CN103074701A - 一种低熔点聚酰胺复合纤维及其制备方法 - Google Patents

一种低熔点聚酰胺复合纤维及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低熔点聚酰胺复合纤维及其制备方法。所述复合纤维为皮芯结构；所述复合纤维的皮层为共聚酰胺；所述复合纤维的芯层为脂肪族聚酰胺。该方法包括如下步骤：（1）所述共聚酰胺的切片经干燥后，再经加热塑化得到共聚酰胺纺丝熔体；（2）所述脂肪族聚酰胺的切片经干燥后，再经加热塑化得到脂肪族聚酰胺纺丝熔体；（3）将所述共聚酰胺纺丝熔体和脂肪族聚酰胺纺丝熔体进行复合纺丝，经冷却成纤、牵伸定形和分丝卷绕成型即得所述复合纤维。本发明的纤维可用于制备蚊帐、窗纱、蓬盖布、鞋面布、背囊和帐篷等织物。还可与其他纤维进行混纺，起到粘结固着纤维的效果。

Description

一种低熔点聚酰胺复合纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种低熔点聚酰胺复合纤维及其制备方法。
背景技术
聚酰胺纤维因其具有密度小、强度高、拉伸弹性大、耐低温性能好而成为服装、产业用纺织品的基础原材料之一，用于开发各种服装、家居用品（如窗纱、蚊帐等）、各种箱包、雨具用纺织品、篷盖用纺织品等。聚酰胺纤维的纺织使用采取短纤维纺纱织造和长丝纤维直接织造两种方式，在聚酰胺长丝纤维织造形成的织物中，由于聚酰胺长丝表面光滑，摩擦系数小，造成织物中长丝纤维在外力作用下产生滑移现象，或织物在裁剪过程中，造成长丝纤维纱线脱边现象，特别当织物密度较小时，如窗纱、蚊帐等织物，更易产生上述现象。为了避免和解决上述现象，目前采取的方法为：（1）改变编织方法，在纱线编织处形成编结，如经编、绞变等方式。但这种方式通常会改变织物的外观和性能。（2）采用在织物表面涂敷粘着剂，通过粘着剂使纱线编织处形成粘联，减少纱线间滑移。但此方法会改变织物手感。（3）采用在织物中混入低熔点纤维的方法，通过加热使纱线中的低熔点纤维熔融并相互粘连，减少纱线间滑移。该方法可以避免上述方法（1）、（2）中所带来的缺点和不足。低熔点纤维的开发和生产，目前大部分为单组分低熔点纤维，专利号为200610145042.X的中国专利公布了一种聚酯低熔点复合纤维的制备方法，申请号为201010135281.3的中国专利申请公布了一种可降解材料低熔点复合纤维，尚未见到低熔点聚酰胺复合纤维及其制备方法的报道。发明内容
本发明的目的是提供一种低熔点聚酰胺复合纤维及其制备方法。
本发明所提供的一种低熔点聚酰胺复合纤维，其为皮芯结构；
所述复合纤维的皮层为共聚酰胺；
所述复合纤维的芯层为脂肪族聚酰胺。
上述的低熔点聚酰胺复合纤维，所述皮层与所述芯层的质量份数比可为（1~3）：（7~9），具体可为1：（4~9）、1：4或1：9。
上述的低熔点聚酰胺复合纤维，所述共聚酰胺为己内酰胺、己二酸己二胺盐、聚ω-氨基十一酰、聚癸二酰癸二胺盐和十二烷二酰十二烷二胺盐（C24H46N2O2，PA1212盐中至少3种的共聚物。
上述的低熔点聚酰胺复合纤维，所述脂肪族聚酰胺可为聚酰胺-6和聚酰胺-66中任一种。
上述的低熔点聚酰胺复合纤维，所述皮层的熔点可为100℃~130℃，具体可为115℃~130℃、115℃、121℃或130℃，所述芯层的熔点可为250℃~300℃，具体可为260℃。
本发明还提供了上述复合纤维的制备方法，包括如下步骤：
（1）所述共聚酰胺的切片经干燥后，再经加热塑化得到共聚酰胺纺丝熔体；
（2）所述脂肪族聚酰胺的切片经干燥后，再经加热塑化得到脂肪族聚酰胺纺丝熔体；
