一种吸湿速干原液着色纤维及其制备方法技术

本发明专利技术属于纺织技术领域，具体地说，涉及一种吸湿速干原液着色纤维及其制备方法。所述制备方法包括如下步骤：(1)将着色剂、亲水改性剂喂入螺杆挤出机，经螺杆挤出机熔融混合得到色浆；(2)将色浆注入聚酯低聚物管道并与来自酯化系统的聚酯低聚物混合均匀后进入缩聚系统中依次经过预缩聚反应、终缩聚反应得到着色聚酯熔体；(3)所得着色聚酯熔体经异形截面喷丝板纺丝成型，得到吸湿速干原液着色纤维。本发明专利技术有效地解决了亲水剂与聚酯材料的相容性问题，结合纤维截面的异型化处理，使得按照本发明专利技术方法制成的聚酯纤维具有优异的吸湿速干性、色泽均匀性和色牢度，且具有良好的舒适性。

【技术实现步骤摘要】
一种吸湿速干原液着色纤维及其制备方法
本专利技术属于纺织
，具体地说，涉及一种吸湿速干原液着色纤维及其制备方法。
技术介绍
聚酯纤维具有断裂强度高、形态稳定、挺括性好、抗皱免烫、易洗易干等优点，是一种比较理想的纺织纤维。但是由于聚酯分子的线性状态较好，分子链上没有大的侧链和支链，而且经过纺丝过程中拉伸和定形作用，分子排列整齐，结晶度高，取向性好，分子间空隙小，染料不易渗入；大分子链上没有羟基、氨基等吸湿性基团，只有极性较小的酯基；这些结构特性也给聚酯纤维带来了染色性差、吸湿性低、织物穿着有湿闷感等缺点。目前聚酯纤维染色主要采用分散染料高温高压染色工艺，该工艺存在设备要求高、投资多、三废处理困难等突出问题。因此,采用节能、环保的着色技术,对促进聚酯纤维的可持续发展至关重要。聚酯纤维原液着色具有工艺简单、色牢度好、着色均匀、节约能源、“三废”少等优点，尤其适用于大批量生产及开发聚酯纤维交织织物。原液着色聚酯纤维是指在聚酯熔体中加入着色剂，经纺丝过程得到的有色纤维，也称为无染纤维或纺前染色纤维。原液着色聚酯纤维的后道应用，可以省去印染工序，避免产生大量的印染废水，具有突出的环境友好特征。申请号为201310147346.X的中国专利公开了一种原液着色制备有色聚酯纤维的方法，在进入纺丝箱体之前，注入由染料、液状聚酯载体、增塑剂和分散剂组成的液态色浆混合均匀后，进行熔体直接纺丝制备有色聚酯纤维。液状聚酯载体与聚酯熔体的相容性以及增塑剂和分散剂等低分子物质的存在都将极大的影响着色聚酯熔体的可纺性。此外，液状聚酯载体大分子链上只有极性较小的酯基，因此它的引入并不会改善原液着色纤维的疏水特性，导致所制备的织物穿着有湿闷感。为了克服现有技术中的缺陷，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种吸湿速干原液着色纤维的制备方法及吸湿速干原液着色纤维，以解决现有技术中原液着色熔体因与着色剂载体相容性差而导致纺丝性能劣化的问题以及原液着色纤维因疏水特性而导致织物舒适度差的问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种吸湿速干原液着色纤维的制备方法，包括以下的步骤：(1)将着色剂、亲水改性剂喂入螺杆挤出机，经螺杆挤出机熔融混合得到色浆，其中着色剂的含量为5～60wt％；上述色浆中着色剂的含量为5～60wt％，在该含量下可以实现着色剂在载体聚亚烷基二醇中的均匀分散。(2)将步骤(1)中制备得到色浆在线注入聚酯低聚物管道并与来自酯化系统的聚合度为1～8聚酯低聚物经动态混合器混合均匀后进入预缩聚系统进行预缩聚反应，得到粘度为0.15～0.45dL/g着色预聚物；将着色聚酯熔体的特性粘度控制在上述范围，即可保证其在后续熔融纺丝过程中具有良好的可纺性，又可以保证所制备的纤维的力学性能可满足后道加工需求。