一种黑色聚酯纤维及其制备方法

摘要

本发明涉及纺织技术领域，具体地说，涉及一种黑色聚酯纤维，所述聚酯纤维的断裂强度为3.0～3.5dtex/cN，优选为3.3～3.4dtex/cN，断裂伸长率为30～40％，优选为40％。本发明还提供了所述黑色聚酯纤维的制备方法，采用连续聚合工艺，有效控制了聚合物的特性粘度和端羟基含量，稳定了纤维产品的质量；并且采用酯化后降温的方法，使用相应的分散介质，令碳黑染剂上染更加均匀。

权利要求

1.一种黑色聚酯纤维，其特征在于，

所述聚酯纤维含有聚对苯二甲酸丁二醇酯和碳黑，碳黑的重量为对苯二甲酸丁二醇酯总反应物重量的1～3wt％；

所述聚酯纤维的断裂强度为3.0～3.5dtex/cN；

所述聚酯纤维的断裂伸长率为30～40％；

所述聚酯纤维的特性粘度为1.00～1.05dL/g；

所述聚酯纤维的端羧基含量为12～18mol/t；

制备所述聚酯纤维的酯化过程中的酯化率为91～93％；

所述黑色聚酯纤维是采用连续聚合工艺制备的，所述制备包括备料、酯化、碳黑染剂制备、混合、缩聚和成纤维，所述酯化中还包括对酯化产物进行热交换，使酯化产物的温度从

250～255℃降至190～195℃；所述碳黑染剂制备包括将碳黑加入丁二醇配制成的浓度为20～50％的介质溶液，还包括在介质溶液中加入聚丁二醇进行均匀分散，其加入量为介质溶液的2～5wt％，并进行球磨。

2.根据权利要求1所述的黑色聚酯纤维，其特征在于，

所述聚酯纤维的断裂强度为3.3～3.4dtex/cN；

所述聚酯纤维的断裂伸长率为40％。

3.根据权利要求1或2所述的黑色聚酯纤维，其特征在于，所述碳黑的重量为对苯二甲酸丁二醇酯总反应物重量的1.5～2wt％；所述聚酯纤维具有均一的特性粘度与端羧基含量。

4.一种如权利要求1～3任意一项所述黑色聚酯纤维的制备方法，采用连续聚合工艺，所述制备方法包括备料、酯化、碳黑染剂制备、混合、缩聚和成纤维，其特征在于，所述酯化中还包括对酯化产物进行热交换，使酯化产物的温度从250～255℃降至190～195℃；

所述酯化的酯化率为91～93％；

所述碳黑染剂制备包括将碳黑加入丁二醇配制成的浓度为20～50％的介质溶液，还包括在介质溶液中加入聚丁二醇进行均匀分散，其加入量为介质溶液的2～5wt％，并进行球磨。

5.根据权利要求4所述的黑色聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述碳黑染剂制备包括将碳黑加入丁二醇配制成的浓度为20～30％的介质溶液；所述碳黑染剂制备还包括在介质溶液中加入聚丁二醇进行均匀分散，其加入量为介质溶液的2～3wt％，并进行球磨。

6.根据权利要求5所述的黑色聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述聚丁二醇的分子量为800～2000。

7.根据权利要求6所述的黑色聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述聚丁二醇的分子量为1000。

8.根据权利要求4所述的黑色聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述缩聚步骤包括预缩聚反应和终缩聚反应，所述预缩聚反应的温度为265～275℃，时间为20～40min，真空度为2.5～3.0KPa；所述终缩聚反应的温度为265～275℃，时间为20～40min，真空度为100～

200Pa。

9.根据权利要求4所述的黑色聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述备料包括将摩尔比为1:1.20～1.25的对苯二甲酸和丁二醇混合打浆，所述混合打浆的时间为30～50min。

10.根据权利要求9所述的黑色聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述混合打浆的时间为35～40min。

11.根据权利要求4所述的黑色聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述备料中还包括催化剂钛酸四丁酯，催化剂的添加量为对苯二甲酸质量的0.1～0.5wt％。

12.根据权利要求11所述的黑色聚酯纤维的制备方法，其特征在于，催化剂的添加量为对苯二甲酸质量的0.25～0.35wt％。

13.根据权利要求4所述的黑色聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述酯化的酯化温度为253～255℃。

说明书

一种黑色聚酯纤维及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及纺织技术领域，具体地说，涉及一种黑色聚酯纤维及其制备方法。

