[發明專利]一種陽離子染料可染聚酯及其制備方法

無效

• 申請號: 201210203209.9
• 申請日: 2012-06-20
• 公開（公告）號: CN103509175A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 成娟;李旭;望月克彥
• 申請（專利權）人: 東麗纖維研究所(中國)有限公司
• 主分類號: C08G63/688
• 分類號: C08G63/688;C08G63/83;C08K5/098;D01F6/92
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種陽離子染料可染聚酯及其制備方法。

背景技術

一般的聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維在染色時，只能用分散染料或偶氮染料，存在著難以得到鮮艷且濃重的色相的問題。為了解決這一問題，人們研究了各種改性聚對苯二甲酸乙二醇酯。

例如，在專利特公昭34-010497中，公開了一種含有含磺酸金屬鹽基的間苯二甲酸結構單元的聚酯，可用堿性染料進行深度染色。但是，這種聚酯纖維與天然纖維、聚氨酯纖維等進行混編、混織后得到的織物不能進行染色；再者，由于磺酸酯基的增稠效果嚴重，聚合物反應中熔融粘度上升迅速而聚合度較小，導致聚酯紡紗時紡紗過濾器的升壓速度快、斷線情況多、紡紗操作性顯著下降等問題。

日本專利特開昭63-256716公開了由對苯二甲酸、乙二醇、分子量為300～4000的聚乙二醇、含磺酸金屬鹽基的間苯二甲酸共聚而成的易染性聚酯，且聚乙二醇的增塑效果能夠降低由磺酸酯基引起的增稠影響。但是由于聚乙二醇中含有大量的醚鍵，導致聚酯的耐光性變差。

另外，有人還提出了以下技術方案：在對苯二甲酸、乙二醇的聚合反應中，不僅加入含磺酸酯基的間苯二甲酸、聚乙二醇，還加入己二酸、癸二酸等直鏈烴系二羧酸，或二甘醇、新戊二醇、環己烷二甲醇、1,4-二（β-羥基乙氧基）苯等二元醇進行共聚，以改善聚酯的耐光性下降的問題。但是上述物質的添加并不能有效減弱因磺酸酯基而引起的增稠作用，聚酯的聚合度仍然較低，由聚酯所制得的紗線強度也較低。

發明內容

本發明的目的是提供一種特性粘度高、熔點高、可紡性良好、染色性能好的陽離子染料可染聚酯及其制備方法，由這種聚酯得到的紗線強度高，且制成的織物具有良好的耐光性。

本發明的技術方案是：

一種陽離子染料可染聚酯，主要由對苯二甲酸、乙二醇、聚1，2-丙二醇和具有金屬磺酸基團的間苯二甲酸乙二醇酯在含有堿金屬元素的催化劑作用下共聚而成；相對于聚酯總重量，其中硫元素含量為500～5000ppm，聚1，2-丙二醇結構單元的含量為0.2～5.5wt%；聚酯中還含有錳元素和堿金屬元素。

其中所述錳元素的含量為10～250ppm；所述堿金屬元素為鋰、鈉或鉀元素，來自于具有金屬磺酸基團的間苯二甲酸乙二醇酯和含有堿金屬元素的催化劑，堿金屬元素的含量為300～3500ppm。

上述聚酯中聚1，2-丙二醇結構單元的含量在0.2～5.5wt%之間，當聚1，2-丙二醇結構單元含量低于0.2wt%時，不能有效降低磺酸酯基所引起的增稠效果；但是如果聚1，2-丙二醇結構單元含量高于5.5wt%，則聚酯的耐熱性會明顯下降，且由該聚酯得到的織物的耐光性或其他物性均會降低。

所述聚1，2-丙二醇的數均分子量優選600～4000。聚1,2-丙二醇長鏈脂肪鏈段的引入能夠提高聚酯高分子鏈的運動性能，同時由于聚1,2-丙二醇中側鏈甲基的空間位阻比較大，減弱了磺酸基團間的極性作用力，起到減粘的效果。當分子量過低時，不能達到一定的減粘作用；當分子量太大時，與聚酯不能形成良好的共聚體系，容易以共混的形態進入到聚酯中，聚酯的聚合度得不到提高。聚1，2-丙二醇的數均分子量最優選2000～3000。

所述具有金屬磺酸基團的間苯二甲酸乙二醇酯為間苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸鉀或間苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸鋰，考慮到上述物質在聚合反應中對粘度的影響及對聚酯染色性能的需要，其在聚酯中的含量以硫元素計為相對于聚酯總重量的500～5000ppm，優選1500～4000ppm。

本發明所述的陽離子染料可染聚酯的生產方法為，先將對苯二甲酸和乙二醇通過酯化反應得到低聚物，再將所得低聚物進行縮聚制得聚酯，在酯化和/或縮聚反應階段添加聚1，2-丙二醇，在縮聚反應階段主要添加具有金屬磺酸基團的間苯二甲酸乙二醇酯、錳化合物和含有堿金屬元素的催化劑，具體添加量如下：

A）聚1，2-丙二醇的添加量為相當于聚酯總重量的0.5～6wt%；

B）具有金屬磺酸基團的間苯二甲酸乙二醇酯的添加量為相當于聚酯總重量的0.5～6wt%。

聚1,2-丙二醇含有側鏈甲基，與在聚酯中添加相同量的聚乙二醇相比，由于分子結構更加不規整，結晶性相對較差，非晶區較大，染料更易進入，染色性提高；同時由于側鏈甲基的空間位阻效應，磺酸酯基之間的作用力減弱，從而減弱由磺酸酯基引起的增稠作用、提高聚酯的聚合度，進而提高所得紗線的強度。同時添加量相同時，聚1,2-丙二醇中的醚鍵比聚乙二醇中的少，所以聚酯的耐光性也較添加聚乙二醇的好。