（3）将所述共聚酰胺纺丝熔体和脂肪族聚酰胺纺丝熔体进行复合纺丝，经冷却成纤、牵伸定形和分丝卷绕成型即得所述复合纤维。
上述的制备方法中，步骤（1）中，所述干燥在氮气气氛下进行；所述干燥的温度可为85℃～95℃，如85℃、90℃或95℃；经所述干燥后得到的共聚酰胺切片的质量含水率不大于20ppm。
上述的制备方法中，步骤（1）中，所述加热塑化的温度可为95℃~200℃，如105℃~127℃、95℃~125℃或110℃~135℃。
上述的制备方法中，步骤（2）中，所述干燥在氮气气氛下进行；所述干燥的温度可为150℃～170℃，如165℃；经所述干燥后得到的脂肪族聚酰胺切片的含水率不大于30ppm。
上述的制备方法中，步骤（2）中，所述加热塑化的温度可为255℃~290℃，如255℃、258℃、265℃、275℃和283℃。
本发明具有如下有益效果：
本发明所提供的低熔点聚酰胺复合纤维，具有纤维皮层共聚脂熔点较低，芯层脂肪族聚酰胺熔点较高的特点。利用该纤维交织形成的低密度织物，经一定温度热定型处理或熨烫后，可使织物中纤维之间在交织处发生相互粘结，避免织物在使用过程中因外力产生滑移和纰裂，同时依然可以保证织物的强度和柔韧性。该纤维可用于制备蚊帐、窗纱、蓬盖布、鞋面布、背囊和帐篷等织物。还可与其他纤维进行混纺，起到粘结固着纤维的效果。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1、制备低熔点聚酰胺复合纤维
（1）分别将己内酰胺（PA6）、己二酸己二胺盐（C12H26O4N2，PA66）和聚ω-氨基十一酰（PA11盐）按12：8：60的质量份数比混合并充分混匀后，置入反应釜中。密闭反应釜，将反应釜抽真空并利用氮气反复脱氧，保持反应釜真空度为0.09MPa。在温度192℃条件下，反应1小时后，升温至241℃继续反应3小时，之后将反应物压挤入螺杆挤出机中，经计量挤出、水冷、切粒、干燥后的获得到PA6/PA66/PA11共聚酰胺切片粒子。
（2）将PA6/PA66/PA11共聚酰胺切片粒子置入干燥釜中，在氮气环境条件下进行干燥，干燥温度为85℃，干燥时间为10h，干燥后切片含水率为20ppm。
（3）将PA6聚酰胺切片粒子置入干燥釜中，干燥温度为165℃，干燥时间为4.5h，干燥后切片含水率为30ppm。
（4）将干燥后的PA6/PA66/PA11共聚酰胺切片粒子和PA6（聚酰胺）切片粒子分别喂入螺杆塑化挤出机，进行加热塑化，PA6/PA66/PA11共聚酰胺切片粒子螺杆挤出机塑化温度为105℃、112℃、120℃、123℃和127℃，聚酰胺-6切片螺杆挤出机塑化温度为255℃、258℃、265℃、275℃和283℃；再经熔体过滤后，按PA6/PA66/PA11共聚酰胺熔体和聚酰胺6熔体质量份数比为1：9分别进行计量，置入复合纺丝组件中进行复合纺丝，经冷却成纤、牵伸定形和分丝卷绕成型，获得低熔点聚酰胺复合纤维，其皮层的熔点为121℃，芯层的熔点为260℃。
将本实施例制备的规格50dtex/12f低熔点聚酰胺复合纤维和相同规格的常规聚酰胺6纤维，按经密×纬密为80×80（根/10cm）的织物规格织造织物，并对所形成的两种织物按GB/T13772.1中的规定测试织物中的纱线滑移阻力，得到低熔点聚酰胺复合纤维织物的纱线滑移阻力测试值为306N，得到常规聚酰胺6纤维的纱线滑移阻力测试值为125N，可知，本发明的低熔点聚酰胺复合纤维织物表现出良好的抗纱线滑移和纰裂性能。
实施例2、制备低熔点聚酰胺复合纤维