背景技术

[0002] 聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种性能优异的新型聚酯，其特殊的结构和优良的物理化学性能，使之在纺织、工程塑料、薄膜等领域获得广泛应用。由于在PBT大分子基本链节上的柔性部分较长，因而使PBT纤维的熔点和玻璃化温度较普通聚酯PET纤维为低，导致纤维大分子链的柔性和弹性有所提高，从而使PBT纤维具有良好的耐久性、尺寸稳定性和较好的弹性，而且弹性不受湿度的影响。纤维及其制品的手感柔软，吸湿性、耐磨性和纤维卷曲性好，拉伸弹性和压缩弹性极好，其弹性回复率优于涤纶。PBT纤维在干湿态条件下均具有特殊的伸缩性，而且弹性不受周围环境温度变化的影响，具有优良的耐化学药品性、耐光性和耐热性，特别适用于制作游泳衣、连袜裤、训练服、体操服、健美服、网球服、舞蹈紧身衣、弹力牛仔服、滑雪裤、长筒袜、医疗上应用的绷带等高弹性纺织品。用PBT纤维制成多孔保温絮片，则具有可洗、柔软、透气、轻薄、用PBT纤维生产的簇绒地毯，触感酷似羊毛地毯。鬃丝可作牙刷丝等，具有很好的抗倒毛性能。

[0003] 近年来黑色的聚酯纤维应用越来越广泛，尤其是碳黑染色黑色的聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维，耐光老化，而且也不用像溶液染色那样产生工业废水，符合绿色发展的环保理念，其需求量也越来越大。

[0004] 目前PBT纤维的主要制备方法是使用PBT与特种黑色母粒共混纺丝。专利号为CN103556287A的中国专利公开了一种抗蠕变聚酯的有色丝，是由抗蠕变聚酯高粘切片经计量混合黑色母粒、挤出、冷却、上油、拉伸和卷绕制得，这种方法一方面成本比较高，另一方面由于计量加入黑色色母粒过程存在一些误差，往往会导致最终的纤维出现色差等一系列问题。

[0005] 现有技术也有一些连续化黑色聚酯制备方法，申请号为201420735798.X的中国专利研制了一套碳黑研磨和在线添加系统，在连续化聚酯缩聚的生产装置上进行了黑色聚酯的连续化生产。该专利使用水为分散介质，制备的碳黑浆料直接加到温度为250～260℃的酯化物中，水分蒸发，容易引起碳黑的重新团聚，使得制备的黑色聚酯容易出现黑点瑕疵，使得黑色聚酯纤维的质量仍然不是很理想。

[0006] 申请号为200710118294.8的中国专利公开了一种黑色聚酯切片和黑色聚酯切片的制备方法，特别涉及在酯化反应过程或者酯交换反应前添加处理后的炭黑黑色色浆，制备出黑色聚酯切片及其制备方法。该发明采用乙二醇溶剂将炭黑溶解，通过添加分散剂经高速乳化机后制备成炭黑色浆，在酯化反应或者酯交换反应前添加炭黑色浆，最后加入缩聚催化剂，在一定的真空度下升温达到合格的特性粘数后，出料得到黑色聚酯切片。虽然该方法使用了乙二醇作为炭黑的分散介质，但是在加入炭黑色浆进行酯化时的温度高于乙二醇的沸点，可能会造成炭黑的团聚，导致生产的聚酯黑色不均匀。

[0007] 此外，普通的黑色聚酯纤维PBT织物，通常是经过染色制成，但这种方法制备的工艺复杂，染色容易造成环境污染。而如果使用黑色母粒法纺丝制备黑色PBT织物，容易造成色泽不均匀，成本高等问题，为了解决黑色PBT织物的色泽均匀，以及保持伸缩性等问题，特提出本发明。

发明内容

[0008] 本发明旨在提供一种黑色聚酯纤维及其制备方法，采用连续聚合工艺的同时，优化酯化过程的温度控制，令碳黑染剂更加均匀地存在于成品纤维中，以达到获取断裂伸长率高、色泽均匀的黑色聚酯织物的目的。

[0009] 为实现上述目的，本发明具体采用如下技术方案：

[0010] 一种黑色聚酯纤维，所述聚酯纤维的断裂强度为3.0～3.5dtex/cN，优选为3.3～3.4dtex/cN；断裂伸长率为30～40％，优选为40％。

[0011] 本发明的进一步方案为：采用连续聚合工艺制备，在制备过程中对酯化产物进行热交换实现调温；所述聚酯纤维含有聚对苯二甲酸丁二醇酯和碳黑，碳黑的重量为对苯二甲酸丁二醇酯总反应物重量的1～3wt％，优选为1.5～2wt％；所述聚酯纤维具有均一的特性粘度与端羧基含量，特性粘度为1.00～1.05dL/g，优选为1.00dL/g；端羧基含量为12～18mol/t，优选为15mol/t；熔点为225～235℃。

[0012] 上述方案中，黑色聚酯纤维的特性粘度受到制备方法的影响可以稳定在固定的数值上，提高了相同批次中聚酯纤维产品的质量稳定性，同样端羧基含量的稳定也受益于相同的制备方法，令聚酯纤维的颜色保持均一不会出现随生产过程逐步加深的情况。相比现有技术中常用的普通染色法制成的同类聚酯产品，具有色泽更稳定的外观。

