[发明专利]一种聚酯瓶料再生纺丝用黑母粒的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种聚酯瓶料再生纺丝用黑母粒的制备方法及应用，将炭黑与离子型聚合物按照一定比例共混造粒制备成均质分散的黑母粒；黑母粒中炭黑的质量分数为30~60%；离子型聚合物由含磺酸盐的二元酸与含磺酸盐的二元醇酯化后再经过扩链增粘制备得到；应用为：将聚酯瓶料再生纺丝用黑母粒按照质量分数2~10%添加到聚酯瓶料熔体中纺丝制得黑色聚酯纤维。本发明在共混过程中起到了对高粘度聚酯瓶料增塑促进流动的作用，减少了高粘度的聚酯瓶料在高温加工条件下的粘度降，有利于纺制的纤维力学性能的提升；黑母粒中离子对及离子簇的强结合作用力提升了纤维表层中熔体对颜料的附着性，在水洗、摩擦等作用力不易脱落。

技术领域

本发明属于聚酯纤维技术领域，涉及一种聚酯瓶料再生纺丝用黑母粒的制备方法及应用。

背景技术

化学纤维材料是纺织行业基础原材料，具有举足轻重的作用。纤维材料的科技创新极大促进了纺织行业的转型升级与高质量发展。其中聚酯纤维是纤维第一大品种，应用广泛。聚酯纤维材料一方面不断向着差别化、功能化方向发展，另外一方面就是可持续发展方向。纺制聚酯纤维材料的上游原料多以石油基的化工原料聚合而来，近年来生物发酵技术不断在生物基单体上创新赋予了新的原料来源。除此以外，一个重要的资源是废旧的聚酯资源，如废旧聚酯纤维、聚酯薄膜、聚酯瓶料等。其中废旧聚酯瓶料相比较其它资源来说，品质相对较高，受到再生纺丝企业的青睐，在众多终端品牌得到应用。利用废旧聚酯瓶料进行熔融纺丝制备再生聚酯纤维是资源化高附加值的体现。

随着再生聚酯纤维下游应用的不断发展，对废旧聚酯瓶料再生纺丝及纤维产品开发提出了更多的要求。其中对废旧聚酯瓶料再生纺制的纤维色泽的要求成为了基本需求。原液着色技术凭借其绿色环保低碳等优点成为了再生纺丝领域主要的技术。废旧聚酯瓶料再生原液着色纤维开发中核心是满足聚酯瓶料纺丝用的色母粒。

中国发明专利CN102964782A一种低熔点聚酯色母粒及其制备方法，涉及一种适用于低熔点聚酯有色纤维的色母粒的制备。低熔点聚酯中引入聚酰胺蜡提升对颜料的分散。中国发明专利CN103556295A公开了一种黑色聚酯纤维及其制备方法，黑色聚酯母粒是用半消光聚酯切片、黑色母粒及增光剂共混制备得到。CN103012902B一种炭黑母粒及其制备方法，所述炭黑母粒包括：聚乙烯树脂100重量份；炭黑50~150重量份；双亲梳型聚合物增容剂0.1~14重量份；碳氟聚合物0~10重量份；CN112063166B聚酰胺6纤维用蓝相黑母粒及其制备方法与应用，该聚酰胺6纤维用蓝相黑母粒包括57.4~69.6wt％的聚酰胺6切片、25~35wt％的纳米级炭黑粉末、5~7wt％的复合型炭黑超分散剂粉末、0.4~0.6wt％的聚酰胺蜡微粉。纺丝过程中纺丝组件的生产周期15~22天。因包括炭黑在内的微纳尺寸的颗粒因高比表面积的原因在色母粒制备及在添加到纺丝熔体时极易发生二次团聚等，造成可纺性下降同时纺丝组件更换周期变短，影响加工连续与稳定性。因此常在母粒制备中除了聚合物载体外还必须引入一定的分散剂对炭黑起到包覆作用，减少颗粒之间的团聚，从而提高可纺性及纤维性能。但是引入的分散剂只是少量添加量，对炭黑等颗粒的分散调控有限，且分散剂与母粒的聚合物载体性质差异较大，极易在分散剂添加量偏高时出现分散剂从母粒中析出，影响加工性能。

另外，再生聚酯纤维的发展成为趋势，充分利用废弃后的聚酯如瓶体等进行再生纺丝是资源再利用重要方向。相比较于常见的纤维级纺丝聚酯，聚酯瓶料熔融后的熔体粘度较大且含有一定的三单体（特性粘度在0.75~0.90dl/g，间苯二甲酸在聚酯瓶料中质量分数为量0.2~2.5%）。现有的纤维级聚酯黑母粒在高粘度的聚酯瓶料熔体中很难实现均质混合过程，炭黑等也极易发生二次团聚，极大影响可纺性及着色的效果。中国发明专利CN106426618B一种瓶片色母粒的制备方法，将纳米级色粉和聚酯瓶片进行熔融共混及多道过滤，有效去除杂质，避免了已有技术中因聚酯瓶片与化纤色母粒之间的差异产生色差的问题。可以看出现有技术没有专门结合聚酯瓶料的特性，针对性开发出聚酯瓶料专用的黑母粒等。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种聚酯瓶料再生纺丝用黑母粒的制备方法及应用。