聚酯酰胺、其制備方法及其制品纖維技術

本發明專利技術公開了一種聚酯酰胺，由該聚酯酰胺制備的纖維以及它們的制備方法。所述聚酯酰胺包括(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)四個結構單元。本發明專利技術中，酰胺結構單元可以更好的分散于聚酯鏈段上，以最低的成本達到改性、易染的作用。另外由于控制了酰胺結構的分散性使得整個分子鏈結構均一，在紡絲過程中可有效提高可紡性，防止斷絲、毛絲現象的發生。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種聚酯酰胺，具體為一種聚酯酰胺、由該聚酯酰胺制備的纖維以及 它們的制備方法。
技術介紹
聚酯纖維由于其良好的性能得到了廣泛的應用，但由于其缺少親水基團，在工業 絲方面表現為與橡膠親和力差，需進行多次浸膠處理，在民用絲方面，必須利用分散染料在 高溫、高壓染色，由于分散染料溶解度低，同時需要加入偶氮類助催化劑，會造成嚴重的環 境污染。近年來，我國化纖產量飛速發展，其中滌綸產量居世界第一，而且產能仍在高速發 展。目前滌綸纖維越來越多的用于與羊毛等天然蛋白質纖維混紡，用于制備精紡面料。然 而，羊毛、真絲等天然蛋白質纖維，采用的均是價格低廉、色譜齊全、色澤鮮艷的酸性染料染 色。若用普通聚酯纖維與羊毛、真絲等混紡，無法進行同浴匹染。為了解決這一問題，國內 外很多學者專家進行了深入研究。目前主要采用共聚和共混兩種方法解決聚酯纖維的可染 性。 授權公告號為CN101942708B的專利公開了一種聚酯-聚酰胺共聚物，其在酸性染 料下上染率大于80%，然而所加入聚酰胺為己內酰胺預聚體，即需提前進行己內酰胺預聚， 然后再融化加入共聚，眾所周知，己內酰胺聚合過程中會存在約10%單體，進行紡絲前需先 水洗去除，同時聚酰胺以低聚物形式加入，降低了聚酰胺對聚酯性能的改善效果。同時專利 中尼龍低聚體加入方式為分批加入，給工藝操作帶來一定難度與復雜性。 專利特開昭63-256716公報，通過將分子量為200以上的聚乙二醇與磺酸基間苯 二甲酸金屬鹽一起共聚到聚酯分子鏈中，從而使得聚酯纖維實現了在常壓條件下的陽離子 染料可染。這是因為柔性的聚乙二醇分子鏈段的引入，使得聚酯纖維分子鏈的結構更為疏 松、無定型區域增大、玻璃化溫度降低，從而使得陽離子染料能夠在相對較低的溫度下實現 上染，即可在常壓沸染的條件下染色。但是聚酯分子鏈中的聚醚鏈段的引入，會使得聚酯纖 維的耐熱性差，紡絲不穩定，影響可紡性和織物性能。 授權號為CN1291081C的專利公開了一種使用聚酰胺與聚乙烯-甲基丙烯酸鹽組 合形成染色改性劑后加入聚酯切片中制備得到酸性可染聚酯纖維的方法。但由于聚酯與聚 酰胺相容性不好，盡管有聚乙烯-甲基丙烯酸鹽的改善，其紡絲仍較困難，很難實現工業化 紡絲。而且，從微觀結構分析，聚酰胺僅僅通過聚乙烯-甲基丙烯酸鹽接在聚酯的側鏈，造 成引入的堿性基團不充分，酸性染料上染能力有限。 授權號為CN1249141C的專利公開了一種將含有仲胺或仲胺鹽的一種或多種單體 的聚合物作為改性劑與聚酯組成酸性可染組合物后制備成酸性可染改性聚酯纖維的方法。 但由于制備出的含仲胺或仲胺鹽的一種或多種單體的聚合物工藝復雜，成本較高，要實現 工業化難度較大。 授權號為CN101585915B的專利通過采用二酰胺二醇、二元酸和脂肪族二元醇進 行熔融縮聚，制備同時帶有端羧基和端羥基結構的聚酯酰胺預聚物，再以二酰基雙內酰胺 和二惡唑啉擴鏈劑進行擴鏈得到聚酯酰胺。該專利的原料二酰胺二醇非化工常用原料，需 預先制備，同時但該方法存在著擴鏈反應的通病，即分子量分布不易控制，這樣會對紡絲造 成一定影響。
技術實現思路
為克服上述現有技術的不足，本專利技術提供了一種聚酯酰胺、由該聚酯酰胺制備的 纖維以及它們的制備方法。 一種聚酯酰胺，包括以下結構單元： 其中，X為2~18的整數；y為2~18的整數；z為2~18的整數況~R4為H或 C1~C4烷基中任何一種；所述結構單元（I )、（ II )的摩爾比為1:0. 9~L 1，結構單元 (III)、（IV)的摩爾比為1:0. 95~1.05,結構單元（I )與（III)的摩爾比為（1:99)~ (99. 8:0.2)，優選為（30:70)~（99. 5:0.5)，更優選為（70:30)~（99:1)。 根據本專利技術的一實施方式，X為2~4的整數；y為4~12的整數；z為4~6的 整數；R 1~R4為H。 