[发明专利]多功能聚酯纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚酯纤维领域，具体涉及一种兼具抗紫外、远红外发射和导湿功能的聚酯纤维及其制备方法。

背景技术

聚酯纤维是日常生活中用得非常多的一种化纤服装面料，具有较高的强度与弹性恢复能力，并且耐各种化学品性能良好，在-40℃～250℃的温度内不脆化、不变形，但是长期以来聚酯纤维不能实现多功能性并存，限制了织物品种的多样化。近年来，聚酯纤维的抗紫外功能、远红外发射功能和异形化导湿功能等方面的研究层出不穷，但是各功能性均是通过不同手段来实现的。

比如为了改进聚酯的紫外线稳定性，需要在聚酯中加入光稳定剂。在聚酯基体中添加的屏蔽紫外线的物质主要有2类：一类是通过对入射紫外线反射或折射而达到防紫外线辐射的目的。通常选用一些金属氧化物的粉体，如三氧化二铝、氧化镁、氧化锌、二氧化钛、高岭土等。第一类紫外线屏蔽剂因制备简单，应用较为广泛，但在使用过程中存在抗紫外线效率低，与基体相容性差的问题。另一类主要是吸收紫外线并进行能量转换，从而达到防紫外线辐射的目的。通常是一些有机化合物，如水杨酸、金属离子螯合物、二苯甲酮类以及苯并三唑类等。但长时间、大剂量的紫外线照射会引起吸收剂分子分解，因此耐久性不理想。

而作为常规的远红外发射功能填料，主要包括氧化铝，氧化锆和二氧化硅的各种陶瓷材料，聚酯纤维与这些材料复合提高了吸热和热辐射效率。但是该方案缺点是添加量比较大，会降低异型截面纤维纺丝成形的稳定性，而且需要各种体系的复配使用才能达到好的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种多功能聚酯纤维，用以解决上述现有技术存在的缺陷和不足。

为实现上述目的，本发明所述一种多功能聚酯纤维，其包括如下结构通式的式（I）化合物：Ti_x(OR¹O)_y(OOCC₆H₄COO)_zH₄（I），其中R₁为C₂~C₄的烷基，x≥1，z≥1且2y+2z=4x+4。

进一步，所述结构通式中x=4。

进一步，所述结构通式为Ti₄(OR¹O)₈(OOCC₆H₄COO)₂H₄。

由结构通式可知，化合物至少包括一个苯环结构，且包含烷氧基钛键和酰基钛键，例如下式（II）所示结构，该结构仅用于举例说明，不具有任何指向性：

进一步，所述式（I）化合物以片层结构分散在聚酯纤维内。

所述聚酯纤维是指由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维。

由于式（I）化合物是在聚酯合成的高温、酯化体系的分子态水环境中合成，故其热稳定性和水解稳定性高；另外，由于该钛系有机化合物也是以对苯二甲酸和二元醇为主要原料制得，与聚酯分子组份相近，两相间相容性更好，使其在聚酯组份中有更好的单分散性，能充分发挥其紫外线屏蔽的作用；并且，其分子结构中同时具有紫外屏蔽作用的两个关键组份钛元素和苯环，会增强其紫外线屏蔽的作用，相较于TiO₂紫外线屏蔽剂具有一定的优势。

现提供一个所述式（I）化合物的制备方法，具体为将钛酸酯、二元脂肪醇和para-C₆H₄(COOR²)₂，其中R²选自氢、甲基或乙基为原料，在0.1MPa压力下，150℃左右控温反应1.2h后，升温至260℃左右继续反应。待反应完全，冷却，收集其中的固体。用1:1重量比的苯酚-四氯乙烷溶液溶解所述固体，离心分离，收集不溶物即式（I）化合物。

本发明还提供了上述多功能聚酯纤维的制备方法，其包括以下步骤：

1）功能母粒的制备：将聚酯切片与式（I）化合物以重量比75~95∶5~25置入双螺杆挤出机挤出，挤出温度170~280℃，切片造粒获得功能母粒；

2）多功能聚酯纤维的制备：将上述功能母粒与聚酯空白切片按照式（I）化合物含量0.1~0.5wt%配好后，置于熔融纺丝装置进行熔融纺丝。

进一步，所述熔融纺丝温度为230~300℃。