[0013] 上述方案中，采用的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种性能优异的新型聚酯，由于在PBT大分子基本链节上的柔性部分较长，因而使PBT纤维的熔点和玻璃化温度较普通聚酯PET纤维为低，导致纤维大分子链的柔性和弹性有所提高，从而使PBT纤维具有良好的耐久性、尺寸稳定性和较好的弹性，而且弹性不受湿度的影响。PBT纤维在干湿态条件下均具有特殊的伸缩性，而且弹性不受周围环境温度变化的影响，具有优良的耐化学药品性、耐光性和耐热性，特别适用于制作游泳衣、连袜裤、训练服、体操服、健美服、网球服、舞蹈紧身衣、弹力牛仔服、滑雪裤、长筒袜、医疗上应用的绷带等高弹性纺织品。

[0014] 本发明还提供了一种黑色聚酯纤维的制备方法，采用连续聚合工艺，所述制备方法包括备料、酯化、碳黑染剂制备、混合、缩聚和成纤维，所述酯化中还包括对酯化产物进行热交换，使酯化产物降温。

[0015] 上述方法中，在酯化反应后对酯化产物进行降温，令带有碳黑的分散介质不会因为持续的高温而瞬间蒸发，避免了因蒸发过快导致的碳黑染料团聚，从而导致黑色色泽不均匀的问题。

[0016] 上述方法中，所述连续聚合工艺指的是连续制备一种具有黑色聚对苯二甲酸丁二醇酯原料，并连续直接纺丝制备出黑色PBT聚酯纤维的工艺，该工艺是在聚酯的连续聚合纺丝生产线上，采用一个酯化釜，一个预缩釜，一个终缩聚釜(三釜短流程)的新型的连续聚合以及连续纺丝设备装置上，采用连续的方法制备出黑色PBT纤维，制备过程能耗低，产量大，色项均匀，质量稳定性好，无黑点瑕疵，容易大规模化工业生产。

[0017] 根据上述方法，所述降温为从250～255℃降至190～195℃。

[0018] 上述方法中，酯化发生于酯化反应釜，所述热交换过程发生在酯化反应釜出料口约0.2～0.25米处的热交换器内，所述热交换器与酯化釜相连，内含热媒盘管，盘管内通有热媒循环降温，使热媒进入热交换器的入口温度控制在160～170℃，出口温度控制在190～195℃，令温度为250～255℃的酯化产物降温至190～195℃，以适应碳黑染剂的介质溶液的沸点温度。

[0019] 根据上述方法，所述碳黑染剂制备包括将碳黑加入丁二醇配制成的浓度为20～50％的介质溶液；所述碳黑染剂制备还包括在介质溶液中加入聚丁二醇进行均匀分散，其加入量为介质溶液的2～5wt％，优选重量百分比为2～3wt％。

[0020] 上述方法中，以聚丁二醇为表面活性剂，溶有碳黑的丁二醇为介质溶液制成碳黑染剂，所述介质溶液的沸点与酯化物降温后的温度相对应，在碳黑染剂与酯化物混合后，将碳黑均匀地释放在酯化产物中，令之后缩聚反应产生的产品色泽均匀。

[0021] 上述方法中，结合对酯化产物的降温效果以及使用与对苯二甲酸丁二醇酯相容性好的碳黑染剂，可以令制备成的黑色纤维产品具有良好稳定的色泽外观。

[0022] 根据上述方法，所述聚丁二醇的分子量为800～2000，优选为1000。

[0023] 上述方法中，聚丁二醇是一种表面活性剂，它可以将碳黑更均匀的分散在丁二醇溶液中，形成稳定的分散溶液，不出现沉降，同时聚丁二醇的分子量还影响了碳黑的分散性。相比现有技术中常用的以水作为分散介质，丁二醇不仅提高了介质溶液的沸点，更有利于碳黑的均布，同时由于丁二醇溶液更容易分散在酯化产物对苯二甲酸丁二醇酯中，使碳黑染剂更均匀分散于在酯化产物中，令碳黑染剂与酯化产物更易于在缩聚过程中结合。

[0024] 根据上述方法，所述缩聚反应包括预缩聚反应和终缩聚反应，所述预缩聚反应的温度为265～275℃，时间为20～40min，真空度为2.5～3.0KPa；所述终缩聚反应的温度为265～275℃，时间为20～40min，真空度为100～200Pa。

[0025] 上述方法中，预缩聚反应和终缩聚反应分别发生在与之对应的预缩聚釜和终缩聚釜中，在终缩聚过程中对聚合物熔体的粘度进行在线监控，当特性粘度为1.00～1.05dL/g时，进行出料。

