[发明专利]一种咪唑基阴离子染料可染型改性共聚酯及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种共聚酯及其制备方法和应用领域，具体地说，涉及的是一种咪唑基阴离子染料可染型改性共聚酯及其制备方法和应用。

背景技术

纺织产业是我国国民经济的传统支柱产业和重要的民生产业。其中聚酯纤维是纺织工业中应用最广、产量最大的纺织纤维。聚酯纤维具有一系列优良性能，如弹性模量和断裂强度高、回弹性适中、热定型优良、耐热耐光性好等，故其广泛应用于服装、家纺和工业等领域。聚酯纤维优良的物理机械性能取决于规整的分子结构和较高的结晶度，但这同时也使聚酯纤维染色困难。由于其分子结构中缺少能与染料发生键合的活性基团，只能用分散染料在高温高压或有载体的条件下染色。为研究聚酯纤维的改性，出现了共聚、共混和表面化学反应等方法，其中共聚法是重要的化学改性手段之一。目前主要的染色改性共聚酯有阳离子染料可染共聚酯(包括高温高压型阳离子染料可染共聚酯(CDP)和常压沸染型阳离子染料可染共聚酯(ECDP))和阴离子染料可染共聚酯(ADP)。目前，我国已形成一定批量的CDP和ECDP的生产，而ADP的工业化仍受到限制，其研究和开发正在不断进行中。

阴离子染料可染共聚酯(ADP)是一种对阴离子染料具有较好染色性能的染色改性共聚酯。由于阴离子染料价格低廉、色谱齐全、色泽鲜艳，而且ADP可以与羊毛、丝绸等同浴染色，简化了染色工艺，上色均匀，故ADP具有广阔应用前景。但是由于酸性染料结构中染色基团为体积相对较大的磺酸根负离子，而聚酯纤维分子间空隙小，且不含有对阴离子染料具有亲和性的基团，染料不易渗入，故很难实现阴离子染料染色。

经过对现有技术的文献检索发现，目前利用共聚法制备阴离子染料可染共聚酯的途径主要是在聚合时使用含氮的共聚单体。由于氮容易生成季铵化合物，接纳酸性介质中的氢离子而带正电荷，这种正电荷集中在聚合物主链的碱性基团上，作为吸收阴离子染料的席位。一般所用的改性剂为含酰胺类改性剂、含伯、仲、叔胺类改性剂、含氮杂环类改性剂，如1，4-双氨丙基哌嗪、2，2，6，6-四甲基哌啶、三氮杂茂、丁基乙二醇胺等等。加拿大专利(Reid William M，Shaw Barry M.Acid dyeable polyester.CANP，974340，1975-09-09.)中，以1，4-双氨丙基哌嗪作为改性剂，先于对苯二甲酸、脂肪酸反应生成盐，再加入到反应釜中进行缩聚，得到的改性涤纶对酸性染料有很好的上染率。美国专利(Tanikella Murty S，Von Susani Odorich.Acid dyeable fibers of polyester modified with tetramethyl piperidine polyether glycols.USP，4001190，1977-01-04.)中，以四甲基哌啶醇为改性剂，当涤纶中氮的质量分数为0.05％～0.25％时，得到的改性涤纶在酸性染浴中染色，获得令人满意的效果。近年来丁金玲等人在《合成纤维》2008年第11期第4页至第8页发表了“酸性染料可染改性聚酯的制备及其性能”，该文作者利用己内酰胺单体与尼龙6低聚物与聚酯共聚的方法制备出酸性染料可染PET纤维。尽管在此领域已有一些研究和报道，然而对于咪唑基共聚单体的研究却少有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种咪唑基阴离子染料可染型改性共聚酯及其制备方法和应用，该共聚酯的纤维具有良好的阴离子染料可染性，可以常温常压染色或常压沸染，上染率可达90％以上，染料不易泄漏，纤维蓬松、回弹性好。

为了达到上述目的，本发明提供了一种咪唑基阴离子染料可染型改性共聚酯，其特征在于，其共聚单体包括：摩尔比为1∶1.2～2.5∶0.01～0.08∶0.03～0.25的对苯二甲酸、乙二醇、N-2-(3，5-二羧基苯基)乙基-N’-甲基咪唑氯盐和2-甲基-1，4-丁二醇。

进一步地，所述的咪唑基阴离子染料可染型改性共聚酯的结构式为：

结构式中对苯二甲酸单元、乙二醇单元、N-2-(3，5-二羧基苯基)乙基-N’-甲基咪唑氯盐单元和2-甲基-1，4-丁二醇单元的摩尔比为X∶m∶Y∶n。

进一步地，所述的咪唑基阴离子染料可染型改性共聚酯的的特性粘度为0.3～0.7，由毛细管黏度法测得，熔点为205℃～245℃。

本发明还提供了上述的咪唑基阴离子染料可染型改性共聚酯的制备方法，其特征在于，包括：

步骤a：将对苯二甲酸和乙二醇加入第一酯化釜中，加入热稳定剂和催化剂，进行酯化反应；