CN104294398A - 一种制备防熔滴聚酯纤维的方法 - Google Patents

一种制备防熔滴聚酯纤维的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种制备防熔滴聚酯纤维的方法，其包括将粒径为1-20μm的聚四氟乙烯粉末进行辐照，并采用挤出机将辐照后的聚四氟乙烯粉末和干燥后的聚酯进行共混、挤出、冷却、造粒，从而制得防熔滴聚酯母粒，并进一步混合所述防熔滴聚酯母粒和聚酯以进行纺丝，从而制得防熔滴聚酯纤维，其中所述防熔滴聚酯母粒以其重量计由80-97％的聚酯和20-3％的粒径在1μm-120nm之间的聚四氟乙烯超细粉组成，所述防熔滴聚酯纤维以其重量计包含0.05％-5％的粒径在1μm-120nm之间的聚四氟乙烯超细粉。本发明的防熔滴聚酯纤维在燃烧时不会发生熔融滴落现象，可应用于制造服装面料、装饰织物和产业用纺织品。

Description

一种制备防熔滴聚酯纤维的方法
技术领域
本发明属于热塑性纤维改性领域，具体地涉及一种制备防熔滴聚酯纤维的方法。
背景技术
聚酯纤维具有优良的综合性能，如断裂强度和模量高、回弹性适中、热定型优异、耐热耐光耐腐蚀性好，广泛应用在服装面料、装饰织物和产业用纺织品等领域。但聚酯纤维可燃，且燃烧时容易产生熔融滴落；这些高温的滴落物容易引起二次燃烧，如果粘在皮肤上，则会使皮肤受到伤害。这大大限制了聚酯纤维在服装面料、装饰织物和产业用纺织品等方面的应用，虽然可以对聚酯纤维进行阻燃化加工，但熔滴的问题却没有好的解决方法，因此，防熔滴是研究者们一直以来不断探索的问题。
目前阻燃防熔滴的方法有共混法、共聚法、后处理法以及接枝交联法等。共混法主要是添加抗滴落剂聚四氟乙烯粉体等来增加熔体粘度以减少熔滴现象。该方法不改变所用生产工艺，简单易行，适用面较广，已经广泛用来改善PC、ABS、PC/ABS、HIPS等塑料的阻燃抗滴落性。然而，由于聚四氟乙烯粉体的粒径较粗，其无法通过熔融共混而用于纤维纺丝，因为纤维纺丝要求聚四氟乙烯粉体的粒径达到1μm以下，并在基体中具有良好的分散性。
因此，本发明将粒径在1-20μm的聚四氟乙烯粉末进行辐照，然后利用双螺杆挤出机的剪切作用使其粉碎为粒径在1μm-120nm之间的聚四氟乙烯超细粉，从而作为抗滴落剂而应用于聚酯的共混纺丝中，所得的聚酯纤维解决了热塑性聚酯纤维的熔融滴落问题。
发明内容
本发明的目的在于针对目前热塑性聚酯纤维的熔融滴落问题，提供一种制备防熔滴聚酯纤维的方法，所得防熔滴聚酯纤维可应用于服装面料、装饰织物和产业用纺织品。
因此，在一方面，本发明提供了一种制备防熔滴聚酯纤维的方法，所述方法包括：
1)将粒径为1-20μm的聚四氟乙烯粉末进行辐照，辐照的剂量为200kGy-2000kGy；
2)将第一聚酯切片在105-135℃的温度下干燥至含水率达到300ppm，向其中添加辐照后的聚四氟乙烯粉末，经双螺杆挤出机充分共混、挤出、冷却、造粒，从而制得防熔滴聚酯母粒；
3)将第二聚酯切片任选地进行预结晶，并在120℃-140℃温度下干燥，直至含水率达到300ppm，用注射机输送所述防熔滴聚酯母粒与所述第二聚酯切片混合，经纺丝螺杆充分熔融混合，并进行纺丝，从而制得防熔滴聚酯纤维，
其中所述防熔滴聚酯母粒以其重量计由80-97％的聚酯和20-3％的粒径在1μm-120nm之间的聚四氟乙烯超细粉组成，所述防熔滴聚酯纤维以其重量计包含0.05％-5％的粒径在1μm-120nm之间的聚四氟乙烯超细粉。
在一个实施方案中，所述防熔滴聚酯纤维可为长丝或短纤维的形式，所述长丝的细度为50D-300D，孔数为12F-144F；所述短纤维的细度为1.4D-20D，长度为32mm-152mm。
在一个实施方案中，所述第一聚酯切片和第二聚酯切片为相同的聚酯切片。
在一个实施方案中，所述聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT和聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT。
