一種負離子填充改性聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有機無機復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種負離子填充改性聚對苯二甲酸丙二醇酯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)具有優(yōu)異的回彈性、柔軟性、易染性、抗污性、低吸水性以及良好的色牢度等一系列優(yōu)異的性能，是一種極具發(fā)展前途的新型高分子聚酯材料。它的最大用途為加工成PTT纖維，在化學(xué)纖維應(yīng)用領(lǐng)域中，PTT纖維綜合了錦綸的柔軟性(并具有更好的色牢度)，腈綸的蓬松性(而避免了磨損傾向)，滌綸的保形性(卻具備了很好的手感)，加之具有良好的彈性、抗靜電性和抗污性，將各種纖維的優(yōu)良服用性能集于一體，廣泛用于服裝、地毯等領(lǐng)域，成為目前國際市場上最新開發(fā)的熱門高分子材料之一O
[0003]近年來，負離子粉作為一種具有特殊功能的新型無機材料受到人們的關(guān)注，離子粉體中的成分是以含硼為特征的鋁、鈉、鐵、鋰環(huán)狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽物質(zhì)，具有熱電性和壓電性，受到環(huán)境的影響會釋放出的負離子，并與空氣中的氧分子結(jié)合形成氧負離子，其具有很高的活性，有很強的氧化還原作用，能破壞細菌的細胞膜或細胞原生質(zhì)活性酶的活性，從而達到抗菌殺菌的目的。同時，大量的科學(xué)研宄表明負離子的存在對于人體的循環(huán)代謝、抗衰老、預(yù)防疾病有著重大的積極作用。因此，負離子粉作為健康、高效的添加劑被越來越多的應(yīng)用到紡織纖維中。如專利《一種負離子技術(shù)制備全棉功能家紡纖維面料的方法及其在家紡產(chǎn)品中的應(yīng)用》(CN200910054876.3)、專利《一種負離子技術(shù)制備蠶絲的方法及其在家紡產(chǎn)品中的應(yīng)用》(CN200910054874.4)等。但它們只是將負離子粉填充在聚合物中，隨著時間的推移和洗滌次數(shù)的增加，會逐漸減弱并最終喪失其抗菌除臭功能。只有將負離子粉有機的結(jié)合在纖維分子鏈中，才能制得永久具有抗菌除臭功能的紡織纖維，這其中的關(guān)鍵技術(shù)是如何將負離子粉有機的引入聚酯分子鏈中。
[0004]由于負離子礦粉表面的親水性，造成其與聚合大分子的相容性較差，所以需要加入表面改性劑來改性負離子礦粉，以提高負離子礦粉與聚酯纖維的相容性，使其能夠順利的結(jié)合到聚酯纖維的分子結(jié)構(gòu)中。如專利CN200710190594.7中，江蘇省吳江市盛虹集團有限公司公開了“負離子纖維的織造”，是將將負離子粉體、偶聯(lián)劑、分散劑按配方量與聚酯纖維本體混合，通過雙螺桿擠出、拉伸，再紡絲得到負離子改性的聚酯纖維織物，其中所用的偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑，也就是所謂的表面改性劑。但通過表面改性劑對負離子礦粉進行改性達到改善負離子礦粉與聚酯相容性的目的，負離子礦粉也只是通過分子間作用力與聚合物大分子結(jié)合，并沒有進入分子鏈中，容易從聚合物表面脫落，并會在在一定程度上影響材料的力學(xué)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服以上將負離子礦粉與聚酯分子結(jié)合存在的缺點，本發(fā)明提供一種負離子填充改性聚對苯二甲酸丙二醇酯的方法，方法操作簡單，經(jīng)濟可行。
[0006]本發(fā)明的思路是利用負離子礦粉表面的羥基，使之與甲苯二異氰酸酯反應(yīng)，從而形成了負離子礦粉分子末端的異氰酸根，接枝上異氰酸根的負離子粉可以作為封端劑參與聚酯的合成反應(yīng)，從而將負離子礦粉有機結(jié)合在聚酯纖維分子鏈中，形成牢固的結(jié)合。
[0007]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下:
1、甲苯二異氰酸酯改性的負離子粉的制備
在容器中加入100份的負離子礦粉，攪拌升溫至120°C維持55-60min，后在高速攪拌下加入5份的甲苯二異氰酸酯，在115-120°C溫度下繼續(xù)反應(yīng)55-60min后即得甲苯二異氰酸酯改性的負離子粉，備用。
