一种通过原位聚合法制备的涤纶色纱及其制备方法与流程

本发明涉及一种涤纶色纱及其制备方法，具体地，涉及一种通过原位聚合法制备的涤纶色纱及其制备方法。

背景技术：

涤纶纱线是指以涤纶为原料纺成的纱线，涤纶是一类聚合物经纺丝而制成的纤维，多指以苯二甲酸乙二酯为原料生产的纤维，按其原料的英文名polyethyleneterephthalate缩写，简称“pet”纤维，俗称为涤纶。涤纶是合成纤维中的一个重要品种。涤纶的用途很广，大量用于制造衣着和工业中制品。涤纶具有极优良的定形性能。涤纶纱线或织物经过定形后生成的平挺、蓬松形态或褶裥等，在使用中经多次洗涤，仍能经久不变。

涤纶色纱一般是指有色的涤纶纱线或纤维，涤纶色纱现有的制备方法主要分为两步：第一，制备涤纶切片；第二，将涤纶切片与色粉母粒一起熔融纺丝得到涤纶色纱。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种涤纶色纱及其制备方法，通过一步法制备涤纶色纱，在涤纶切片制备过程中直接添加有色粉末或者有色浆料后纺丝，得到涤纶色纱，该方法操作简单、节约成本。

为了达到上述目的，本发明提供了一种通过原位聚合法制备涤纶色纱的方法，其中，所述的方法包含：步骤1，按比例称取原料；步骤2，制备聚酯单体；步骤3，将色浆或色粉通过原位聚合法嫁接在步骤2所得的聚酯单体上，得到有色聚酯单体；步骤4，将步骤3所得的有色聚酯单体经过熔融纺丝得到有色涤纶纤维即涤纶色纱。

上述的通过原位聚合法制备涤纶色纱的方法，其中，所述的步骤1中的原料包含对苯二甲酸、乙二醇、催化剂、助剂、相容剂、抗氧化剂，以及色浆或色粉。

上述的通过原位聚合法制备涤纶色纱的方法，其中，所述的步骤2是将对苯二甲酸和乙二醇在催化剂和助剂作用下进行酯化反应生成聚酯单体，其中对苯二甲酸、乙二醇、催化剂、助剂的质量比为(10-20):(10-20):(2-5):(3-7)。

上述的通过原位聚合法制备涤纶色纱的方法，其中，所述的步骤2中的反应温度为200-270℃，反应釜内压力控制为0.1-0.45mpa。

上述的通过原位聚合法制备涤纶色纱的方法，其中，所述的步骤3具体为：将色浆或色粉、相容剂、抗氧化剂、聚酯单体在温度为260-300℃下混合发生原位聚合反应。

上述的通过原位聚合法制备涤纶色纱的方法，其中，所述的步骤3中，色浆或色粉、相容剂、抗氧化剂、聚酯单体质量比为(1-3):(2-5):(1-5):(7-13)。

上述的通过原位聚合法制备涤纶色纱的方法，其中，所述的步骤3中，相容剂包含间-异丙烯基-2，2-二甲基苯酰异氰酸酯和/或聚对苯二甲酸丁二醇酯；抗氧化剂包含β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯。

上述的通过原位聚合法制备涤纶色纱的方法，其中，所述的步骤4中，纺丝速度为950-1200m/min，温度为250-270℃。

上述的通过原位聚合法制备涤纶色纱的方法，其中，所述的步骤4中，制得的涤纶纤维截面为圆形、三叶形、三角形、十字形、王字形、中空形或五叶形中的任意一种。

本发明还提供了上述的方法制备的涤纶色纱。

本发明提供的通过原位聚合法制备的涤纶色纱及其制备方法具有以下优点：

本发明是将制备涤纶切片以及将涤纶切片与色粉母粒一起熔融纺丝的两个步骤合二为一，通过一步法制备涤纶色纱，在涤纶切片制备过程中直接添加有色粉末或者有色浆料后纺丝，得到涤纶色纱，此方法操作简单，节约成本，经济效益高，适合大规模工业化生产。

本发明制备的涤纶色纱物理性能优异，断裂强度为4.5-8.5cn/dtex，且在95℃水中的保留强度达75％。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式作进一步地说明。

本发明提供的通过原位聚合法制备涤纶色纱的方法，其包含：步骤1，按比例称取原料；步骤2，制备聚酯单体；步骤3，将色浆或色粉通过原位聚合法嫁接在步骤2所得的聚酯单体上，得到有色聚酯单体；步骤4，将步骤3所得的有色聚酯单体经过熔融纺丝得到有色涤纶纤维即涤纶色纱。

原位聚合法是一种把反应性单体或其可溶性预聚体与催化剂全部加入分散相或连续相中，让其发生聚合反应的方法。原位聚合法是从纳米复合材料中发展而来的，顾名思义，该方法就是在聚合状态下直接将填充物加到液态单体中进行反应。