上述聚酯低聚物包括但不限于对苯二甲酸乙二醇酯低聚物、对苯二甲酸丙二醇酯低聚物、对苯二甲酸丁二醇酯低聚物。优选地，聚酯低聚物的聚合度为1～8。将聚酯低聚物聚合度控制在上述范围，有利于其与载体聚亚烷基二醇共缩聚反应的发生，实现聚亚烷基二醇链段在聚酯分子链中的均匀分布，使制备的着色聚酯熔体具有良好的可纺性。上述步骤中，色浆在线注入聚酯低聚物管道后与来自酯化系统的聚酯低聚物经动态混合器进行混合，可以实现着色剂在主物料聚酯低聚物中的高效均匀分散。相比于传统的管道式静态混合器的混合组件，动态混合器的混合组件能够通过高速旋转提供强大的剪切力实现物料的高效破碎混合。上述动态混合器包括但不限于高剪切均化泵。(3)将步骤(2)制备得到的着色预聚物经预聚物过滤器过滤后进入终缩聚系统进行终缩聚反应，得到粘度为0.50～1.20dL/g着色聚酯熔体；(4)将步骤(3)制备得到着色聚酯熔体经过熔体过滤器过滤后进入纺丝箱体经异形截面喷丝板纺丝成型，得到吸湿速干原液着色纤维。上述异形截面喷丝板的截面包括但不限于三角形、三叶形、五叶形、V形、C形、Y形、T形、H形、十字形。在上述制备方法中，所述着色剂为酯溶性着色剂。本专利技术所提供的上述方法中，使用酯溶性着色剂作为聚酯原液着色用着色剂，该类着色剂可溶解于聚酯基体中，实现着色剂分子的均匀分散，消除了着色剂对着色聚酯熔体可纺性的影响。而且酯溶性着色剂具有良好的热稳定性，在着色聚酯聚合、纺丝过程中不分解、不升华。上述的酯溶性着色剂包括但不限于C.I.溶剂蓝83、90、94、97、101、104、102、105、130、132，C.I.溶剂黄116、117、125、156、158、163、167，C.I.溶剂红135、138、145、146、150、151、155、168、172、169、175、181、207、222，C.I.溶剂黑3、5、7、27、45、47。在上述制备方法中，所述亲水改性剂为1000～10000分子量的聚亚烷基二醇。本专利技术所提供的上述方法中，使用亲水改性剂聚亚烷基二醇作为着色剂载体。聚亚烷基二醇与着色剂按比例喂入螺杆挤出机，经螺杆挤出机熔融混合得到色浆直接注入聚酯低聚物管道。该色浆调配与供应工艺可在5～15min完成，减少了着色剂载体聚亚烷基二醇的受热时间，有效避免了聚亚烷基二醇的降解。色浆注入流量根据低聚物流量比例调节，该工艺可实现着色剂的精确比例添加。而且作为着色剂载体的聚亚烷基二醇注入聚酯低聚物管道后，在后续的缩聚反应工序中与聚酯低聚物通过共缩聚反应嵌入聚酯分子链中，有效解决了聚亚烷基二元醇与聚酯组分的相容性问题，使制备的着色聚酯熔体具有良好的纺丝性能。同时，亲水性聚亚烷基二醇引入到聚酯分子主链中，可使纺制的原液着色纤维表面性质由疏水性变为亲水性，具有对水或水汽的浸润或吸湿能力。上述聚亚烷基二醇的分子量为1000～10000，因为该分子量范围内的聚亚烷基二醇具有适中的动力粘度，便于色浆的配制。上述聚亚烷基二醇包括但不限于聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇。在上述制备方法中，所述缩聚反应所采用的催化剂的加入量为聚酯低聚物质量的0.003～0.2wt％，所述催化剂为锑系催化剂、钛系催化剂和锗系催化剂中的至少一种。在锑系催化剂和/或钛系催化剂和/或锗系催化剂的催化作用下，能够使着色剂载体聚亚烷基二醇与聚酯低聚物之间发生共缩聚反应，生成共聚酯，从而将聚亚烷基二醇分子链嵌入到聚酯分子链中。将催化剂的加入量控制在上述范围，有利于平衡反应效率和生产成本。