專利名稱：遠(yuǎn)紅外陶瓷聚酯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在聚酯中添加陶瓷粉制備遠(yuǎn)紅外陶瓷聚酯的方法。
在聚酯中添加能夠輻射遠(yuǎn)紅外線的陶瓷粉，可以使聚酯纖維具有遠(yuǎn)紅外線輻射能力；用這種聚酯纖維做成的織物能夠吸收太陽光熱能并積蓄起來，也能吸收人身體的熱量來提高保溫效果，穿著時(shí)的體感溫度比普通衣料高出2～4℃。目前國內(nèi)外制備遠(yuǎn)紅外陶瓷聚酯纖維的方法多是在普通聚酯(PET)中添加陶瓷粉或陶瓷聚酯母粒制備遠(yuǎn)紅外陶瓷聚酯；據(jù)文獻(xiàn)JP(90)平2-34659提供的陶瓷聚酯制備方法，是以對(duì)苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)為原料，在發(fā)生聚合反應(yīng)的過程中加入陶瓷粉來制備陶瓷聚酯。目前一些陶瓷聚酯產(chǎn)品，陶瓷粉加入量比較大，一般在6％左右，陶瓷粉在聚酯中分布欠均勻，纖維的可紡性欠佳。
本發(fā)明的目的是開發(fā)一種以對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)為原料制備陶瓷聚酯的工藝方法，工藝簡單，操作方便，使用該方法制備的遠(yuǎn)紅外陶瓷聚酯，陶瓷粉含量低，分布均勻，制得的聚酯纖維可紡性好，并具有較強(qiáng)的遠(yuǎn)紅外線輻射能力。
本發(fā)明提供的遠(yuǎn)紅外陶瓷聚酯生產(chǎn)方法是將經(jīng)過預(yù)處理的遠(yuǎn)紅外線陶瓷粉在聚酯的合成過成中，隨酯交換反應(yīng)催化劑一起加入到反應(yīng)物中去，直接制備遠(yuǎn)紅外陶瓷聚酯。
本發(fā)明提供的聚酯制備方法，其特征是包括陶瓷粉細(xì)微化處理，陶瓷粉投入兩道工序。
細(xì)微化處理本發(fā)明采用的陶瓷粉主要成分為Al2O320～60％，SiO230～75％，TiO21.0～20％，并添加或不添加下列一種(或數(shù)種)組份滑石粉4～22％，高嶺土10～50％(以上均為重量百分比)。將上述配好的原料在球磨機(jī)中磨細(xì)，混合均勻，過400目篩制成微粉。然后將陶瓷微粉涂覆一層分散劑，涂覆的方法是先將分散劑溶解于丙酮溶液中，分散劑的濃度為分散劑/丙酮＝1/5～100(W)，再將陶瓷粉倒入分散劑丙酮溶液中，使陶瓷粉/分散劑＝100/0.1～2.0(W)；然后蒸出丙酮，此時(shí)分散劑便覆蓋于陶瓷粉的表面。涂覆分散劑的陶瓷粉再和乙二醇混合，使陶瓷粉/乙二醇＝1/3～100(W)，裝入球磨機(jī)研磨，磨至平均粒度小于1微米，最大粒度直徑不超過2微米，制得陶瓷粉乙二醇料漿。分散劑可采用聚丙烯酸鈉、萘磺酸鈉縮合物、焦磷酸鈉、磷酸酯鹽、烷氧基硅烷等，最好為烷氧基硅烷，如苯基三甲氧基硅烷、三甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、三苯基乙氧基硅烷、戊基三乙氧基硅烷......。
陶瓷粉投入反應(yīng)系統(tǒng)處理合格的陶瓷粉乙二醇料漿，粒度分布要窄，平均粒度小于1微米，料漿穩(wěn)定性好，30天內(nèi)沒有分層現(xiàn)象和凝聚現(xiàn)象；在對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT)與乙二醇(EG)發(fā)生酯交換反應(yīng)時(shí)，陶瓷粉乙二醇漿液隨酯交換催化劑(醋酸錳等醋酸鹽)之后，加入到反應(yīng)系統(tǒng)之中，反應(yīng)溫度為160～210℃，待反應(yīng)終了，即甲醇餾出量為理論值的95％以上時(shí)，再向系統(tǒng)加入熱穩(wěn)定劑(磷酸三甲酯)和聚合催化劑(三氧化二銻)，并逐漸調(diào)整壓力和溫度，使壓力由常壓降至133Pa以下，溫度由230℃升至285℃，縮聚反應(yīng)2～3小時(shí)，當(dāng)物料粘度升高至一定值時(shí)，反應(yīng)終了，將物料排出切粒，制得遠(yuǎn)紅外陶瓷聚酯切片。該產(chǎn)品含陶瓷粉0.75～1.0％，切片的玻璃軟化點(diǎn)77℃，結(jié)晶溫度134±1℃，熔點(diǎn)263.0±1℃，特征粘度0.67，色相L值50±5、B值6.0±2.0，羧基含量＜35eq/106克；二甘醇含量＜1.5％，遠(yuǎn)紅外線輻射率≥80％。
本發(fā)明提供的遠(yuǎn)紅外陶瓷聚酯，遠(yuǎn)紅外線輻射率高，纖維蓄熱保溫性能好，聚酯纖維可紡性好；用該纖維制做的織物穿著舒適且具有保健作用。本發(fā)明提供的制備工藝，工藝簡單、容易操作、生產(chǎn)費(fèi)用低、具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
