專利名稱：：抗紫外線聚酯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種抗紫外線聚酯及其制備方法。
背景技術(shù)：
：近年來，由于森林植被破壞加劇、太陽黑子活動(dòng)頻繁以及氟利昂制冷劑的大量使用等因素使人類正面臨著日益增強(qiáng)的紫外線輻射，紫外線分為UVC(200~280皿)、UVB(280320nm)、UVA(320400nrn)三區(qū)。UVC被臭氧層吸收，對(duì)人體基本無損傷作用。UVB可被皮膚真皮吸收，長久照射會(huì)出現(xiàn)紅斑、炎癥、皮膚老化、嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起皮膚癌。UVA穿透性遠(yuǎn)比UVB深，可使皮膚黝黑，長期積累將導(dǎo)致皮膚老化。在陽光照射下應(yīng)避免紫外線直接接觸皮膚，有效的方式則可以具有紫外線吸收與阻隔的纖維所織成的高紫外線保護(hù)系數(shù)(UPF)之衣物，來達(dá)到防止紫外線對(duì)人體傷害的效果。同時(shí)，紫外線具有的能量約為314419KJ/mo1，足以破壞聚合物的化學(xué)鍵、引發(fā)自動(dòng)氧化反應(yīng)，造成塑料、橡膠、涂料樹脂等聚合物的老化降解，每年因此而造成的損失巨大。合成聚酯纖維，受限于其共聚單體本身的特性，對(duì)紫外線僅能吸收部份特定波長范圍，而且吸收的程序有限，如PET、PTT、PBT等聚酯，雖具有芳環(huán)狀結(jié)構(gòu)，但由于皆為僅含單一芳香環(huán)的聚合單體長鏈，對(duì)紫外線的吸收皆在320nm以下，UVA部份則無法被吸收。當(dāng)聚酯纖維形成織物后對(duì)紫外線的阻隔效果，則受織物的編織密度、厚度、染色、及染色的深度所影響，一般以編織越密、越厚重、且深色的衣物其紫外線的阻隔效果最佳。然而紫外線最強(qiáng)的季節(jié)屬夏季，以此方式來達(dá)到抗紫外線的功用并不實(shí)際；因此迫切需要開發(fā)抗紫外線聚酯纖維。目前，具有抗紫外線耐老化功能的聚酯主要采用添加抗紫外線添加劑進(jìn)行共混熔融方法制備。抗紫外線添加劑分為有機(jī)、無機(jī)兩大類。無機(jī)紫外線屏蔽劑以其卓越的化學(xué)與熱穩(wěn)定性、非遷移性、無味、無毒、無刺激性等特性成為研究與應(yīng)用熱點(diǎn)。而有機(jī)類的紫外線吸收劑具有一定的毒性，同時(shí)它們?cè)跇渲w中的穩(wěn)定性較差，在材料加工過程中容易發(fā)生分解，制品的耐溫性能受到限制。同時(shí)對(duì)皮膚有剌激性，不適宜應(yīng)用到紡織、包裝薄膜等領(lǐng)域。另外，釆用化學(xué)方法處理紡織品及化纖面料來取得抗紫外線的功能的方法穩(wěn)定性較差，而且多使用二次印染處理，在面料選擇上也有一定的局限性。采用抗紫外線織物制作的服裝，運(yùn)動(dòng)裝，農(nóng)業(yè)、漁業(yè)等野外作業(yè)服，頗受歡迎，它具有抗紫外線、遮蔽和反射熱輻射線，使織物具有清涼感、舒適感。從而擴(kuò)大了抗紫外線相應(yīng)的應(yīng)用范圍，即纖維、薄膜與工程塑料等領(lǐng)域
發(fā)明內(nèi)容-'本發(fā)明的目的在于提供一種抗紫外線功能穩(wěn)定的抗紫外線聚酯及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種抗紫外線聚酯，其特征是是由抗紫外線粒子、分散劑、助劑、形成聚酯的單體的共混物，經(jīng)聚合反應(yīng)得到；抗紫外線粒子的粒徑為60300nm，抗紫外線粒子的添加量為抗紫外線粒子、分散劑、助劑、形成聚酯的單體四者之和的0.530wt%?？棺贤饩€粒子是納米氧化鐵、納米氧化鈦、納米氧化鋅中的一種或幾種共氧化物或混合物。分散劑為l，1，1-三羥甲基乙烷(TME)、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺中的一種或幾種。聚酯單體、抗紫外線粒子、分散劑和助劑四種組份的原料總用量按重量百分比計(jì)聚酯單體為99.3%63%，抗紫外線粒子為0.5%30%，分散劑為0.1%5%，助劑為0.1%~2%。助劑有抗氧劑。(抗氧劑IRIOIO、抗氧劑1076、抗氧劑TNP、168)，抗氧劑的用量為聚酯總重量的0.010.5%。助劑還有偶聯(lián)劑，偶聯(lián)劑是硅垸偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁鈦復(fù)合型偶聯(lián)劑。