[发明专利]一种功能聚酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属聚酯技术领域，涉及一种功能聚酯的制备方法，特别是涉及一种一酯化酸过量且二酯化阶段醇微过量的功能聚酯的制备方法。

背景技术

聚酯纤维自20世纪70年代大规模工业以来，其发展速度远远超过其它合成纤维。2012年我国聚酯纤维已占我国化纤总量的80%以上，占世界聚酯纤维的70%以上。聚酯纤维是目前合成纤维中应用最为广泛的品种，聚酯分子结构排列规整，结晶度高，这赋予了聚酯纤维良好的力学性能、抗皱性等。随着经济不断的发展，人们对服用领域的纤维不仅仅停留在满足基本穿着性能，对聚酯纤维的舒适性与健康时尚等方面提出了更高的要求。但聚酯分子结构特性也使其存在性能上的缺陷，聚酯纤维是一种典型的疏水性纤维，吸湿性差，在标准环境下回潮率仅为0.4%。传统的聚酯制备过程中多步酯化工艺均以二元醇过量，为改善聚酯吸湿性能而添加的共聚改性单体多羟基醇很难参与到酯化反应中，仅以小分子的形式存在聚酯体系中，达不到引入多羟基改性的效果。酯化中间产物及最终产物都以羟基封端。在对聚酯共聚改性中往往添加的改性单体都是带有与羧基反应的官能团，而体系中能进一步反应的羧基极少。聚酯纤维作为贴身衣服，赋予聚酯抗菌性能、抗紫外性能、远红外性能是研究的热点。传统聚酯制备的方法在很多场合制约了聚酯技术的进一步发展。

比如：

亲水性能，聚酯纤维分子链中缺乏极性官能团，在标准环境下（20℃，相对湿度为65%），回潮率仅为0.4%，吸湿性差，作为服用领域穿着用，易产生闷热感。而天然纤维棉纤维分子链中含有大量的羟基官能团，在相同的温湿度下回潮率达到7.5～8%，具有良好的吸湿性。

抗静电性能，聚酯纤维分子链中缺乏极性官能团，易产生静电的聚集，造成了对灰尘的吸附作用，致使抗污能力下降。

抗紫外性能，制备具有抗紫外性能改性聚酯纤维一直是化纤领域研究重要的内容。在用单体原位聚合法制备抗紫外聚酯切片时，最大的难点是如何使得抗紫外无机粉体均匀地分散聚合体系中。聚合中引入的多元醇提高了体系表观粘度，大量的羟基可以将无机粉体包裹，防止无机粉体的沉降与粉体间的团聚现象，提高分散均匀性，从而增强抗紫外性能。

由于聚酯分子中缺乏必要的极性官能团如羟基等，聚酯分子链结构排列规整，吸湿性差，易产生闷热不舒适感，易产生静电现象，积聚灰尘；同时染色需要在高温高压下进行，消耗大量的能耗；聚酯表观粘度低，缺乏羟基无法将无机粉体包裹，抗紫外无机粉体间易发生团聚，从而影响聚酯性能。

在现有制备功能聚酯方法体系中主要形成了两种方法：一、利用在纤维或织物表面涂覆功能性涂覆剂，赋予纤维或织物抗菌性能或抗静电性能或远红外等性能，但是这类方法存在性能会随着使用过程洗涤次数的增加性能下降的问题；二、利用功能无机粉体原位聚合的方法，在聚酯制备过程中添加功能无机粉体进行原位聚合，从而赋予聚酯功能特性。但是传统的聚酯制备中二元醇与二元酸的表观粘度较低，引入的功能无机粉体由于颗粒粒径小极易发生团聚问题，对聚合过程与纺丝成型过程造成极为不利的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种功能聚酯的制备方法，特别是提供一种一酯化酸微过量且二酯化醇过量的功能聚酯的制备方法。由于二元醇和其它多羟基醇与酸反应的活性并不一致，本发明的一种功能聚酯的制备方法，将第一酯化阶段酸过量，保证多元醇中参加酯化反应能力较低的醇充分反应，接入到聚酯分子链中，形成序列结构均匀分布的共聚酯。引入的多羟基官能团增加浆料的表观粘度，加入的功能无机粉体在多羟基官能团体系中分散均一，团聚现象明显降低；第一酯化阶段过量的酸可以功能无机粒子进行离子化，从而更高效地发挥功能粉体抗菌或抗静电或远红外等作用；第一酯化阶段，微过量的羧基官能团可以与引入的改性单体进一步反应。在第二酯化阶段补充的二元醇可以对共聚酯的端羧基进行调控，使共聚酯的端羧基控制在稳定的范围内，不会对后道的纺丝成型造成负面影响。

本发明的一种功能聚酯的制备方法，依次包括第一酯化反应、第二酯化反应和缩聚反应，具体步骤为：

（1）第一酯化反应：

将二元醇和多羟基醇按照摩尔比98～99.5:0.5～2配置成混合多元醇；

按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比1.02～1.10:1添加二元酸；

功能无机粉体添加量为二元酸质量的0.3%～2%；