實(shí)施例1陶瓷粉組分(重量份)Al2O3、20； SiO2、70TiO2、5； 滑石粉、6；
將上述陶瓷粉在球磨機(jī)中混合研磨，過40O目篩制成微粉100份；倒入分散劑丙酮溶液中，溶液含苯基三甲氧基硅烷0.5份，丙酮4.5份；混合后陶瓷粉/苯基三甲氧基硅烷＝100/0.5。然后烘出丙酮組分，加入乙二醇400份，制成含20％的陶瓷粉乙二醇料漿，繼續(xù)放入球磨機(jī)中研磨四小時(shí)，陶瓷粉粒度(平均)0.97微米。
DMT與EG酯交換反應(yīng)釜溫度達(dá)到160℃以上，加入酯交換催化劑醋酸錳，再加入陶瓷粉乙二醇料漿使DMT/陶瓷粉＝100/1.01，反應(yīng)終了向系統(tǒng)加入熱穩(wěn)定劑(磷酸三甲酯)和聚合催化劑(三氧化二銻)，壓力由常壓降至133Pa，溫度控制在285℃，反應(yīng)2.5小時(shí)，反應(yīng)終了將物料排出，制成切片，分析產(chǎn)品陶瓷粉1.0％遠(yuǎn)紅外線輻射率80％結(jié)晶溫度134.1℃熔點(diǎn)265.5℃特性粘度0.65 色相L51、B4.5端羧基含量34eg/106克 二甘醇含量1.0％實(shí)施例2陶瓷粉組成(重量份)Al2O3、50 SiO2、30TiO2、1；滑石粉、4；高嶺土、15；將上述陶瓷粉在球磨機(jī)中混合、研磨，過400目篩制成陶瓷微粉100份，然后倒入分散劑丙酮溶液中(溶液由三甲基乙氧基硅烷一份，丙酮七份組成)，混合均勻后，加溫烘出丙酮組份，再加入乙二醇300份制成含25％陶瓷粉乙二醇料漿，繼續(xù)放入球磨機(jī)中研磨3.5小時(shí)，陶瓷粉平均粒度0.98。
DMT與EG酯交換反應(yīng)釜溫度達(dá)到180℃時(shí)加入酯交換催化劑和陶瓷粉乙二醇料漿，使DMT/陶瓷粉＝100/0.80；反應(yīng)終了，向系統(tǒng)加入熱穩(wěn)定劑磷酸三甲酯和聚合催化劑三氧化二銻，系統(tǒng)壓力由常壓降至133Pa，溫度控制在283℃，反應(yīng)三小時(shí)；反應(yīng)終了將物料排出制成切片。產(chǎn)品物化性能含陶瓷粉0.75 遠(yuǎn)紅外線輻射率79.5％結(jié)晶溫度134.5℃ 熔點(diǎn)263℃特性粘度0.70 色相L 53，B4.O端羧基含量300eg/105克 二甘醇含量0.8％
權(quán)利要求
一種遠(yuǎn)紅外陶瓷聚酯的制備方法，包括陶瓷粉的處理和陶瓷粉的投入等工序，其特征是1.陶瓷粉處理工序——陶瓷粉主要成分為Al2O320～60％，SiO230～75％，TiO21.0～20％，并添加(或不添加)下列一種/或數(shù)種組分滑石粉4～22％，高嶺土10～50％，將該混合物在球磨機(jī)中研磨至粒度小于400目篩；再將陶瓷粉倒入含有分散劑的丙酮溶液中混合均勻，陶瓷粉/分散劑/丙酮＝100/0.1～2.0/0.5～10(W)，然后蒸出丙酮；再將涂有分散劑的陶瓷粉和乙二醇混合，使陶瓷粉/乙二醇＝1/3～100(W)，并在球磨機(jī)中研磨至平均粒度小于1微米，制得陶瓷粉乙二醇料漿；上述分散劑包括聚丙烯酸鈉、萘磺酸鈉縮合物、焦磷酸鈉、磷酸酯鹽、烷氧基硅烷等表面活性劑；
2.陶瓷粉投入工序——將上述工序得到的陶瓷粉乙二醇料漿，隨DMT與EG酯交換催化劑(醋酸錳等醋酸鹽類)一起加入到酯交換反應(yīng)系統(tǒng)，反應(yīng)溫度為160～210℃，待反應(yīng)終了，再向系統(tǒng)加入熱穩(wěn)定劑(磷酸三甲酯)和聚合催化劑(三氧化二銻)，并逐漸調(diào)整系統(tǒng)壓力和溫度，使壓力由常壓降至少133Pa以下，溫度由230℃上升至285℃；反應(yīng)終了，將物料排出制成切片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)紅外陶瓷聚酯的制備方法。它是以對(duì)苯二甲酸二甲酯和乙二醇為原料，在發(fā)生酯交換的反應(yīng)過程中，隨著酯交換催化劑一同將經(jīng)過預(yù)處理的陶瓷粉乙二醇料漿加入到系統(tǒng)中去，然后經(jīng)過縮聚反應(yīng)，直接生產(chǎn)出遠(yuǎn)紅外陶瓷聚酯。采用本方法制備的聚酯含陶瓷粉0.75～1.0％(W)，遠(yuǎn)紅外線輻射率≥80％，經(jīng)紡絲制備的聚酯纖維可紡性好，制做的紡絲織物穿著舒適。本發(fā)明提供的制備方法，工藝簡單，容易操作，生產(chǎn)費(fèi)用低，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C08G63/78GK1131164SQ95102248
公開日1996年9月18日 申請(qǐng)日期1995年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月15日
發(fā)明者姜學(xué)啟, 李秀英 申請(qǐng)人:天津石油化工公司研究所