一種抗紫外線聚酯的制備方法，其特征是包括下列步驟將抗紫外線粒子經(jīng)分散劑表面分散預(yù)處理后均勻分散于聚酯聚合的單體二元醇中得到漿料，分散預(yù)處理時(shí)，還加入助劑；然后與聚酯的另一單體芳香族二元羧酸進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到具有抗紫外線功能的聚酯。聚酯可以為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、對(duì)苯二甲酸/間苯二甲酸共聚乙二醇酯、對(duì)苯二甲酸/間苯二甲酸共聚丙二醇酯、對(duì)苯二甲酸/間苯二甲酸共聚丁二醇酯。本發(fā)明方法簡單，易操作，抗紫外線粒子分散均一，抗紫外線功能穩(wěn)定，生產(chǎn)的聚合物可以應(yīng)用在纖維、薄膜與工程材料等領(lǐng)域。用添加本發(fā)明產(chǎn)品制成的各種面料或防護(hù)用品，紫外線透過率低，抗紫外線輻射效果好。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1將抗紫外線功能粉體二氧化鈦(Ti02)用TME(上海和氏璧化工有限公司)進(jìn)行表面分散預(yù)處理，干燥后分散于聚酯的單體乙二醇中得到漿料，分散預(yù)處理時(shí)，還加入抗氧化劑IR1010;接著將所得到的漿料用高速分散機(jī)混合均勻，使用超聲波對(duì)漿料進(jìn)行分散直至抗紫外線粒子粒徑達(dá)到60nm;然后將所得到的漿料與聚酯的另一單體對(duì)苯二甲酸按制造聚酯的常規(guī)方法進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到1%含量的抗紫外線聚酯。上述各原料的用量按重量百分比計(jì)為二氧化鈦是1%、TME是0.5X、抗氧化劑IR1010是0.05Q^、聚酯單體是98.45%。然后采用普通紡絲機(jī)進(jìn)行常規(guī)紡絲及牽伸工藝制成抗紫外線纖維。纖維經(jīng)織造工藝織成一定的織物?？椢镒贤饩€透過率為0.9%，UPF值為22。實(shí)施例2實(shí)施例9:制備方法同實(shí)施例l;各原料及用量見下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)施例10聚酯單體、抗紫外線粒子、分散劑和助劑四種組份的原料總用量按重量計(jì)為聚酯單體99.3%63%(例63%、82%、99.3%)，抗紫外線粒子0.5%30%(例30%、15%、1%)，分散劑0.1%5%(例5%、3%、0.3%)，助劑0.1%~2%(例2%、1%、0.2%)。其余同實(shí)施例l。是由抗紫外線粒子、分散劑、助劑、形成聚酯的單體的共混物，經(jīng)聚合反應(yīng)得到；抗紫外線粒子的粒徑為60300nm(例60nm、150nm、300nm)，抗紫外線粒子的添加量為抗紫外線粒子、分散劑、助劑、形成聚酯的單體四者之和的0.530wty。。抗紫外線粒子是納米氧化鐵(或納米氧化鈦、納米氧化鋅)。分散劑為1，1，1-三羥甲基乙烷(TME)、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺中的一種或幾種。助劑有抗氧劑，為抗氧劑IR1010、抗氧劑1076、抗氧劑TNP、168),抗氧劑的用量為聚酯總重量的0.011.5%(例0.01%、0.5%、1.5%)。助劑還有成分為偶聯(lián)劑，偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁鈦復(fù)合型偶聯(lián)劑。制備方法包括將抗紫外線粒子經(jīng)分散劑表面分散預(yù)處理后均勻分散于聚酯聚合的單體二元醇中得到漿料，分散預(yù)處理時(shí)，還加入助劑；然后與聚酯的另一單體芳香族二元羧酸進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到具有抗紫外線功能的聚酯。聚酯單體可以為形成聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、對(duì)苯二甲酸/間苯二甲酸共聚乙二醇酯、對(duì)苯二甲酸/間苯二甲酸共聚丙二醇酯、對(duì)苯二甲酸/間苯二甲酸共聚丁二醇酯的聚酯單體。實(shí)施例11同實(shí)施例1方法制備抗紫外線聚酯，抗紫外線粒子在制得的抗紫外線聚酯中重量含量為30%。將聚合得到的高濃度抗紫外線聚酯與聚酯在L/D為44的2軸擠出機(jī)共混制造母粒，共混溫度為290°C。最終聚合物粒子中抗紫外線粒子的重量含量為6%。然后采用普通紡絲機(jī)進(jìn)行常規(guī)紡絲及牽伸工藝制成纖維，纖維經(jīng)織造工藝織成一定的織物?？椢镒贤饩€透過率為0.1%，UPF值為40。