[0026] 根据上述方法，所述介质溶液的浓度优选为20～30％。

[0027] 根据上述方法，所述对苯二甲酸与丁二醇的摩尔比为1:1.20～1.25；所述混合打浆的时间为30～50min，优选为35～40min。

[0028] 根据上述方法，所述备料中还包括催化剂为钛酸四丁酯，催化剂的添加量为对苯二甲酸质量的0.1～0.5wt％，优选为0.25～0.35wt％。

[0029] 根据上述方法，所述酯化的酯化温度为253～255℃，酯化率为91～93％。

[0030] 上述方法中，对酯化率进行了控制，使得缩聚产物能够容易达到特性粘度为1.00dL/g，酯化率低的话容易导致缩聚产物分子量低，酯化率太高的话，导致酯化反应时间加长，导致缩聚产物端羧基含量增加，容易影响纤维的品质。

[0031] 根据上述方法，所述碳黑染剂制备包括将碳黑加入丁二醇制成介质溶液进行球磨，球磨的研磨时间为20～40min。

[0032] 本发明提供的制备方法包括如下步骤：

[0033] (1)将对苯二甲酸与丁二醇按照一定摩尔比进行混合打浆，同时加入催化剂，得到浆料；

[0034] (2)对步骤(1)的浆料进行酯化，控制酯化温度在250～255℃，酯化率达到90～96％，得到酯化产物；

[0035] (3)将碳黑加入丁二醇制成介质溶液，进行球磨，得到碳黑染剂，同时控制碳黑染剂的加入量；

[0036] (4)将步骤(2)的酯化产物和步骤(3)的碳黑染剂混合得到混合原料；

[0037] (5)对步骤(4)的混合原料进行缩聚反应，控制反应时间、温度以及真空度得到黑色对苯二甲酸丁二醇酯聚合物；

[0038] (6)对步骤(5)的黑色对苯二甲酸丁二醇酯聚合物进行加工得到黑色聚酯纤维；

[0039] 所述步骤(2)还包括对酯化产物进行热交换，使酯化产物降温。

[0040] 本发明提供的制备方法的具体步骤包括：

[0041] (1)将对苯二甲酸与丁二醇按照摩尔比为1:1.20～1.25放入打浆釜，同时加入催化剂一起进行打浆，所述的催化剂为钛酸四丁酯，其添加量为对苯二甲酸质量的0.1～0.5wt％，优选为0.25～0.35wt％。打浆30～50分钟，优选35～40分钟后，放进浆料供应罐备用；

[0042] (2)将步骤(1)所得的浆料由计量泵泵入酯化反应釜，进行酯化反应控制酯化温度在250～255℃，优选为253～255℃，控制流速，使得通过酯化反应釜后，酯化率达到90～96％，优选为91～93％。将酯化产物泵入管道，经过热交换器降温，降温到190～195℃，其中所述的热交换器在酯化釜出料口约0.2～0.25米处，与酯化釜相连，热交换器内含热媒盘管，内通冷却热媒循环降温，使热媒进入热交换器的入口温度控制在160～170℃，出口温度控制在190～195℃，酯化产物经过热交换器降温后，通过注射器；

[0043] (3)将碳黑加入丁二醇配制成的浓度为20～50％的介质溶液，优选浓度为20～30％；再加入分子量为800～2000(优选分子量为1000)的聚丁二醇进行均匀分散，其加入量为介质溶液的2～5wt％，优选重量百分比为2～3wt％，之后在球磨机中进行研磨20～40分钟，泵入储存罐，然后由注射器计量注入管道。控制碳黑的加入量为总反应物质量的1～
3wt％，优选为1.5～2wt％；

[0044] (4)将步骤(2)中经过注射器的酯化产物和步骤(3)中的碳黑染剂在静态混合器中充分混合，制得混合原料，后进行下一步缩聚反应；

[0045] (5)控制混合原料缓慢进入予缩聚釜，控制时间20～40分钟，控制温度到达265～275℃，控制真空度为2.5～3.0KPa；然后进入终缩聚釜，控制时间20～40分钟，控制温度到达265～275℃，控制真空度为100～200Pa，经在线检测点，当终缩聚过程中的熔体达到特性粘数为1.00～1.05dL/g时，进行出料；

[0046] (6)对步骤(5)的出料进行水下切粒，经干燥制成黑色PBT颗粒；或者直接将出料通入螺杆进行纺丝，制得黑色PBT纤维。

[0047] 本发明的有益效果为：

[0048] 1.本发明提供了一种黑色聚酯纤维，相比现有技术中的同类产品具有更高的断裂伸长率，并且色泽均匀，无瑕疵；

[0049] 2.本发明还提供了黑色聚酯纤维的制备方法，在酯化反应后对酯化产物进行降温，令带有碳黑的分散介质不会因为高温瞬间蒸发，避免了因蒸发过快导致的碳黑染料团聚，从而导致黑色色泽不均匀的问题；

[0050] 3.本发明还提供的黑色聚酯纤维的制备方法中，碳黑染剂中采用了溶有聚丁二醇的丁二醇溶液，提高了介质溶液的沸点，以适应酯化反应后的温度，同时也增加了介质溶液与酯化产物的相容性，更有利于碳黑在缩聚反应中与缩聚物的结合。

附图说明

[0051] 图1为本发明黑色聚酯纤维制备工艺的流程示意图。具体实施方式.