[0008]2、負離子填充改性聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的制備
在酯化反應(yīng)釜中加入100份的對苯二甲酸(PTA)、60-100份的1,3-丙二醇(PDO)、
0.1-3份的催化劑后在常溫、常壓下攪拌均勻，然后于230-250°C進行約Ih?4 h的酯化反應(yīng)，再將對苯二甲酸雙-3-羥丙酯(簡稱BHPT )在0.01 MPa壓力和250_260°C進行預(yù)縮聚反應(yīng)1-2 h,最終將壓力降至60Pa以下，在260°C?270°C內(nèi)縮聚反應(yīng)2h?3h后加入1-5份的甲苯二異氰酸酯改性的負離子粉進行封端。然后經(jīng)擠出、成條、冷卻和切斷后，得到負離子填充改性聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)切片。
[0009]本發(fā)明所述的催化劑為Ti02/Si02/Mo03，組分的質(zhì)量比為50-80/5-10/1-5，粒徑小于10 urn。
[0010]本發(fā)明具有的優(yōu)點是:
將負離子礦粉有機牢固結(jié)合在PTT (苯二甲酸丙二醇酯)分子鏈中，使產(chǎn)品具有永久的抗菌功能，市場前景廣闊。
【具體實施方式】
[0011]以下是本發(fā)明的幾個具體實施例，進一步說明本發(fā)明，但是本發(fā)明不僅限于此。
[0012]實施例1
在容器中加入100份的負離子礦粉，攪拌升溫至120°C維持55-60min，后在高速攪拌下加入5份的甲苯二異氰酸酯，在115-120°C溫度下繼續(xù)反應(yīng)55-60min后即得甲苯二異氰酸酯改性的負離子粉。
[0013]在酯化反應(yīng)釜中加入100份的對苯二甲酸(PTA)、60份的1，3_丙二醇(PD0)、0.1份的Ti02/Si02/Mo03催化劑(組分的質(zhì)量比為50/5/1，粒徑小于10 um)后在常溫、常壓下攪拌均勻，然后于230°C進行約Ih的酯化反應(yīng)，再將對苯二甲酸雙-3-羥丙酯(簡稱BHPT )在0.01 MPa壓力和250°C進行預(yù)縮聚反應(yīng)I h，最終將壓力降至60Pa以下，在2600C內(nèi)縮聚反應(yīng)2h后加入1-5份的甲苯二異氰酸酯改性的負離子粉進行封端。然后經(jīng)擠出、成條、冷卻和切斷后，得到負離子填充改性聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)切片。
[0014]實施例2
在容器中加入100份的負離子礦粉，攪拌升溫至120°C維持55-60min，后在高速攪拌下加入5份的甲苯二異氰酸酯，在115-120°C溫度下繼續(xù)反應(yīng)55-60min后即得甲苯二異氰酸酯改性的負離子粉。
[0015]在酯化反應(yīng)釜中加入100份的對苯二甲酸(PTA)、80份的1,3-丙二醇(PDO)、l份的Ti02/Si02/Mo03催化劑(組分的質(zhì)量比為60/8/3，粒徑小于10 um)后在常溫、常壓下攪拌均勻，然后于240°C進行約3h的酯化反應(yīng)，再將對苯二甲酸雙-3-羥丙酯(簡稱BHPT )在0.01 MPa壓力和250°C進行預(yù)縮聚反應(yīng)1.5 h,最終將壓力降至60Pa以下，在260XTC內(nèi)縮聚反應(yīng)2h后加入1-5份的甲苯二異氰酸酯改性的負離子粉進行封端。然后經(jīng)擠出、成條、冷卻和切斷后，得到負離子填充改性聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)切片。
[0016]實施例3
在容器中加入100份的負離子礦粉，攪拌升溫至120°C維持55-60min，后在高速攪拌下加入5份的甲苯二異氰酸酯，在115-120°C溫度下繼續(xù)反應(yīng)55-60min后即得甲苯二異氰酸酯改性的負離子粉。
[0017]在酯化反應(yīng)釜中加入100份的對苯二甲酸(PTA)UOO份的1，3_丙二醇(PDO)、3份的Ti02/Si02/Mo03催化劑(組分的質(zhì)量比為80/10/5，粒徑小于10 um)后在常溫、常壓下攪拌均勻，然后于250°C進行約4 h的酯化反應(yīng)，再將對苯二甲酸雙-3-羥丙酯(簡稱BHPT )在0.01 MPa壓力和260°C進行預(yù)縮聚反應(yīng)2 h,最終將壓力降至60Pa以下，在2700C內(nèi)縮聚反應(yīng)3h后加入1-5份的甲苯二異氰酸酯改性的負離子粉進行封端。然后經(jīng)擠出、成條、冷卻和切斷后，得到負離子填充改性聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)切片。
