CN101260573A - 复合纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合纤维及其制备方法,该纤维是以聚苯硫醚PPS为皮层,其它阻燃高分子原料为芯层的双组分复合纤维;制备包括:(1)真空干燥阶段;(2)纺丝及卷绕阶段;(3)后拉伸及热定型阶段。该种纤维具备优良的阻燃性能,适合于较高温度条件下的粉尘过滤,有利于减少大气污染。
Description
技术领域
本发明属化学纤维领域,特别是涉及复合纤维及其制备方法。
背景技术
现有治理大气污染的耐高温过滤无纺布材料中合成纤维主要有:
采用单组份PPS(聚苯硫醚)纺制的纤维,如题为“一种线性高分子聚苯硫醚纤维熔融纺丝,拉伸热定型方法”的中国专利:200410096068.0,其缺陷是,由于价格昂贵,难以广泛推广应用于环保产业,同时由于纤维弹性不够,过滤材料蓬松性差,影响了作为一体粉尘过滤的性能。
而采用一般的PET(聚酯)或PA(聚酰胺6,66)或芳砜纶纤维制作无纺针刺毡。其缺陷是不能长期适用于高温、水解、酸碱复杂多变的“三废”治理的综合性需要。
本发明人的中国发明专利:200610117544.1,200710042835.3分别公开了一种以PPS(聚苯硫醚)为皮层,以PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)或PA为芯层的皮芯结构纤维及偏芯双组份纤维及其制作方法,克服价格昂贵,改善了膨松性,但其缺陷是在特种条件下,如易产生明火的电厂高温粉尘过滤时,不具备优良的阻燃性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合纤维及其制备方法,克服上述现有技术的缺陷,该种纤维具备优良的阻燃性能,适合于较高温度条件下的粉尘过滤,有利于减少大气污染。
本发明的复合纤维,是以PPS为皮层,其它高分子为芯层的双组分复合短纤维。
所述其它高分子是PET阻燃料、PA6阻燃料、PA66阻燃料、阻燃PET母粒和PET普通切片的混料、阻燃PA6母粒和PA6普通切片的混料、阻燃PA66母粒和PA66普通切片的混料;
所述混料的比例为母粒料15~35%,普通切片料85~65%;
所述皮层与芯层的重量比为5~6∶5~4;
本发明的复合纤维的制备方法,包括如下步骤:
(1)真空干燥阶段
皮层PPS原料和芯层原料在旋转式真空转鼓中干燥,其干燥温度范围为70~160℃,干燥时间8~48小时,然后将经干燥的原料(切片粒状)分别输送入各自的螺杆储料桶,供熔融纺丝;
(2)纺丝及卷绕阶段
复合纤维皮层PPS原料的纺丝螺杆冷却区温度为70~130℃,进料区为280~315℃,预热区为275~330℃,熔融区为295~360℃,计量区为290~355℃,压缩区为285~350℃,弯管法兰区为275~345℃,纺丝卷绕速度为500~1200m/min;
复合纤维芯层的纺丝螺杆冷却区温度为40~115℃,进料区为150~220℃,预热区为230~300℃,熔融区为240~330℃,计量区为265~315℃,压缩区为270~320℃,弯管法兰区为275~298℃,纺丝卷绕速度为500~1200m/min;
(3)后拉伸及热定型阶段:
集束总纤度为15~120万dtex,拉伸总倍率2.8~5.6倍;一级拉伸,2.8~3.6倍;拉伸温度50~85℃(油浴);二级拉伸1.2~1.4倍;拉伸温度,105~155℃(过热蒸汽);
热定型温度I区115~135℃,II区130~170℃,III区140~160℃,IV区105~135℃,定型时间10~45分钟,切断长度38~120mm。
本发明的有益效果:
采用PPS为皮层,其他阻燃高分子为芯层的双组份复合纺丝,不仅保持纤维优良的阻燃性能,而且成本可降低5~50%。因此,本发明纤维可用于袋式无纺布除尘器使用在电厂、钢厂和垃圾焚烧厂等高温,明火酸碱性强的环境中,本发明也可应用于有色金属矿冶炼和煤化工的输送带,防止静电产生火花引起的燃烧事故。
附图说明
图1是PPS/阻燃熔体复合纤维的皮芯结构,A是PET阻燃料、PA6阻燃料或PA66阻燃料芯层,B是PPS皮层;
图2是本发明的制备流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
原料干燥:PPS经筛选后送入真空转鼓密闭抽真空,升温8小时,70~155℃,155℃下保温30小时。冷却出料:6小时(155℃降温至70℃)。将冷却后的PPS干切片(含水率低于48ppm)输送到A#纺丝料贮存桶。阻燃PET切片,特性粘度0.70,极限氧指数:34,在真空转鼓内升温6小时到135℃,从75℃开始,升温速度10℃/小时,135℃下保温6小时,冷却到70℃,将干切片(含水率低于50ppm)输送到B#纺丝料贮存桶。
A#纺制PPS的螺杆温度:冷却区90℃;进料区290;预熔区300;熔融区345℃;计量区335℃;压缩区330℃;弯管法兰区325℃;B#纺制阻燃PET的螺杆温度:冷却区85℃;进料区200℃;预熔区275℃,熔融区295℃,计量区292℃,压缩区300,弯管法兰区295℃。复合纺丝箱体温度320℃;环吹风板距22cm;风速0.36m/min.o;风温26℃,单体抽吸风量68mm/H2O,纺速680m/min。后拉伸总倍率4.3倍,一级倍率3.45。拉伸温度油浴72℃,过热蒸汽130℃。热定型温度:I区125℃,II区135℃,III区128℃,IV区125℃,定型时间28分钟,测得皮芯PPS/阻燃PET复合比为58/42,纤维强度4.3cN/dtex,伸长32%,针刺过滤无纺布180克/m2,极限氧指数33.2。
实施例2
PPS的原料干燥及螺杆工艺温度同实施例1。B#PET将阻燃PET母粒和普通PET切片,按重量比25∶75投入真空转鼓内干燥。升温60~130℃,8小时,保温130℃7小时。冷却出料2小时。纺丝螺杆各区温度:冷却区78℃,进料区198℃,预熔区268℃,计量区295℃,压缩区296℃,弯管法兰区288℃。复合纺丝箱体温度:315℃,环吹风板距26cm。风速0.40m/min,风温27℃,单体抽吸风量85mm/H2O。纺速600m/min。后拉伸总倍率4.2倍,一级倍率3.15。拉伸温度、油浴68℃,过热蒸汽128℃。热定型温度:I区118℃,II区128℃,III区132℃,IV区128℃,热定型时间26分钟。测得PPS/阻燃PET复合比为56/44。纤维强度4.1cN/dtex,伸长31.2%,纤维针刺过滤无纺布220克/m2,极限氧指数33.5。
实施例3
PPS的原料干燥及螺杆工艺温度同实施例1。将阻燃PA6切片投入真空转鼓转内。升温12小时,50~120℃。保温120℃,10小时。降温3小时,在料温低于60℃下出料输送B#纺丝储料桶。B#PA6纺丝螺杆温度:冷却区42℃,进料区190℃,预熔区230℃,熔融区285℃,计量区290℃,压缩区288℃,弯管法兰区282℃。复合纺丝箱体温度308℃,环吹风板距32cm,风速0.45m/s,风温20℃,单体抽吸风量145mm/H2O,纺速800m/min。后拉伸总倍率4.6倍,一级拉伸倍率3.5倍,拉伸温度:油浴50℃,过热蒸汽125℃,热定型温度:I区105℃,II区125℃,III区128℃,IV区118℃,热定型时间30分钟,测得PPS/阻燃PA6复合比为51/49,纤维强度4.38cN/dtex,伸长38.64%,纤维针刺过滤无纺布210克/m2,极限氧指数33.8。
实施例4