[0052] 以下为本发明的具体实施方式，所述的实施例是为了进一步描述本发明而不是限制本发明。

[0053] 实施例1

[0054] 本实施例中，如图1所示，采用日产5吨小型柔性改性聚酯连续聚酯缩聚生产装置进行生产，步骤如下所示：

[0055] (1)以摩尔比为1:1.20的对苯二甲酸和丁二醇，以及占对苯二甲酸0.2wt％的钛酸四丁酯催化剂为原料，打浆35分钟后泵入供应罐，由计量泵泵入酯化釜进行酯化；

[0056] (2)进行将酯化反应温度控制在252℃，酯化率为93％，酯化完毕后泵入热交换器，降低温度到195℃；

[0057] (3)将碳黑加入丁二醇配制成的浓度为30％的介质溶液；再在介质溶液中加入分子量为1000的聚丁二醇进行均匀分散，其加入量为介质溶液的2wt％，再经过球磨机研磨40分钟后，由注射器计量加入自热交换器的酯化产物，控制碳黑的加入量为总反应物质量的1.5wt％；

[0058] (4)酯化产物和碳黑染剂经过静态混合器混合均匀得到混合原料；

[0059] (5)将混合原料加入预缩聚釜，预缩釜控制反应温度为275℃，反应时间30分钟，真空压力控制在2.7KPa；然后进入终缩聚釜，缩聚反应终点温度控制在265℃，反应时间35分钟，真空压力控制在100～200Pa，制备出的PBT的特性粘数始终都为1.00g/dl，聚合物熔点在235℃。

[0060] 产品质量稳定，端羧基含量也稳定在15mol/t，直接进行纺丝，可以纺织出纤维断裂强度为3.4dtex/cN，断裂伸长率为40％的黑色聚酯纤维，直接用于黑色聚酯纺织品的制备，制备后的纺织品不用再进行后续的染色工序，由纤维织造成织物，纤维色泽均匀，无瑕疵。

[0061] 实施例2

[0062] 本实施例中，如图1所示，采用日产5吨小型柔性改性聚酯连续聚酯缩聚生产装置进行生产，步骤如下所示：

[0063] (1)以摩尔比为1:1.25的对苯二甲酸和丁二醇，以及占对苯二甲酸0.35wt％的钛酸四丁酯催化剂为原料，打浆50分钟后泵入供应罐，由计量泵泵入酯化釜进行酯化；

[0064] (2)进行将酯化反应温度控制在255℃，酯化率为92％，酯化完毕后泵入热交换器，降低温度到194℃；

[0065] (3)将碳黑加入丁二醇配制成的浓度为20％的介质溶液；再在介质溶液中加入分子量为800的聚丁二醇进行均匀分散，其加入量为介质溶液的3wt％，再经过球磨机研磨20分钟后，由注射器计量加入自热交换器的酯化产物，控制碳黑的加入量为总反应物质量的2wt％；

[0066] (4)酯化产物和碳黑染剂经过静态混合器混合均匀得到混合原料；

[0067] (5)将混合原料加入预缩聚釜，预缩釜控制反应温度为265℃，反应时间35分钟，真空压力控制在3.0KPa；然后进入终缩聚釜，缩聚反应终点温度控制在273℃，反应时间38分钟，真空压力控制在100～200Pa，制备出的PBT的特性粘数始终都为1.03g/dl，聚合物熔点在228℃。

[0068] 产品质量稳定，端羧基含量也稳定在16mol/t，直接进行纺丝，可以纺织出纤维断裂强度为3.4dtex/cN，断裂伸长率为35％的黑色聚酯纤维，直接用于黑色聚酯纺织品的制备，制备后的纺织品不用再进行后续的染色工序，由纤维织造成织物，纤维色泽均匀，无瑕疵。

[0069] 实施例3

[0070] 本实施例中，如图1所示，采用日产5吨小型柔性改性聚酯连续聚酯缩聚生产装置进行生产，步骤如下所示：

[0071] (1)以摩尔比为1:1.22的对苯二甲酸和丁二醇，以及占对苯二甲酸0.25wt％的钛酸四丁酯催化剂为原料，打浆40分钟后泵入供应罐，由计量泵泵入酯化釜进行酯化；

[0072] (2)进行将酯化反应温度控制在253℃，酯化率为91％，酯化完毕后泵入热交换器，降低温度到190℃；

[0073] (3)将碳黑加入丁二醇配制成的浓度为25％的介质溶液；再在介质溶液中加入分子量为2000的聚丁二醇进行均匀分散，其加入量为介质溶液的4wt％，再经过球磨机研磨30分钟后，由注射器计量加入自热交换器的酯化产物，控制碳黑的加入量为总反应物质量的1wt％；