上述锑系催化剂包括但不限于乙二醇锑、醋酸锑或三氧化二锑，钛系催化剂包括但不限于乙二醇钛、钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯，锗系催化剂包括但不限于氧化锗。在上述制备方法中，步骤(1)所述螺杆挤出机熔融混合温度为30～150℃。在上述制备方法中，步骤(2)所述色浆在线注入量为聚酯低聚物质量的3～20wt％，并根据聚酯低聚物流量比例调节。上述色浆的注入量为聚酯低聚物质量的3～20wt％，并根据聚酯低聚物流量比例调节，在该用量比例下，所制备的着色聚酯熔体可保持良好的可纺性，而且纺制的纤维具有良好的亲水性能。在上述制备方法中，步骤(2)所述预缩聚反应的反应温度为220～280℃，反应时间为40～120min。在该预缩聚反应工序条件下可制备满足后续终缩聚反应工序的预聚物。在上述制备方法中，步骤(3)所述终缩聚反应的反应温度为230～285℃，反应时间为60～240min。在上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸湿速干原液着色纤维的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：(1)将着色剂、亲水改性剂喂入螺杆挤出机，经螺杆挤出机熔融混合得到色浆，其中着色剂的含量为5～60wt％；(2)将步骤(1)中制备得到色浆在线注入聚酯低聚物管道并与来自酯化系统的聚合度为1～8聚酯低聚物经动态混合器混合均匀后进入预缩聚系统进行预缩聚反应，得到粘度为0.15～0.45dL/g着色预聚物；(3)将步骤(2)制备得到的着色预聚物经预聚物过滤器过滤后进入终缩聚系统进行终缩聚反应，得到粘度为0.50～1.20dL/g着色聚酯熔体；(4)将步骤(3)制备得到着色聚酯熔体经过熔体过滤器过滤后进入纺丝箱体经异形截面喷丝板纺丝成型，得到吸湿速干原液着色纤维。

【技术特征摘要】
1.一种吸湿速干原液着色纤维的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：(1)将着色剂、亲水改性剂喂入螺杆挤出机，经螺杆挤出机熔融混合得到色浆，其中着色剂的含量为5～60wt％；(2)将步骤(1)中制备得到色浆在线注入聚酯低聚物管道并与来自酯化系统的聚合度为1～8聚酯低聚物经动态混合器混合均匀后进入预缩聚系统进行预缩聚反应，得到粘度为0.15～0.45dL/g着色预聚物；(3)将步骤(2)制备得到的着色预聚物经预聚物过滤器过滤后进入终缩聚系统进行终缩聚反应，得到粘度为0.50～1.20dL/g着色聚酯熔体；(4)将步骤(3)制备得到着色聚酯熔体经过熔体过滤器过滤后进入纺丝箱体经异形截面喷丝板纺丝成型，得到吸湿速干原液着色纤维。2.根据权利要求1所述的一种吸湿速干原液着色纤维的制备方法，其特征在于，所述着色剂为酯溶性着色剂。3.根据权利要求1所述的一种吸湿速干原液着色纤维的制备方法，其特征在于，所述亲水改性剂为1000～10000分子量的聚亚烷基二醇。4.根据权利要求1所述的一种吸湿速干原液着色纤维的制备方法，其特征在于，所述缩聚反应所采用的催化剂的加入量为聚酯低聚物质量的0.003～0.2wt％，所述催化剂为锑系催化剂、钛系催化剂和锗系催化剂中的至少一种。5.根据权利要求1～10任一项所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱志成，李鑫，金剑，廉志军，李志勇，赵亮，
申请(专利权)人：中国纺织科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11