[发明专利]一种自清洁聚酯及其纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能纤维领域，特别涉及一种自清洁聚酯及其纤维的制备方法。

背景技术

随着科技的发展、人们生活水平的提高和对专业人员保护理念的提升，以及外部自然环境的改变与破坏，人们对服装和家居纺织品的需求在不断增加。在当前全世界对环境和能源问题异常重视的前提下，自清洁功能纤维的研究成为了关注的热点问题之一。自清洁功能纤维用在纺织领域，不仅可缓解洗涤带来的环境和能源问题，还能有效屏蔽和消解如细菌、病毒、杀虫剂、污渍等各种各样的环境污染物，避免这些污染物通过皮肤或呼吸道对人体造成伤害，所以具有自清洁功能的纤维织物可广泛应用于日常服装、生化防护服、医疗保健、环境、农场、军事等领域。

中国发明专利CN 103205903A中公开了一种具有光活性的活性分散染料与纤维或织物，通过共价键结合的方式形成可见光响应自清洁纤维或织物，纤维或织物基体上带有具有活泼H的基团，或通过化学改性或等离子体处理提高纤维上这些活泼H的含量，选用具有光活性的活性分散染料，在PH为8~11、反应温度为85~130℃的条件下，将纤维或织物加入到一定浓度的活性分散染料溶液中，反应过程中不断搅拌，反应完成后取出纤维或织物，分别进行碱洗和水洗，烘干得到可见光响应自清洁催化纤维或织物。这种方法生产的可见光响应自清洁催化纤维或织物采用具有光活性的活性分散染料作为自清洁催化剂，生产成本高且易造成环境污染。

中国发明专利CN 102560724A中公开了一种无机纳米光响应型自清洁聚酯纤维的制造方法，将二氧化钛、氧化锌分别经过粉碎成超微粒子，然后研磨成100~300nm级粉体，将粉体混合物按重量比90~95:10~5与成纤聚合物共混再经共缩聚的方法得到含有光催化剂且易分散的功能母粒，特制的功能母粒与聚酯切片共混，经聚酯纤维成产工艺制作成无机纳米光响应型自清洁聚酯纤维。这种方法生产的光响应型自清洁聚酯纤维纳米二氧化钛和氧化锌易形成团聚，分散性差，致使清洁效果不明显。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种自清洁聚酯及其纤维的制备方法，具有自清洁效果高、生产成本低、生产工艺简单和绿色环保等优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用精对苯二甲酸、乙二醇为基本原料，将精对苯二甲酸、乙二醇按摩尔比为1.01 ~1.1配成浆料，在温度为240~250℃条件下进行酯化反应，酯化过程中加入热稳定剂，酯化反应时间为2~6小时，酯化反应完全之后聚合反应开始之前加入催化剂和自清洁配制液，依次经过低真空和高真空阶段的聚合反应后，聚酯在真空条件下出料，自清洁配制液添加量为精对苯二甲酸和乙二醇总重量的2~10%，自清洁配制液成分配比为：

改性纳米二氧化钛 1~10 wt%，

分散剂 0.1~5 wt%；

抗氧化剂 0.1~0.5 wt%；

乙二醇 84~98.8 wt% 。

自清洁聚酯中的改性纳米二氧化钛是锐钛矿晶型纳米二氧化钛，粒径分布20~50nm，比表面积大于等于50m²/g。

自清洁聚酯中的改性纳米二氧化钛采用硅烷偶联剂对其表面进行有机改性。

自清洁聚酯中的分散剂是羧甲基纤维素钠，配比浓度优选0.2~1.5%。

自清洁聚酯中的氧化剂种类是抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物，抗氧剂1010与抗氧剂168的比例为1:1~1:3；

本发明同时提供一种自清洁聚酯纤维，采用纤维级聚酯切粒和自清洁聚酯切粒为原料，通过复合纺丝法制得具有皮芯结构的聚酯长丝，再经活化处理得到自清洁聚酯纤维，纤维横截面呈同心圆结构，皮层是自清洁聚酯，芯层是纤维级聚酯。

皮芯结构中皮层自清洁聚酯和芯层纤维级聚酯的比例为10:90~25：75。

自清洁聚酯纤维的活化处理是将聚酯长丝放置在常温的碱液中2~10小时，碱液的PH值为8~10，再经水洗和烘干得到自清洁聚酯纤维。

有益效果：

（1）本发明的自清洁聚酯及其纤维采用的自清洁催化剂是锐钛矿晶型纳米二氧化钛，锐钛矿是二氧化钛三种晶型中晶格缺陷和位错最多的，光催化活性最高，且产量丰富，因此采用锐钛矿纳米二氧化钛具有很好的自清洁效果，生产成本低；

（2）本发明的自清洁聚酯及其纤维采用的分散剂是羧甲基纤维素钠，对纳米二氧化钛具有非常好的分散效果，特别是配比浓度为0.2~1.5%效果最好；