[0074] (4)酯化产物和碳黑染剂经过静态混合器混合均匀得到混合原料；

[0075] (5)将混合原料加入预缩聚釜，预缩釜控制反应温度为272℃，反应时间40分钟，真空压力控制在2.9KPa；然后进入终缩聚釜，缩聚反应终点温度控制在268℃，反应时间20分钟，真空压力控制在100～200Pa，制备出的PBT的特性粘数始终都为1.02g/dl，聚合物熔点在231℃。

[0076] 产品质量稳定，端羧基含量也稳定在17mol/t，直接进行纺丝，可以纺织出纤维断裂强度为3.5dtex/cN，断裂伸长率为33％的黑色聚酯纤维，直接用于黑色聚酯纺织品的制备，制备后的纺织品不用再进行后续的染色工序，由纤维织造成织物，纤维色泽均匀，无瑕疵。

[0077] 实施例4

[0078] 本实施例中，如图1所示，采用日产5吨小型柔性改性聚酯连续聚酯缩聚生产装置进行生产，步骤如下所示：

[0079] (1)以摩尔比为1:1.23的对苯二甲酸和丁二醇，以及占对苯二甲酸0.5wt％的钛酸四丁酯催化剂为原料，打浆30分钟后泵入供应罐，由计量泵泵入酯化釜进行酯化；

[0080] (2)进行将酯化反应温度控制在250℃，酯化率为96％，酯化完毕后泵入热交换器，降低温度到193℃；

[0081] (3)将碳黑加入丁二醇配制成的浓度为28％的介质溶液；再在介质溶液中加入分子量为1500的聚丁二醇进行均匀分散，其加入量为介质溶液的5wt％，再经过球磨机研磨35分钟后，由注射器计量加入自热交换器的酯化产物，控制碳黑的加入量为总反应物质量的3wt％；

[0082] (4)酯化产物和碳黑染剂经过静态混合器混合均匀得到混合原料；

[0083] (5)将混合原料加入预缩聚釜，预缩釜控制反应温度为268℃，反应时间20分钟，真空压力控制在2.5KPa；然后进入终缩聚釜，缩聚反应终点温度控制在275℃，反应时间30分钟，真空压力控制在100～200Pa，制备出的PBT的特性粘数始终都为1.01g/dl，聚合物熔点在225℃。

[0084] 产品质量稳定，端羧基含量也稳定在12mol/t，直接进行纺丝，可以纺织出纤维断裂强度为3.0dtex/cN，断裂伸长率为30％的黑色聚酯纤维，直接用于黑色聚酯纺织品的制备，制备后的纺织品不用再进行后续的染色工序，由纤维织造成织物，纤维色泽均匀，无瑕疵。

[0085] 实施例5

[0086] 本实施例中，如图1所示，采用日产5吨小型柔性改性聚酯连续聚酯缩聚生产装置进行生产，步骤如下所示：

[0087] (1)以摩尔比为1:1.20的对苯二甲酸和丁二醇，以及占对苯二甲酸0.2wt％的钛酸四丁酯催化剂为原料，打浆35分钟后泵入供应罐，由计量泵泵入酯化釜进行酯化；

[0088] (2)进行将酯化反应温度控制在252℃，酯化率为93％，酯化完毕后泵入热交换器，降低温度到195℃；

[0089] (3)将碳黑加入丁二醇配制成的浓度为30％的介质溶液；再在介质溶液中加入分子量为1700的聚丁二醇进行均匀分散，其加入量为介质溶液的2wt％，再经过球磨机研磨40分钟后，由注射器计量加入自热交换器的酯化产物，控制碳黑的加入量为总反应物质量的1.5wt％；

[0090] (4)酯化产物和碳黑染剂经过静态混合器混合均匀得到混合原料；

[0091] (5)将混合原料加入预缩聚釜，预缩釜控制反应温度为275℃，反应时间30分钟，真空压力控制在2.7KPa；然后进入终缩聚釜，缩聚反应终点温度控制在265℃，反应时间35分钟，真空压力控制在100～200Pa，制备出的PBT的特性粘数始终都为1.00g/dl，聚合物熔点在235℃。

[0092] 产品质量稳定，端羧基含量也稳定在15mol/t，直接进行纺丝，可以纺织出纤维断裂强度为3.3dtex/cN，断裂伸长率为37％的黑色聚酯纤维，直接用于黑色聚酯纺织品的制备，制备后的纺织品不用再进行后续的染色工序，由纤维织造成织物，纤维色泽均匀，无瑕疵。

[0093] 对比例1

[0094] 本实施例中，采用日产5吨小型柔性改性聚酯连续聚酯缩聚生产装置进行生产，步骤如下所示：

[0095] (1)以摩尔比为1:1.20的对苯二甲酸和丁二醇，以及占对苯二甲酸0.2wt％的钛酸四丁酯催化剂为原料，打浆35分钟后泵入供应罐，由计量泵泵入酯化釜进行酯化；

