聚反应 :第一步为酯化反应，以对苯二甲酸(PTA)为第一单体，以乙二醇(EG)为第二单体，EG/ PTA的摩尔比为1.1:1 1.2:1 ;以二氧化钛作为消光剂，在压力彡lOOOmbar、温度263 269°C条件下反应3.5 4小时，得到酯化率为95 98%的对苯二甲酸乙二醇酯(BHET);第二步为缩聚反应，以聚乙二醇(PEG)为第三单体，以含磺酸盐基的间苯二甲酸酯为第四单体，与第一步所述酯化产物BHET进行共缩聚，同时加入并用添加齐U，以无机盐为磺酸盐的协效抗静电剂、以醋酸锑为催化剂，以磷化合物作为稳定剂、醋酸盐为防醚化剂(抑制本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚酯组合物的制备方法，包括酯化反应以及缩聚反应，其特征在于：第一步为酯化反应，以对苯二甲酸(PTA)为第一共聚单体，以乙二醇（EG）为第二共聚单体，EG/PTA的摩尔比为1.1:1～1.2:1；以二氧化钛为消光剂，在压力≥1000?mbar、温度263～269℃的条件下在酯化釜中反应3.5?4小时，得到酯化率为95～98%的对苯二甲酸乙二醇酯（BHET）；第二步为缩聚反应，用氮气将酯化产物BHET压入聚合釜，以聚乙二醇(PEG)为第三共聚单体，以含磺酸盐基的间苯二甲酸酯为第四共聚单体，与第一步所述的酯化反应获得的酯化产物BHET进行共缩聚，在加入聚合釜之前先将含磺酸盐基的间苯二甲酸酯溶于乙二醇（EG）中制成40wt%的溶液，同时加入并用添加剂，以无机盐作为磺酸盐的协效抗静电剂、以醋酸锑为催化剂，以磷化合物作为稳定剂、以醋酸盐作为防醚化剂，在温度270～280℃的条件下，逐步建立真空，最大真空度控制在100Pa左右，反应2.5～4小时，缩聚反应结束后获得所述的聚酯组合物。
【技术特征摘要】
1.一种聚酯组合物的制备方法，包括酯化反应以及缩聚反应，其特征在于: 第一步为酯化反应，以对苯二甲酸(PTA)为第一共聚单体，以乙二醇(EG)为第二共聚单体，EG/PTA的摩尔比为1.1:1 1.2:1 ;以二氧化钛为消光剂，在压力彡1000 mbar、温度263 269°C的条件下在酯化釜中反应3.5-4小时，得到酯化率为95 98%的对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)； 第二步为缩聚反应，用氮气将酯化产物BHET压入聚合釜，以聚乙二醇(PEG)为第三共聚单体，以含磺酸盐基的间苯二甲酸酯为第四共聚单体，与第一步所述的酯化反应获得的酯化产物BHET进行共缩聚，在加入聚合釜之前先将含磺酸盐基的间苯二甲酸酯溶于乙二醇(EG)中制成40wt%的溶液，同时加入并用添加剂，以无机盐作为磺酸盐的协效抗静电剂、以醋酸锑为催化剂，以磷化合物作为稳定剂、以醋酸盐作为防醚化剂，在温度270 280°C的条件下，逐步建立真空，最大真空度控制在IOOPa左右，反应2.5 4小时，缩聚反应结束后获得所述的聚酯组合物。2.根据权利要求1的方法，其中第二步缩聚反应中所用催化剂醋酸锑相对于酯化产物BHET 的添加量为 0.1 wt% 。 0.4 wt%0。3.根据权利要求1或2的方法，其中第二步缩聚反应中所用防醚化剂可以为醋酸钠、醋酸钾或醋酸锂，防醚化剂相对于酯化产物BHET的添加量为0.05 wt % 0.2 wt%0。4.根据权利要求1至3任一项的方法，其中第三共聚单体聚乙二醇(PEG)的数均分子量为1000 20000 ;其相对于酯化产物BHET的添加量为2 15 wt%，优选为4 10 wt%。5.根据权利要求1至4任一项的方法，其中第四共聚单体含磺酸盐金属基的间苯二...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵和英，于涛，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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