CN103911684B - 一种聚醚酯/ptt复合纺制备有色异形弹性单丝的方法 - Google Patents

一种聚醚酯/ptt复合纺制备有色异形弹性单丝的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种聚醚脂/PTT复合纺制备有色异形弹性单丝的方法，是由70％～90％PTT、5％～30％聚醚酯、2％-5％界面改性双亲聚合物、2％～4％色母粒、0.2～0.5％抗氧剂共混熔融挤出拉伸而成；单丝纤度为10～150detx，断裂强度2～8cN/dtex，断裂伸长率为15～45％。本发明制备可在常规纺丝设备上完成，丝束条干均匀，织造后色泽分布均匀，可广泛应用于服用领域，装饰领域和产业领域，织物平整，具有光泽柔和的特点。

Description

一种聚醚酯/PTT复合纺制备有色异形弹性单丝的方法
【技术领域】
本发明涉及的技术领域，具体的说，是一种聚醚脂/PTT复合纺制备有色异形弹性单丝的方法。
【背景技术】
聚对苯二甲酸丁二酯一聚环氧乙烷一聚环氧丙烷热塑性弹性体是由对苯二甲酸二甲酯、丁二醇、聚环氧乙烷二元醇和/或聚环氧丙烷二元醇通过共缩聚而得到的嵌段共聚物(简称TPEE)，以易结晶的聚对苯二甲酸丁二酯作硬段，玻璃化温度较低、柔软、无定形的聚环氧乙烷一聚环氧丙烷聚醚作软段，聚醚质量百分比为20-50％。聚酯硬段作为物理交联点分散在无定形聚醚软段中，软硬段之间以化学键相连，这种不均一的相态结构使得聚醚酯具有良好的弹性和韧性是极佳的塑性添加剂，但是由于在化学纤维纺丝过程中对于纺丝原料要求有高度的相容性，从而防止在纺丝的过程中产生断丝现象，因此很大程度上纺丝中无法使用多种高聚物共混纺丝，因此限制了改性塑性材料的应用推广。目前报道的改进TPEE主要涉及如何提高该种高聚物的热稳定性，其使用领域主要是在薄膜方面的制备。中国发明专利CN1035021C公开了一种热稳定性高的共聚醚酯，该专利采用带有位阻酚抗氧剂和磷酸、亚磷酸或其酯类上增加二价金属钴化合物构成具有协同作用的复合稳定剂，使切片熔点不降低的前提下制备纤维的上染率和热稳定性提高，但该专利采用重金属催化合物，带来了颜色和毒性方面的问题；发明专利CN101358020B主要通过改性聚醚酯经熔融流延工艺制备的薄膜，用于建筑业的屋顶或墙体薄膜等的制造。而如何改进该类高聚物与PTT的相容性并用于纤维制备并未有类似的报道。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种聚醚脂/PTT复合纺制备有色异形弹性单丝的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种有色异形弹性单丝，其特征在于，其原料质量百分比为：
所述的界面改性双亲聚合物是一种聚己二酸异丁二酯，分子量为5000～10000。
聚醚酯是由对苯二甲酸二甲酯、丁二醇以及聚环氧乙烷二元醇和/或环氧丙烷二元醇通过共缩聚而得到的嵌段共聚物聚，其中聚环氧乙烷和/或聚环氧丙烷相对分子质量为1000～2500。
抗氧剂为Irganox1010、Irganox1076、Irganox1330、Irganox168、MARK5118、MARK5118A或它们的任意混合物。
PTT有色异形弹性单丝纤度为10～150detx，断裂强度2～8cN/dtex，断裂伸长率为15～45％，纤维无需后道印染，截面非圆形，有色异形度为10～5％。
一种聚醚脂/PTT复合纺制备有色异形弹性单丝的方法，其具体步骤为：
(1)在一个装有塔和串连冷凝器的的20升搅拌容器中装入4.5～5.5mol对苯二甲酸、4.7～5.4mol丁二醇、0.55～0.75mol聚环氧乙烷二元醇溶液和/或0.5～0.65mol间环氧丙烷二元醇、0.5～3gPbSO4、3～10ml重量百分比为25％的氢氧化四甲基铵的水溶液；