[0096] (2)进行将酯化反应温度控制在252℃，酯化率为93％，得到酯化产物；

[0097] (3)将碳黑加入丁二醇配制成的浓度为30％的介质溶液；再在介质溶液中加入分子量为1000的聚丁二醇进行均匀分散，其加入量为介质溶液的2wt％，再经过球磨机研磨40分钟后，由注射器计量加入自热交换器的酯化产物，控制碳黑的加入量为总反应物质量的1.5wt％；

[0098] (4)酯化产物和碳黑染剂经过静态混合器混合均匀得到混合原料；

[0099] (5)将混合原料加入预缩聚釜，预缩釜控制反应温度为275℃，反应时间30分钟，真空压力控制2.7KPa；然后进入终缩聚釜，缩聚反应终点温度控制在265℃，反应时间35分钟，真空压力控制在100～200Pa，制备出的PBT的特性粘数始终都为1.00g/dl，聚合物熔点在235℃。

[0100] 产品的端羧基含量稳定在15mol/t，直接进行纺丝，可以纺织出纤维断裂强度为3.3dtex/cN，断裂伸长率为29％的黑色聚酯纤维，直接用于黑色聚酯纺织品的制备，制备后的纺织品不用再进行后续的染色工序，由纤维织造成织物，纤维色泽出现分布不均匀，有黑色斑点。

[0101] 对比例2

[0102] 本实施例中，采用日产5吨小型柔性改性聚酯连续聚酯缩聚生产装置进行生产，步骤如下所示：

[0103] (1)以摩尔比为1:1.20的对苯二甲酸和丁二醇，以及占对苯二甲酸0.2wt％的钛酸四丁酯催化剂为原料，打浆35分钟后泵入供应罐，由计量泵泵入酯化釜进行酯化；

[0104] (2)进行将酯化反应温度控制在252℃，酯化率为93％，酯化完毕后泵入热交换器，降低温度到195℃；

[0105] (3)将碳黑加入丁二醇溶液形成浓度为30％的碳黑染剂，再经过球磨机研磨40分钟后，由注射器计量加入自热交换器的酯化产物，控制碳黑的加入量为总反应物质量的1.5wt％；

[0106] (4)酯化产物和碳黑染剂经过静态混合器混合均匀得到混合原料；

[0107] (5)将混合原料加入预缩聚釜，预缩釜控制反应温度为275℃，反应时间30分钟，真空压力控制在2.7KPa；然后进入终缩聚釜，缩聚反应终点温度控制在265℃，反应时间35分钟，真空压力控制在100～200Pa，制备出的PBT的特性粘数始终都为1.00g/dl，聚合物熔点在235℃。

[0108] 产品的端羧基含量稳定在15mol/t，直接进行纺丝，可以纺织出纤维断裂强度为3.2dtex/cN，断裂伸长率为28％的黑色聚酯纤维，直接用于黑色聚酯纺织品的制备，制备后的纺织品不用再进行后续的染色工序，由纤维织造成织物，纤维色泽分布不均匀，有少量瑕疵斑点。

[0109] 对比例3

[0110] 本实施例中，采用日产5吨小型柔性改性聚酯连续聚酯缩聚生产装置进行生产，步骤如下所示：

[0111] (1)以摩尔比为1:1.20的对苯二甲酸和丁二醇，以及占对苯二甲酸0.2wt％的钛酸四丁酯催化剂为原料，打浆35分钟后泵入供应罐，由计量泵泵入酯化釜进行酯化；

[0112] (2)进行将酯化反应温度控制在252℃，酯化率为93％，酯化完毕后泵入热交换器，降低温度到95℃；

[0113] (3)将碳黑加入水中形成浓度为30％的碳黑染剂，再经过球磨机研磨40分钟后，由注射器计量加入自热交换器的酯化产物，控制碳黑的加入量为总反应物质量的1.5wt％；

[0114] (4)酯化产物和碳黑染剂经过静态混合器混合均匀得到混合原料；

[0115] (5)将混合原料加入预缩聚釜，预缩釜控制反应温度为275℃，反应时间30分钟，真空压力控制在2.7KPa；然后进入终缩聚釜，缩聚反应终点温度控制在265℃，反应时间35分钟，真空压力控制在100～200Pa，制备出的PBT的特性粘数始终都为1.00g/dl，聚合物熔点在235℃。

[0116] 产品质量不稳定，纺织出纤维断裂强度为2.3dtex/cN，断裂伸长率为18％的黑色聚酯纤维，直接用于黑色聚酯纺织品的制备，制备后的纺织品不用再进行后续的染色工序，由纤维织造成织物，纤维色泽分布不均匀，有黑色瑕疵斑点。对比例4

[0117] 本实施例中，采用日产5吨小型柔性改性聚酯连续聚酯缩聚生产装置进行生产，步骤如下所示：

[0118] (1)以摩尔比为1:1.20的对苯二甲酸和丁二醇，以及占对苯二甲酸0.2wt％的钛酸四丁酯催化剂为原料，打浆35分钟后泵入供应罐，由计量泵泵入酯化釜进行酯化；