實(shí)施例12同實(shí)施例1方法制備抗紫外線聚酯，抗紫外線粒子在制得的抗紫外線聚酯中重量含量為30%。將聚合得到的高濃度抗紫外線聚酯與聚酯在L/D為44的2軸擠出機(jī)與共混制造母粒，共混溫度為290°C。最終聚合物粒子中抗紫外線粒子的重量含量為6%，然后采用拉伸成膜、擠塑，使其可以應(yīng)用在薄膜與工程材料等不同領(lǐng)域，滿足抗紫外線的要求。比較例1將聚酯切片直接采用普通紡絲機(jī)進(jìn)行常規(guī)紡絲及牽伸工藝制成纖維，纖維經(jīng)織造工藝織成一定的織物。然后進(jìn)行涂層處理，其抗紫外線粒子的重量含量為6%?？椢锏淖贤饩€透過率為1.1%，UPF值為18。參數(shù)測(cè)試方法紫外線透過率測(cè)定方法是，采用紫外分光光度計(jì)測(cè)量織物在200-400nm范圍的透光率本發(fā)明的織物樣品UPF值是經(jīng)過紫外線透射率分析后的透射率值，國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定遮擋系數(shù)UPF值在15-24較好，2539很好，40~50極佳。另外可參考澳洲實(shí)際人體試驗(yàn)的UPF值與透射率的關(guān)系換算得UPF值。而根據(jù)澳洲規(guī)定，UPF至少15以上才算具紫外線阻隔性的織物。權(quán)利要求1、一種抗紫外線聚酯，其特征是是由抗紫外線粒子、分散劑、助劑、形成聚酯的單體的共混物，經(jīng)聚合反應(yīng)得到；抗紫外線粒子的粒徑為60～300nm，抗紫外線粒子的添加量為抗紫外線粒子、分散劑、助劑、形成聚酯的單體四者之和的0.5～30wt％。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的抗紫外線聚酯，其特征是抗紫外線粒子是納米氧化鐵、納米氧化鈦、納米氧化鋅中的一種或幾種共氧化物或混合物。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗紫外線聚酯，其特征是分散劑為l，1，1-三羥甲基乙烷、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺中的一種或幾種。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗紫外線聚酯，其特征是聚酯單體、抗紫外線粒子、分散劑和助劑四種組份的原料總用量按重量百分比計(jì)聚酯單體為99.3%63%，抗紫外線粒子為0.5%30%，分散劑為0.1%5%，助劑為0.1%~2%。5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗紫外線聚酯，其特征是助劑有抗氧劑。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的抗紫外線聚酯，其特征是助劑還有偶聯(lián)劑，偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁鈦復(fù)合型偶聯(lián)劑。7、一種抗紫外線聚酯的制備方法，其特征是包括下列步驟將抗紫外線粒子經(jīng)分散劑表面分散預(yù)處理后均勻分散于聚酯聚合的單體二元醇中得到漿料，分散預(yù)處理時(shí)，還加入助劑；然后與聚酯的另一單體芳香族二元羧酸進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到具有抗紫外線功能的聚酯。全文摘要本發(fā)明公開了一種抗紫外線聚酯及其制備方法，是由抗紫外線粒子、分散劑、助劑、形成聚酯的單體的共混物，經(jīng)聚合反應(yīng)得到；抗紫外線粒子的粒徑為60～300nm，抗紫外線粒子的添加量為抗紫外線粒子、分散劑、助劑、形成聚酯的單體四者之和的0.5～30wt％。制備方法包括將抗紫外線粒子經(jīng)分散劑表面分散預(yù)處理后均勻分散于聚酯聚合的單體二元醇中得到漿料，分散預(yù)處理時(shí)，還加入助劑；然后與聚酯的另一單體芳香族二元羧酸進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到具有抗紫外線功能的聚酯。本發(fā)明方法簡單，易操作，抗紫外線粒子分散均一，品種穩(wěn)定，生產(chǎn)的聚合物可以應(yīng)用在纖維、薄膜與工程材料等領(lǐng)域。文檔編號(hào)C08L67/00GK101186746SQ20061009764公開日2008年5月28日申請(qǐng)日期2006年11月15日優(yōu)先權(quán)日2006年11月15日發(fā)明者曹曉秀,本田圭介,娟楊申請(qǐng)人:東麗纖維研究所(中國)有限公司