(2)在氮气加压/吹扫循环后，并且调节加热器温度使最初物料温度为175℃～205℃，冷凝阀的设定温度为110℃～120℃；
(3)如果塔顶蒸气温度低于120℃～130℃，则保持冷凝阀开启，并除水2小时；
(4)将反应物料加热到250℃～260℃，加入20～100g改性双亲聚合物同时调节压力阀使压力在30分钟内下降至0.5mmHg；
(5)2小时后，该批物料达到了目标搅拌器力矩值，将熔融物在氮气压力下通过一个模板挤出得到线材；
(6)将线材拉过水槽并进入切割机得到颗粒切片；
(7)将步骤(6)得到的颗粒切片与PTT粒子、色母粒共混进行纺丝，纺丝的熔体温度控制在220～280℃之间，卷绕速度控制在500～3500米/分，热定型温度为80～150℃，牵引倍数控制在1.2～6倍之间。
每一束单丝为1～5根其中最优范围为1～3根。单丝纤度为10～150旦其中最优范围为20～30旦。
本发明着眼于解决现有TPEE树脂与PTT树脂相容性较差的问题，提供一种具有双亲界面的改性剂通过在共聚和TPEE过程中原位添加聚己二酸异丁二酯并制备切片，再与PTT共混纺丝弥补了两相体系相容性差的问题，制备的纤维其具有较高的弹性断裂伸长率为15～45％。
有色异形纤维与圆形纤维相此，在风格特性、光泽、染色性、抗起球性及防污性方面均有明显的改善。天然真丝具有柔软滑爽的手感、细腻而丰满的外观以及悬垂性好等特性，这种柔软手感不同于没有身骨的疲软，这种滑爽又不同于合纤织物那样的滑溜感。总之这些性能给人们一种美好的感观，但这种综合的特性尚缺乏一种评价的方法，在这里暂且称为风格特性。而同复丝相比，纤维的直径有很大的提升，比表面积减少，纤维的结晶速率和取向受温度的影响减少，在纤维径向上，由于温度的不均匀导致纤维内外的结晶度、取向度有所差异，因此需要通过调整纺丝温度和拉伸比例和纺丝速度以实现可连续性的纺丝工艺。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
(1)TPEE的添加可以有效提高纤维弹性和韧性，用于制备纤维的切片无需固相增粘无需改变设备可以使用常规方法纺丝。
(2)通过增加界面双亲的高聚物可以有效提高两种高聚物的相容性。
(3)制造工艺简单，丝条干均匀，纤维粗细均匀，织造的织物平整，网格精细均匀，有色有色异形丝光泽更为柔和色系丰富便于风格化体现；弹性好可以增加织物的风格，可以用于高档的室内织物或者汽车内饰面料。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种聚醚脂/PTT复合纺制备有色异形弹性单丝的方法的具体实施方式。
实施例1
在一个装有塔和串连冷凝器的的20升搅拌容器中装入4.9mol对苯二甲酸、5.1mol丁二醇、0.7mol分子量为1200的聚环氧乙烷二元醇溶液和0.6mol分子量为2000的间环氧丙烷二元醇、2gPbSO4、8ml重量百分比为25％的氢氧化四甲基铵的水溶液。在氮气加压/吹扫循环后，并且调节加热器温度使最初物料温度为190℃，冷凝阀的设定温度为115℃。将反应物料加热到250℃，加入25g分子量为5000的聚己二酸异丁二酯，同时调节压力阀使压力在30分钟内下降至0.5mmHg。2小时后，将熔融物在氮气压力下通过一个模板挤出得到线材。将线材拉过水槽并进入切割机得到颗粒切片即可得与双亲高聚物共混的改性聚醚酯。
实施例2