[0119] (2)进行将酯化反应温度控制在252℃，酯化率为93％，酯化完毕后泵入热交换器，降低温度到195℃，得到酯化产物；

[0120] (3)将酯化产物加入预缩聚釜，预缩釜控制反应温度为275℃，反应时间30分钟，真空压力控制在2.7KPa；然后进入终缩聚釜，缩聚反应终点温度控制在265℃，反应时间35分钟，真空压力控制在100～200Pa，制备出的PBT的特性粘数始终都为1.00g/dl，聚合物熔点在235℃；

[0121] (4)将制得的PBT进行纺丝，然后进行染色工艺，得到黑色聚酯纤维产品。

[0122] 产品的端羧基含量稳定在15mol/t，纺织出纤维的断裂强度为3.2dtex/cN，断裂伸长率为28％，将纤维织造成织物，纤维色泽不均匀，有瑕疵。

[0123] 对比例5

[0124] 本实施例中，采用与实施例1相同的原料配比，但是采用间歇聚合方法，即每进行一次酯化之后接着进行出料，在不洗酯化反应釜的情况下继续加入对苯二甲酸和丁二醇单体进行酯化，两次酯化反应之间有时间上的间隔。

[0125] 按照间歇聚合方法制备的聚酯制品在第一釜的端羟基含量为15mol/t，第二釜的端羟基含量变为27mol/t；并且同一釜的产品在不同出料时间的特性粘度不同，出料5分钟时的特性粘度为1.00dL/g，出料20分钟时的特性粘度为1.05dL/g，结束出料前5分钟时的特性粘度为1.10dL/g。导致最终不同批次的纤维产品具有差距较大的断裂强度和断裂伸长率，质量不稳定，并且产品的颜色随着每一釜的生产逐渐加深，影响了外观的整体效果。

[0126] 对实施例1～5和对比例1～5的产品的性能参数和外观进行分析对比，结果见表1。

[0127]

[0128]

[0129] 结合上述实施方案与表1，可以得知，本发明在三釜短流程聚酯连续聚合设备的基础上提供了黑色聚酯纤维连续聚合的方法，并且采用了溶有聚丁二醇的丁二醇溶液作为碳黑的分散介质，可以稳定聚酯产品的质量，令其具有色泽均匀、无瑕疵的外观，同时还具优良的断裂强度和断裂伸长率，产品可用于多种用途。

[0130] 进一步地，对比例1在实施例1的基础上，去掉了对酯化产物的降温过程，结果导致最终的产品与实施例1相比具有不良的外观，原因是因为碳黑的分散介质在较高的温度下蒸发过快，使得碳黑发生了团聚，使得产品的色泽不均匀。

[0131] 进一步地，对比例2在实施例1的基础上，更改了碳黑染剂中的介质溶液，去掉了作为溶质的聚丁二醇，结果导致最终产品的色泽不均匀，究其原因是聚丁二醇在将碳黑与缩聚物进行结合的过程中起到了关键的作用。

[0132] 进一步地，对比例3在实施例1的基础上，更改了碳黑染剂中的介质溶液，使用了现有技术中常用的水作为分散介质，相应的提高了酯化产物的降温幅度使得其低于水的沸点，但是最终产品的效果不理想，断裂强度和断裂伸长率发生了较大的变化，虽然采用了酯化后降温的方式，但是降温幅度过大，影响了缩聚物的性能。

[0133] 进一步地，对比例4在实施例1的原料选择的基础上，采用传统方法中先制成纤维再染色的方法，发现最终产品断裂伸长率均低于本发明的实施例1～5，质量不稳定，远远不如本发明提供的方法制备的纤维产品。

[0134] 进一步地，对比例5在实施例1的原料选择的基础上，采用了间歇聚合反应，由于反应釜的出料通常要有一段时间，往往会导致同一反应釜料所制备出的共聚物的特性粘数不一样，出料5分钟时的特性粘度为1.00dL/g，出料20分钟时的特性粘度为1.05dL/g，结束出料前5分钟时的特性粘度为1.10dL/g，导致同一反应釜料的分子量会有差异，对后续应用产生不利影响。而本发明的连续聚合是连续动态操作，这样就可以保证控制料的特性粘数都在1.00dl/g，同一批次料之间不会出现差异；此外，在间歇聚合反应中，结束第一釜反应后，不会立即洗釜，而是紧接着进行第二釜反应，由于第一釜反应的釜壁上往往残留数量不少的第一釜的聚合物，这些残留的聚合物仍将在第二釜的聚合过程中，经受一定的热降解，造成第二釜的聚合物的质量往往会低于第一釜的质量，切片颜色加深，表现在切片的指标上是：第一釜的共聚物的端羧基含量为15mol/t，第二釜的共聚物的端羧基含量：27mol/t。随着端羧基含量的增加，会导致切片质量下降。而连续聚合制备的改性共聚物的端羧基含量可以很稳定的控制在15mol/t，比较稳定。

[0135] 以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉本领域的技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。