（1）分别将己二酸己二胺盐（C12H26O4N2）和十二烷二酰十二烷二胺盐（C24H46N2O2，PA1212盐按7：3的比例混合并充分混匀后，置入反应釜中。密闭反应釜，将反应釜抽真空并利用氮气反复脱氧，再抽真空至反应釜真空度为0.09MPa。之后通入CO2气体使反应釜压力达到0.1MPa。对反应釜进行加热升温，致使反应釜压力达到1.25MPa，维持该压力3小时，之后以2℃/min速度冷却至常温，挤出粉碎制成PA66/PA1212共聚物粉末。
（2）分别将PA66/PA1212共聚物粉末和聚癸二酰癸二胺盐（PA1010盐）按7：3的比例混合并充分混匀后，置入反应釜中。密闭反应釜，将反应釜抽真空并利用氮气反复脱氧，再抽真空至反应釜真空度为0.09MPa。之后通入CO2气体使反应釜压力达到0.1MPa。对反应釜进行加热升温，致使反应釜压力达到1.2MPa，维持该压力2小时，之后以2℃/min速度冷却至常温，通过螺杆挤出、水冷、切割造粒制成PA66/PA1212/PA1010共聚物粒子。
（3）将PA66/PA1212/PA1010共聚物粒子置入干燥釜中，在氮气环境条件下进行干燥，干燥温度为90℃，干燥时间为9h，干燥后切片含水率为22ppm。
（3）将PA6聚酰胺切片粒子置入干燥釜中，干燥温度为165℃，干燥时间为4.5h，干燥后切片含水率为30ppm。
（4）将干燥后的PA6/PA66/PA11共聚酰胺切片粒子和PA6聚酰胺切片粒子分别喂入螺杆塑化挤出机，进行加热塑化，PA6/PA66/PA11共聚酰胺切片粒子螺杆挤出机塑化温度为95℃、100℃、113℃、120℃和125℃，聚酰胺6切片螺杆挤出机塑化温度为255℃、258℃、265℃、275℃和283℃；再经熔体过滤后，按PA6/PA66/PA11共聚酰胺熔体和聚酰胺6熔体质量份数比为1：9分别进行计量，置入复合纺丝组件中进行复合纺丝，经冷却成纤、牵伸定形和分丝卷绕成型，获得低熔点聚酰胺复合纤维，其皮层的熔点为115℃，芯层的熔点为260℃。
将本实施例制备的规格50dtex/12f低熔点聚酰胺复合纤维和相同规格的常规聚酰胺6纤维，按经密×纬密为80×80（根/10cm）的织物规格织造织物，并对所形成的两种织物按GB/T13772.1中的规定测试织物中的纱线滑移阻力，得到低熔点聚酰胺复合纤维织物的纱线滑移阻力测试值为315N，得到常规聚酰胺6纤维的纱线滑移阻力测试值为125N，可知，本发明的低熔点聚酰胺复合纤维织物表现出良好的抗纱线滑移和纰裂性能。
实施例3、制备低熔点聚酰胺复合纤维
（1）分别将己内酰胺、己二酸己二胺盐（C12H26O4N2）、聚癸二酰癸二胺盐（C20H38N2O2，PA1010盐）和十二烷二酰十二烷二胺盐（C24H46N2O2，PA1212盐）按15%：10%：45%：30%的质量比例混合并充分混匀后，置入反应釜中。密闭反应釜，将反应釜抽真空并利用氮气反复脱氧，保持反应釜真空度为0.09MPa。30min后，通入CO2气体使反应釜压力达到0.1MPa。升温至180℃条件下，反应1小时后，升温至210℃继续反应3小时，之后以2℃/min速度冷却至常温，之后将反应物压挤入螺杆挤出机中，经计量挤出、水冷、切粒、干燥后的获得到PA6/PA66/PA1010/PA1212共聚酰胺切片粒子。
（2）将PA6/PA66/PA1010/PA1212共聚酰胺切片粒子置入干燥釜中，在氮气环境条件下进行干燥，干燥温度为95℃，干燥时间为10h，干燥后切片含水率为20ppm。
（3）将PA6聚酰胺切片粒子置入干燥釜中，干燥温度为165℃，干燥时间为4.5h，干燥后切片含水率为30ppm。