步骤1中的原料包含对苯二甲酸、乙二醇、催化剂、助剂、相容剂、抗氧化剂，以及色浆或色粉。

步骤2是将对苯二甲酸和乙二醇在催化剂和助剂作用下进行酯化反应生成聚酯单体，其中对苯二甲酸、乙二醇、催化剂、助剂的质量比为(10-20):(10-20):(2-5):(3-7)。催化剂、助剂采用现有的苯二甲酸和乙二醇进行酯化反应的常用的催化剂和助剂。

步骤2中的反应温度为200-270℃，反应釜内压力控制为0.1-0.45mpa。

步骤3具体为：将色浆或色粉、相容剂、抗氧化剂、聚酯单体在温度为260-300℃下混合发生原位聚合反应。

步骤3中，色浆或色粉、相容剂、抗氧化剂、聚酯单体质量比为(1-3):(2-5):(1-5):(7-13)。

步骤3中，相容剂包含间-异丙烯基-2，2-二甲基苯酰异氰酸酯和/或聚对苯二甲酸丁二醇酯；抗氧化剂包含β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯。

步骤4中，纺丝速度为950-1200m/min，温度为250-270℃。

步骤4中制得的涤纶纤维截面为圆形、三叶形、三角形、十字形、王字形、中空形或五叶形中的任意一种。

步骤4中将有色聚酯单体缩聚制成有色涤纶切片，经过熔融纺丝得到有色涤纶纤维，即涤纶色纱。

优选地，将有色涤纶切片加入到螺杆挤出机中加热熔融，经纺丝箱体过滤后纺丝成束，纺丝温度为270-290℃，纺丝速度为500-1500m/min，所得的初生丝经过拉伸、卷曲等工艺得到不同条件下使用的涤纶色纱。

本发明还提供了该方法制备的涤纶色纱。

下面结合实施例对本发明提供的通过原位聚合法制备的涤纶色纱及其制备方法做更进一步描述。

实施例1

一种通过原位聚合法制备涤纶色纱的方法，其包含：

步骤1，按比例称取原料。

原料包含对苯二甲酸、乙二醇、催化剂、助剂、相容剂、抗氧化剂，以及色浆或色粉。

步骤2，制备聚酯单体。

将对苯二甲酸和乙二醇在催化剂和助剂作用下进行酯化反应生成聚酯单体，其中对苯二甲酸、乙二醇、催化剂、助剂的质量比为10:10:2:3。

反应温度为200-270℃，反应釜内压力控制为0.1-0.45mpa。

步骤3，将色浆或色粉通过原位聚合法嫁接在步骤2所得的聚酯单体上，得到有色聚酯单体。

优选地，将色浆或色粉、相容剂、抗氧化剂、聚酯单体在温度为260-300℃下混合发生原位聚合反应。

色浆或色粉、相容剂、抗氧化剂、聚酯单体质量比为1:2:1:7。

相容剂包含间-异丙烯基-2，2-二甲基苯酰异氰酸酯；抗氧化剂包含β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯。