【主權(quán)項】
1.一種負離子填充改性聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，其特征在于本發(fā)明的具體步驟是:在酯化反應(yīng)釜中加入100份的對苯二甲酸(PTA) ,60-100份的1，3-丙二醇(PDO)、0.1-3份的催化劑后在常溫、常壓下攪拌均勻，然后于230-250°C進行約Ih?4 h的酯化反應(yīng)，再將對苯二甲酸雙-3-羥丙酯(簡稱BHPT )在0.01 MPa壓力和250_260°C進行預(yù)縮聚反應(yīng)1-2 h,最終將壓力降至60Pa以下，在260°C?270°C內(nèi)縮聚反應(yīng)2h?3h后加入1-5份的甲苯二異氰酸酯改性的負離子粉進行封端，然后經(jīng)擠出、成條、冷卻和切斷后，得到負離子填充改性聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)切片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負離子填充改性聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，其特征在于所述的催化劑為Ti02/Si02/Mo03，組分的質(zhì)量比為50-80/5-10/1-5，粒徑小于10um0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負離子填充改性聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，其特征在于加入甲苯二異氰酸酯改性的負離子粉進行封端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負離子填充改性聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，其特征在于甲苯二異氰酸酯改性的負離子粉的制備方法為:在容器中加入100份的負離子礦粉，攪拌升溫至120°C維持55-60min，后在高速攪拌下加入5份的甲苯二異氰酸酯，在115-120°C溫度下繼續(xù)反應(yīng)55-60min后即得甲苯二異氰酸酯改性的負離子粉。
【專利摘要】發(fā)明提供一種負離子填充改性聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法,本發(fā)明的具體步驟是：在酯化反應(yīng)釜中加入100份的對苯二甲酸(PTA)、60-100份的1,3-丙二醇（PDO）、0.1-3份的TiO2/SiO2/MoO3催化劑后在常溫、常壓下攪拌均勻,然后于230-250℃進行約1h～4h的酯化反應(yīng),再將對苯二甲酸雙-3-羥丙酯(簡稱BHPT)在0.01 MPa壓力和250-260℃進行預(yù)縮聚反應(yīng)1-2 h,最終將壓力降至60Pa以下,在260℃～270℃內(nèi)縮聚反應(yīng)2h～3h后加入1-5份的甲苯二異氰酸酯改性的負離子粉進行封端,然后經(jīng)擠出、成條、冷卻和切斷后,得到負離子填充改性聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)切片,本發(fā)明將負離子礦粉有機牢固結(jié)合在對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)分子鏈中，使產(chǎn)品具有永久的抗菌功能。
【IPC分類】C08G63-82, C08K9-04, C08L67-02, C08G63-85, C08G63-183, C08K3-38
【公開號】CN104804382
【申請?zhí)枴緾N201510085956
【發(fā)明人】陳登龍, 白欣, 伍毓強, 杜鵬飛
【申請人】福建師范大學(xué)泉港石化研究院
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年2月23日