（4）将干燥后的PA6/PA66/PA1010/PA1212共聚酰胺切片粒子和PA6聚酰胺切片粒子分别喂入螺杆塑化挤出机，进行加热塑化，PA6/PA66/PA1010/PA1212共聚酰胺切片粒子螺杆挤出机塑化温度为110℃、115℃、125℃、128℃和135℃，聚酰胺6切片螺杆挤出机塑化温度为255℃、258℃、265℃、275℃和283℃；再经熔体过滤后，按PA6/PA66/PA1010/PA1212共聚酰胺熔体和聚酰胺6熔体质量份数比为2：8分别进行计量，置入复合纺丝组件中进行复合纺丝，经冷却成纤、牵伸定形和分丝卷绕成型，获得低熔点聚酰胺复合纤维，其皮层的熔点为130℃，芯层的熔点为260℃。
将本实施例制备的规格50dtex/12f低熔点聚酰胺复合纤维和相同规格的常规聚酰胺6纤维，按经密×纬密为80×80（根/10cm）的织物规格织造织物，并对所形成的两种织物按GB/T13772.1中的规定测试织物中的纱线滑移阻力，得到低熔点聚酰胺复合纤维织物的纱线滑移阻力测试值为298N，得到常规聚酰胺6纤维的纱线滑移阻力测试值为125N，可知，本发明的低熔点聚酰胺复合纤维织物表现出良好的抗纱线滑移和纰裂性能。

Claims (10)

1.一种低熔点聚酰胺复合纤维，其特征在于：所述复合纤维为皮芯结构；
所述复合纤维的皮层为共聚酰胺；
所述复合纤维的芯层为脂肪族聚酰胺。
2.根据权利要求1所述的复合纤维，其特征在于：所述复合纤维中，所述皮层与所述芯层的质量份数比为（1~3）：（7~9）。
3.根据权利要求1或2所述的复合纤维，其特征在于：所述共聚酰胺为己内酰胺、己二酸己二胺盐、聚ω-氨基十一酰、聚癸二酰癸二胺盐和十二烷二酰十二烷二胺盐中至少3种的共聚物。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的复合纤维，其特征在于：所述脂肪族聚酰胺为聚酰胺-6和聚酰胺-66中任一种。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的复合纤维，其特征在于：所述皮层的熔点为100℃~150℃，所述芯层的熔点为250℃~300℃。
6.权利要求1-5中任一所述复合纤维的制备方法，包括如下步骤：
（1）所述共聚酰胺的切片经干燥后，再经加热塑化得到共聚酰胺纺丝熔体；
（2）所述脂肪族聚酰胺的切片经干燥后，再经加热塑化得到脂肪族聚酰胺纺丝熔体；
（3）将所述共聚酰胺纺丝熔体和脂肪族聚酰胺纺丝熔体进行复合纺丝，经冷却成纤、牵伸定形和分丝卷绕成型即得所述复合纤维。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述干燥在氮气气氛下进行；所述干燥的温度为85℃～95℃；经所述干燥后得到的共聚酰胺切片的含水率不大于20ppm。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述加热塑化的温度为95℃~200℃。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述干燥在氮气气氛下进行；所述干燥的温度为150℃～170℃；经所述干燥后得到的脂肪族聚酰胺切片的质量含水率不大于30ppm。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述加热塑化的温度为255℃~290℃。
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