在一个装有塔和串连冷凝器的的20升搅拌容器中装入5.4mol对苯二甲酸、5.2mol丁二醇、0.7mol分子量为1000的聚环氧乙烷二元醇溶液和0.6mol分子量为1500的间环氧丙烷二元醇、1.5gPbSO4、5ml重量百分比为25％的氢氧化四甲基铵的水溶液。在氮气加压/吹扫循环后，并且调节加热器温度使最初物料温度为180℃，冷凝阀的设定温度为110℃。将反应物料加热到240℃，加入20g分子量为8000的聚己二酸异丁二酯，同时调节压力阀使压力在30分钟内下降至0.5mmHg。2小时后，将熔融物在氮气压力下通过一个模板挤出得到线材。将线材拉过水槽并进入切割机得到颗粒切片即可得与双亲高聚物共混的改性聚醚酯。
实施例3
使用纺丝切片由80份聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)纺丝切片，3份色母粒和16.7份实施例一中的TPEE与双亲高聚物共混切片和0.3份抗氧化剂，经螺杆共混后切断制备，将共混制备的切片在VC358转锅内，先抽真空到30帕以内再在8小时加温至120℃进行干燥脱水，保温8小时含水量在35PPM以下；色母粒(无锡市长虹化塑色粒有限公司涤纶纤维专用色母粒)，在8小时逐步恒速加温至120℃进行干燥脱水，保温8小时，色母粒颜料质量比含量为30％，含水量在35PPM以下，干燥工艺为行业内公知技术。
使用VC406纺丝机，聚酯切片与色母粒经螺杆机挤压共混和熔融，制成熔体，经喷丝组件进行纺丝，其中经螺杆机挤压的温度为：一区240℃，二区270℃，三区280℃，四区270℃，五区270℃，六区275℃，螺杆压力为：80kg/cm2；喷丝板采用常州喷丝板厂制备的3孔三叶有色异形喷丝板，三叶有色异形为业内公知，其叶宽比微孔长度为1∶25。上述丝条经侧吹风冷却，凝固成初生单丝，侧吹风温度为：16-25℃，相对湿度为：80％-90％；在凝固的初生单丝上上常规油剂，(杭州亚佳宝化工轻纺有限公司生产型号YB-601)油剂重量浓度为：15％，油轮转速为：4转/分钟；初生丝经过上油后，通过卷绕机卷取成形，温度为：24-28℃，相对湿度为：45-65％；卷取成形的原丝筒子采用拉伸机进行加热二级拉伸，第一步拉伸温度130℃，拉伸比为4，第二步拉伸温度245℃，拉伸比为1.2，总拉伸倍率为4.8，热定型温度147℃，松弛比为12％，拉伸间温度控制为：25℃，相对湿度为：65％；经过加热拉伸后的单丝检验分级为成品丝。制造每一束单丝为3根。单丝纤度为20旦，有色异形度为25％。单根该纤维在30℃时伸长率为3％，断裂强度为5cN/dtex，断裂伸长率为35％。该纤维可用于，用于织造的纱窗和制备丝网的领域。
实施例4
使用纺丝切片由70份聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)纺丝切片，4份色母粒和56份实施例二中的TPEE与双亲高聚物共混切片和0.4份抗氧化剂，经螺杆共混后切断制备，将共混制备的切片在VC358转锅内，先抽真空到30帕以内再在8小时加温至120℃进行干燥脱水，保温8小时含水量在35PPM以下；色母粒(无锡市长虹化塑色粒有限公司涤纶纤维专用色母粒)，在8小时逐步恒速加温至120℃进行干燥脱水，保温8小时，色母粒颜料质量比含量为30％，含水量在35PPM以下，干燥工艺为行业内公知技术。
使用VC406纺丝机，聚酯切片与色母粒经螺杆机挤压共混和熔融，制成熔体，经喷丝组件进行纺丝，其中经螺杆机挤压的温度为：一区250℃，二区270℃，三区280℃，四区270℃，五区270℃，六区275℃，螺杆压力为：100kg/cm2；喷丝板采用常州喷丝板厂制备的双孔十字型有色异形喷丝板，十字有色异形为业内公知，其叶宽比微孔长度为1∶40。