PPS的原料干燥及螺杆工艺温度同实施例1。将阻燃PA66切片投入真空转鼓转内。升温14小时,50~130℃。保温:130℃8小时。降温3小时,在料温低于60℃下出料输送B#纺丝储料桶。PA66B#纺丝螺杆温度:冷却区48℃,进料区245℃,预熔区280℃,熔融区315℃,计量区310℃,压缩区305℃,弯管法兰区290℃。复合纺丝箱体温度315℃,环吹风板距40cm,风速0.48m/s,风温22℃,单体抽吸风量115mm/H2O,纺速560m/min。后拉伸总倍率4.15倍,一级拉伸倍率3.05,拉伸温度:油浴80℃,过热蒸汽130℃,热定型温度:I区115℃,II区130℃,III区132℃,IV区120℃,热定型时间35分钟,测得PPS阻燃PA6复合比为58/42,纤维强度4.6cN/dtex,伸长36.4%,纤维针刺过滤无纺布210克/m2,极限氧指数33.3。
实施例5
PPS的原料干燥及螺杆工艺温度同实施例1。将阻燃PA6母料和普通PA6切片按重量比,30∶70混合投入真空转鼓干燥。升温工艺如同实施例3。B#PA6纺丝螺杆各区:冷却区46℃,进料区196℃,预熔区245℃,熔融区290℃,计量区295℃,压缩区288℃,弯管法兰区285℃。复合纺丝箱体310℃,环吹风板距30cm,风速0.42m/s,风温25℃。单体抽吸风量120mm/H2O,纺速780m/min,后拉伸总倍率4.56倍,一级拉伸倍率3.48,拉伸温度:油浴52℃,过热蒸汽130℃,热定型温度:I区115℃,II区130℃,III区132℃,IV区125℃,热定型时间28分钟,测得PPS/阻燃PA6复合比为56/44。纤维强度4.1CN/dtex,伸长31.2%,纤维针刺过滤无纺布220克/m2,极限氧指数33.4。
Claims (5)
1.一种复合纤维,其特征在于:该纤维是以聚苯硫醚PPS为皮层,其它高分子原料为芯层的双组分复合纤维。
2.根据权利要求1所述的复合纤维,其特征在于:所述其它高分子是PET阻燃料、PA6阻燃料、PA66阻燃料、阻燃PET母粒和PET普通切片的混料、阻燃PA6母粒和PA6普通切片的混料、阻燃PA66母粒和PA66普通切片的混料。
3.根据权利要求2所述的复合纤维,其特征在于:所述混料的比例为母粒料15~35%,普通切片料85~65%。
4.根据权利要求1所述的复合纤维,其特征在于:所述皮层与芯层的重量比为5~6∶5~4。
5.一种复合纤维的制备方法,包括下列步骤:
(1)真空干燥阶段
皮层PPS原料和芯层原料在70~160℃真空干燥8~48小时后,分别输送入各自的螺杆储料桶,供熔融纺丝;
(2)纺丝及卷绕阶段
复合纤维皮层PPS原料的纺丝螺杆冷却区温度为70~130℃,进料区为280~315℃,预热区为275~330℃,熔融区为295~360℃,计量区为290~355℃,压缩区为285~350℃,弯管法兰区为275~345℃,纺丝卷绕速度为500~1200m/min;
复合纤维芯层的纺丝螺杆冷却区温度为40~115℃,进料区为150~220℃,预热区为230~300℃,熔融区为240~330℃,计量区为265~315℃,压缩区为270~320℃,弯管法兰区为275~298℃,纺丝卷绕速度为500~1200m/min;
(3)后拉伸及热定型阶段
集束总纤度为15~120万dtex,拉伸总倍率2.8~5.6倍;一级拉伸,2.8~3.6倍;拉伸温度50~85℃(油浴);二级拉伸1.2~1.4倍;拉伸温度,105~155℃(过热蒸汽);
热定型温度I区115~135℃,II区130~170℃,III区140~160℃,IV区105~135℃,定型时间10~45分钟,切断长度38~120mm。
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