步骤4，将步骤3所得的有色聚酯单体经过熔融纺丝得到有色涤纶纤维即涤纶色纱。纺丝速度为950-1200m/min，温度为250-270℃。

制得的涤纶纤维截面为圆形、三叶形、三角形、十字形、王字形、中空形或五叶形中的任意一种。

本实施例还提供了该方法制备的涤纶色纱。

实施例2

一种通过原位聚合法制备涤纶色纱的方法，其包含：

步骤1，按比例称取原料。

原料包含对苯二甲酸、乙二醇、催化剂、助剂、相容剂、抗氧化剂，以及色浆或色粉。

步骤2，制备聚酯单体。

将对苯二甲酸和乙二醇在催化剂和助剂作用下进行酯化反应生成聚酯单体，其中对苯二甲酸、乙二醇、催化剂、助剂的质量比为12:14:2.5:4。

反应温度为200-270℃，反应釜内压力控制为0.1-0.45mpa。

步骤3，将色浆或色粉通过原位聚合法嫁接在步骤2所得的聚酯单体上，得到有色聚酯单体。

优选地，将色浆或色粉、相容剂、抗氧化剂、聚酯单体在温度为260-300℃下混合发生原位聚合反应。

色浆或色粉、相容剂、抗氧化剂、聚酯单体质量比为1.5:2.5:2:8。

相容剂包含聚对苯二甲酸丁二醇酯；抗氧化剂包含β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯。

步骤4，将步骤3所得的有色聚酯单体经过熔融纺丝得到有色涤纶纤维即涤纶色纱。纺丝速度为950-1200m/min，温度为250-270℃。

制得的涤纶纤维截面为圆形、三叶形、三角形、十字形、王字形、中空形或五叶形中的任意一种。

本实施例还提供了该方法制备的涤纶色纱。

实施例3

一种通过原位聚合法制备涤纶色纱的方法，其包含：

步骤1，按比例称取原料。

原料包含对苯二甲酸、乙二醇、催化剂、助剂、相容剂、抗氧化剂，以及色浆或色粉。

步骤2，制备聚酯单体。

将对苯二甲酸和乙二醇在催化剂和助剂作用下进行酯化反应生成聚酯单体，其中对苯二甲酸、乙二醇、催化剂、助剂的质量比为15:15:3:5。

反应温度为200-270℃，反应釜内压力控制为0.1-0.45mpa。

步骤3，将色浆或色粉通过原位聚合法嫁接在步骤2所得的聚酯单体上，得到有色聚酯单体。

优选地，将色浆或色粉、相容剂、抗氧化剂、聚酯单体在温度为260-300℃下混合发生原位聚合反应。

色浆或色粉、相容剂、抗氧化剂、聚酯单体质量比为2:3:3:10。

相容剂包含间-异丙烯基-2，2-二甲基苯酰异氰酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯；抗氧化剂包含β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯。

步骤4，将步骤3所得的有色聚酯单体经过熔融纺丝得到有色涤纶纤维即涤纶色纱。纺丝速度为950-1200m/min，温度为250-270℃。

制得的涤纶纤维截面为圆形、三叶形、三角形、十字形、王字形、中空形或五叶形中的任意一种。

本实施例还提供了该方法制备的涤纶色纱。

实施例4

一种通过原位聚合法制备涤纶色纱的方法，其包含：

步骤1，按比例称取原料。

原料包含对苯二甲酸、乙二醇、催化剂、助剂、相容剂、抗氧化剂，以及色浆或色粉。

步骤2，制备聚酯单体。

将对苯二甲酸和乙二醇在催化剂和助剂作用下进行酯化反应生成聚酯单体，其中对苯二甲酸、乙二醇、催化剂、助剂的质量比为18:16:4:6。

反应温度为200-270℃，反应釜内压力控制为0.1-0.45mpa。

步骤3，将色浆或色粉通过原位聚合法嫁接在步骤2所得的聚酯单体上，得到有色聚酯单体。

优选地，将色浆或色粉、相容剂、抗氧化剂、聚酯单体在温度为260-300℃下混合发生原位聚合反应。

色浆或色粉、相容剂、抗氧化剂、聚酯单体质量比为2.5:4:4:11。

相容剂包含间-异丙烯基-2，2-二甲基苯酰异氰酸酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯；抗氧化剂包含β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯。

步骤4，将步骤3所得的有色聚酯单体经过熔融纺丝得到有色涤纶纤维即涤纶色纱。纺丝速度为950-1200m/min，温度为250-270℃。

制得的涤纶纤维截面为圆形、三叶形、三角形、十字形、王字形、中空形或五叶形中的任意一种。

本实施例还提供了该方法制备的涤纶色纱。

实施例5

一种通过原位聚合法制备涤纶色纱的方法，其包含：

步骤1，按比例称取原料。

原料包含对苯二甲酸、乙二醇、催化剂、助剂、相容剂、抗氧化剂，以及色浆或色粉。

步骤2，制备聚酯单体。

将对苯二甲酸和乙二醇在催化剂和助剂作用下进行酯化反应生成聚酯单体，其中对苯二甲酸、乙二醇、催化剂、助剂的质量比为20:20:5:7。

反应温度为200-270℃，反应釜内压力控制为0.1-0.45mpa。

步骤3，将色浆或色粉通过原位聚合法嫁接在步骤2所得的聚酯单体上，得到有色聚酯单体。

优选地，将色浆或色粉、相容剂、抗氧化剂、聚酯单体在温度为260-300℃下混合发生原位聚合反应。

色浆或色粉、相容剂、抗氧化剂、聚酯单体质量比为3:5:5:13。

相容剂包含间-异丙烯基-2，2-二甲基苯酰异氰酸酯和/或聚对苯二甲酸丁二醇酯；抗氧化剂包含β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯。

步骤4，将步骤3所得的有色聚酯单体经过熔融纺丝得到有色涤纶纤维即涤纶色纱。纺丝速度为950-1200m/min，温度为250-270℃。

制得的涤纶纤维截面为圆形、三叶形、三角形、十字形、王字形、中空形或五叶形中的任意一种。

本实施例还提供了该方法制备的涤纶色纱。

本发明提供的通过原位聚合法制备的涤纶色纱及其制备方法，通过一步法制备涤纶色纱，在涤纶切片制备过程中直接添加有色粉末或者有色浆料后纺丝，得到涤纶色纱。制备的涤纶色纱物理性能优异，断裂强度为4.5-8.5cn/dtex，且在95℃水中的保留强度达75％，而且本发明生产工艺简单，成本低。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

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