上述丝条经侧吹风冷却，凝固成初生单丝，侧吹风温度为：16-25℃，相对湿度为：80％-90％；在凝固的初生单丝上上常规油剂，(杭州亚佳宝化工轻纺有限公司生产型号YB-601)油剂重量浓度为：15％，油轮转速为：4转/分钟；初生丝经过上油后，通过卷绕机卷取成形，温度为：24-28℃，相对湿度为：45-65％；卷取成形的原丝筒子采用拉伸机进行加热二级拉伸，第一步拉伸温度130℃，拉伸比为3，第二步拉伸温度245℃，拉伸比为2，总拉伸倍率为6，热定型温度147℃，松弛比为12％，拉伸间温度控制为：25℃，相对湿度为：65％；经过加热拉伸后的单丝检验分级为成品丝。制造每一束单丝为3根。单丝纤度为40旦，有色异形度为30％。单根该纤维在30℃时伸长率为3％，断裂强度为7cN/dtex，断裂伸长率为28％。该纤维可用于，用于织造的窗帘和汽车内饰面料的领域。
实施例5
使用纺丝切片由90份聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)纺丝切片，3份色母粒和6.7份实施例一中的TPEE与双亲高聚物共混切片和0.3份抗氧化剂，经螺杆共混后切断制备，将共混制备的切片在VC358转锅内，先抽真空到30帕以内再在8小时加温至120℃进行干燥脱水，保温8小时含水量在35PPM以下；色母粒(无锡市长虹化塑色粒有限公司涤纶纤维专用色母粒)，在8小时逐步恒速加温至120℃进行干燥脱水，保温8小时，色母粒颜料质量比含量为30％，含水量在35PPM以下，干燥工艺为行业内公知技术。
使用VC406纺丝机，聚酯切片与色母粒经螺杆机挤压共混和熔融，制成熔体，经喷丝组件进行纺丝，其中经螺杆机挤压的温度为：一区220℃，二区250℃，三区270℃，四区260℃，五区260℃，六区265℃，螺杆压力为：90kg/cm2；喷丝板采用常州喷丝板厂制备的双孔五叶型有色异形喷丝板，五叶有色异形为业内公知，其叶宽比微孔长度为1∶15。上述丝条经侧吹风冷却，凝固成初生单丝，侧吹风温度为：16-25℃，相对湿度为：80％-90％；在凝固的初生单丝上上常规油剂，(杭州亚佳宝化工轻纺有限公司生产型号YB-601)油剂重量浓度为：15％，油轮转速为：4转/分钟；初生丝经过上油后，通过卷绕机卷取成形，温度为：24-28℃，相对湿度为：45-65％；卷取成形的原丝筒子采用拉伸机进行加热二级拉伸，第一步拉伸温度120℃，拉伸比为3.5，第二步拉伸温度220℃，拉伸比为1.2，总拉伸倍率为4.2，热定型温度135℃，松弛比为15％，拉伸间温度控制为：25℃，相对湿度为：65％；经过加热拉伸后的单丝检验分级为成品丝。制造每一束单丝为5根。单丝纤度为50旦，有色异形度为25％。单根单丝断裂强度为6cN/dtex，断裂伸长率为25％。该纤维可用于，用于织造的窗帘和汽车内饰面料领域。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种有色异形弹性单丝，其特征在于，其原料质量百分比为：
聚醚酯5～30%
界面改性双亲聚合物2～5％
色母粒2％～4％
抗氧剂0.2～0.5％
PTT余量
聚醚酯是由对苯二甲酸二甲酯、丁二醇以及聚环氧乙烷二元醇和/或聚环氧丙烷二元醇通过共缩聚而得到的嵌段共聚物，其中聚环氧乙烷二元醇和/或聚环氧丙烷二元醇相对分子质量为1000～2500；
所述的界面改性双亲聚合物是一种聚己二酸异丁二酯，分子量为5000～10000。
2.如权利要求1所述的一种有色异形弹性单丝，其特征在于，抗氧剂为Irganox1010、Irganox1076、Irganox1330、Irganox168、MARK5118、MARK5118A或它们的任意混合物。
3.如权利要求1所述的一种有色异形弹性单丝，其特征在于，PTT有色异形弹性单丝纤度为10～150dtex，断裂强度2～8cN/dtex，断裂伸长率为15～45％，纤维无需后道印染，截面非圆形，有色异形度为10～5%。
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