[发明专利]一种吸湿共聚酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸湿共聚酯的制备方法以及一种由该制备方法得到的吸湿共聚酯。

背景技术

随着科技的发展和人类生活水平的提高，人类对穿着舒适性提出了更高的要求，即能够在湿热的条件下迅速吸收汗水，消除闷热感。所以在能够保持聚酯现有特性的基础上，进一步赋予聚酯优良的吸湿特性已是大家目前都努力追求的目标。

以聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下简称PET)为代表的聚酯纤维以其强度高、易洗、快干等优点深受人们的青睐，然而由于缺乏亲水性基团，结晶度又高，导致其吸湿性差，因此在生产应用上受到极大地限制。

目前主要是通过化学改性和物理改性的方法来改善普通聚酯纤维的吸湿性。

化学改性主要通过共聚的方法在分子链中引入醚键、羟基等亲水性基团。用亲水性整理剂对纤维进行涂层处理以改变纤维的疏水表面层性能，然而这种方法常因亲水剂与纤维结合不牢导致吸湿没有耐久性。日本专利特开昭63-85163公开了将丙烯酸或甲基丙烯酸与聚酯纤维进行接枝聚合后，用碱金属置换这些羧基而获得吸湿性的方法，但这种方法容易降低聚酯纤维物理特性及手感，达不到实用化的目的。日本专利特开2007-70467公开了通过使用特殊的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。

物理改性方法有超细化、中空多孔化和异形截面化等，都是利用了芯吸效应来提高纤维的吸湿性。其中以纤维的异形截面化应用最为广泛，如美国杜邦公司推出的Coolmax异形截面涤纶新品，其表面有四道凹槽，具有芯吸效应，从而达到吸湿的效果，但异形纤维纺丝时对喷丝板的加工工艺要求较高，提高了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既能提高聚酯吸湿性又不影响其他性能的吸湿聚酯生产方法，即向聚酯中同时添加脂肪族聚醚、芳香族二羧酸二醇酯的金属磺酸盐和聚乙烯吡咯烷酮(以下称PVP)来提高聚酯的吸湿性能，同时保证其耐热性等基本物性不降低。

本发明的技术解决方案是：

一种吸湿共聚酯的制备方法，包括下列步骤：

(1)将芳香族二元羧酸或芳香族二元酸酯和脂肪族二元醇在金属催化剂的作用下进行酯化或酯交换反应，制得芳香族二元酸双羟酯；

(2)在上述芳香族二元酸双羟酯中加入相对于吸湿共聚酯重量5～20wt％的脂肪族聚醚、3～10wt％的芳香族二羧酸二醇酯的金属磺酸盐以及5～20wt％的聚乙烯吡咯烷酮，在有机磷稳定剂和金属催化剂的作用下进行缩聚反应，制得吸湿参数ΔMR为2.0～6.0的吸湿共聚酯。

所述脂肪族聚醚的添加量为相对于吸湿共聚酯重量的5～20wt％，如果添加量过低，则吸湿性得不到改善；如果添加量过大，则会降低共聚酯的熔点和热稳定性，不利于纺丝后加工。

芳香族二羧酸二醇酯的金属磺酸盐中的磺酸基团具有亲水性，加入后可提高吸湿共聚酯的吸湿性，其加入量占吸湿共聚酯重量的3～10wt％。若添加量小于3wt％，起不到改善吸湿的效果，还会导致吸湿共聚酯的阳离子可染性能下降，上染率不够；若添加量大于10wt％，则会使吸湿共聚酯熔点、耐热性下降，不利于纺丝加工，从而大大限制了最终产品的应用。

由于受PVP本身吸湿能力的限制，只有当PVP添加量超过5wt％时，吸湿共聚酯的吸湿性才有所改善。而当PVP的添加含量超过20wt％时，制得的吸湿共聚酯切片固有粘度低，吐出切粒困难。

本发明中所用的PVP，其K值为20～70，优选20～50。使用K值过低的PVP，在吐出切粒的冷却水中通过时，一部分PVP易于溶出，降低了吸湿共聚酯吸湿特性。而当K值过高时，PVP粘度较大，吸湿共聚酯粘度上升很快，吐出比较困难。本发明的PVP可以是公知的各种聚合方法得到，如本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合等方法。

上述吸湿共聚酯的制备方法步骤(1)中，所添加的芳香族二元羧酸或芳香族二元羧酸酯与脂肪族二元醇的摩尔比为1∶1.1～1.8。

所述的芳香族二元羧酸或芳香族二元酸酯优选对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯；脂肪族二元醇优选乙二醇、丙二醇、丁二醇；脂肪族聚醚优选聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇、聚丁二醇的一种或几种；芳族二羧酸二醇酯的金属磺酸盐优选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。