根據本專利技術的另一實施方式，所述聚酯酰胺的特性粘數為0. 3~I. 8dL/g。 本專利技術還提供了一種聚酯酰胺的制備方法，包括將原料二元醇、對苯二甲酸或其 衍生物、尼龍鹽進行縮聚制得所述聚酯酰胺。 根據本專利技術的一實施方式，所述的尼龍鹽、二元醇、對苯二甲酸和/或其衍生物的 摩爾比為（〇· 002~99) : (1~3) :1，優選為（0· 005~3) : (1. 2~2. 6) :1，更優選為（0· 01~ 0· 3) : (1. 5 ~2. 2) :1。 根據本專利技術的另一實施方式，所述二元醇選自含2~18個碳原子的脂肪族二元 醇中的一種或多種；所述對苯二甲酸衍生物選自對苯二甲酸單酯，對苯二甲酸二酯，對苯二 甲酰氯，以及對苯二甲酸單酯、對苯二甲酸二酯、對苯二甲酰氯苯環上的氫部分或全部被含 1~4個碳原子的烷基取代的化合物中的一種或多種；所述尼龍鹽選自含2~18個碳原子 的脂肪族二元酸與含2~18個碳原子的脂肪族二元胺所形成的鹽的一種或多種。 根據本專利技術的另一實施方式，所述二元胺為戊二胺。 根據本專利技術的另一實施方式，所述聚酯酰胺的制備方法進一步包括如下步驟： (1)在氮氣或惰性氣體保護下，將所述二元醇、所述對苯二甲酸和/或其衍生物、 所述尼龍鹽加入反應容器中，使90%~100%對苯二甲酸和/或其衍生物發生酯化及酰化反 應； (2)加熱所述反應容器至230~320°C，期間抽真空至所述反應容器內的真空度達 30kPa以下，待反應產物的特性粘數為0. 3~I. 8dL/g后，停止反應得到聚酯酰胺。 在本專利技術方法的另一個實施方式中，在步驟（1)添加原料時，加入一種或多種助 劑，和/或在步驟（2)加熱反應容器前，加入一種或多種助劑。 根據本專利技術的另一實施方式，所述助劑選自催化劑、醚化防止劑、熱穩定劑、光穩 定劑、聚合調節劑、抗氧化劑、耐候劑、防粘劑、潤滑劑、結晶成核劑、增塑劑、抗靜電劑、導電 填料、防靜電填料、阻燃劑、填充物及其他縮聚改良材料中的一種或多種。 再一方面，本專利技術還提供一種纖維，所述纖維的原料包括上述聚酯酰胺。 在本專利技術的纖維的一個實施方式中，所述纖維為聚酯酰胺初生纖維、聚酯酰胺纖 維長絲、聚酯酰胺POY纖維、聚酯酰胺加彈絲、聚酯酰胺FDY或聚酯酰胺短纖維。 在本專利技術的纖維的一個實施方式中，所述纖維的纖度為0. 5~lOdtex，優選為 I. 0 ~7. Odtex0 在本專利技術的纖維的一個實施方式中，所述纖維的強度為I. 0~8. OcN/dtex，優選 為 2. 0 ~5. 5cN/dtex。 在本專利技術的纖維的一個實施方式中，所述纖維的斷裂伸長率5. 0~400. 0%，優選 15 ~130%。 在本專利技術的纖維的一個實施方式中，所述纖維在常壓下酸性染料染色的上染率大 于 80%。 根據本專利技術的方法制得的聚酯酰胺，克服了以往聚酯-聚酰胺共聚物中僅能將聚 酰胺齊聚物嵌段到聚酯鏈上的弊端，本專利技術中，可通過調控各單體的用量使得酰胺結構單 元可以更好的分散于聚酯鏈段上，可以以更少的酰胺鍵、更低的成本實現聚酯性能優化、染 色性提高的作用。另外由于控制了酰胺結構的分散性使得整個分子鏈結構均一，在紡絲過 程中可有效提高可紡性，防止斷絲、毛絲現象的發生。 本專利技術所提供的聚酯酰胺的制備方法，通過以二元羧酸及二元胺所形成的尼龍鹽 為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種聚酯酰胺，包括以下結構單元：其中，x為2～18的整數；y為2～18的整數；z為2～18的整數；R1～R4為H或C1～C4烷基中任何一種；所述結構單元(Ⅰ)、(Ⅱ)的摩爾比為1:0.9～1.1，結構單元(Ⅲ)、(Ⅳ)摩爾比為1:0.95～1.05，結構單元(Ⅰ)與(Ⅲ)的摩爾比為(1:99)～(99.8:0.2)，優選為(30:70)～(99.5:0.5)，更優選為(70:30)～(99:1)。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭毅，秦兵兵，劉馳，
申請(專利權)人：上海凱賽生物技術研發中心有限公司，山東凱賽生物科技材料有限公司，山東凱賽生物技術有限公司，凱賽金鄉生物材料有限公司，凱賽生物產業有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31