在另一方面，本发明还涉及一种采用上述方法制得的防熔滴聚酯纤维。
本发明所述的防熔滴聚酯纤维或可用于婴幼儿服装、内衣、劳保衣、军用作战服。
本发明具有如下优点：本发明直接将抗熔滴剂聚四氟乙烯加入到聚酯切片中，采用了聚酯纤维的常规纺丝工艺后得到了防熔滴聚酯纤维，所得的防熔滴聚酯纤维燃烧时无熔融滴落现象。同时本发明采用的熔融共混纺丝方法不会影响聚酯纤维的现有纺丝工艺，工艺流程简单，有利于工业化生产。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体说明。
实施例中所用的PET切片、PBT切片、PTT切片和聚四氟乙烯粉末由浙江金彩新材料有限公司提供。除非另外指出，否则说明书中所用的百分比均以重量计。
实施例1
1)将粒径5μm的聚四氟乙烯粉末在电子束加速器上辐照200kGy；
2)将第一PET切片在120℃的温度下干燥至含水率达到300ppm，向其中添加辐照后的聚四氟乙烯粉末，在双螺杆挤出机中以280℃左右的温度混合挤出，从而制得防熔滴聚酯母粒，所述防熔滴聚酯母粒以其重量计包含10％的粒径在1μm-120nm之间的聚四氟乙烯超细粉；
3)将第二PET切片在120℃的温度下预结晶，并在140℃的温度下干燥，直至含水率达到300ppm；将上述防熔滴聚酯母粒在140℃的温度下干燥至含水率达到300ppm；用体积计量方式的注射机将干燥后的防熔滴聚酯母粒添加至所述第二PET切片中，采用常规涤纶纺丝设备和工艺，纺制1.4D，38mm的PET短纤，所述PET短纤以其重量计包含1％的粒径在1μm-120nm之间的聚四氟乙烯超细粉。
实施例2
1)将粒径10μm的聚四氟乙烯粉末在电子束加速器上辐照1000kGy；
2)将第一PBT切片在120℃的温度下干燥至含水率达到300ppm，向其中添加辐照后的聚四氟乙烯粉末，在双螺杆挤出机中以260℃的温度混合挤出，从而制得防熔滴聚酯母粒，所述防熔滴聚酯母粒以其重量计包含20％的粒径在1μm-120nm之间的聚四氟乙烯超细粉；
3)将第二PBT切片在140℃的温度下干燥，直至含水率达到300ppm；将上述防熔滴聚酯母粒在140℃的温度下干燥至含水率达到300ppm；用体积计量方式的注射机将干燥后的防熔滴聚酯母粒添加至所述第二PBT切片中，采用常规涤纶纺丝设备和工艺，纺制150d/24f的PBT全拉伸丝，所述PBT全拉伸丝以其重量计包含2％的粒径在1μm-120nm之间的聚四氟乙烯超细粉。
实施例3
1)将粒径12μm的聚四氟乙烯粉末在电子束加速器上辐照1500kGy；
2)将第一PTT切片在120℃的温度下干燥至含水率达到300ppm，向其中添加辐照后的聚四氟乙烯粉末，在双螺杆挤出机中以260℃左右的温度混合挤出，从而制得防熔滴聚酯母粒，所述防熔滴聚酯母粒以其重量计包含3％的粒径在1μm-120nm之间的聚四氟乙烯超细粉；
3)将第二PTT切片在140℃的温度下干燥，直至含水率达到300ppm；将上述防熔滴聚酯母粒在140℃的温度下干燥至含水率达到300ppm；用体积计量方式的注射机将干燥后的防熔滴聚酯母粒添加至所述第二PTT切片中，采用常规涤纶纺丝设备和工艺，纺制150d/24f的PTT全拉伸丝，所述PTT全拉伸丝以其重量计包含0.05％的粒径在1μm-120nm之间的聚四氟乙烯超细粉。
对比例1
将PET切片在140℃的温度下干燥使含水率达到300ppm，采用常规涤纶纺丝设备和工艺，纺制1.4D，38mm的PET短纤。
对比例2
将PBT切片在140℃的温度下干燥使含水率达到300ppm，采用常规涤纶纺丝设备和工艺，纺制150d/24f的PBT全拉伸丝。
对比例3
将PTT切片在140℃的温度下干燥使含水率达到300ppm，采用常规涤纶纺丝设备和工艺，纺制150d/24f的PTT全拉伸丝。
将实施例1-3和对比例1-3中所得到的短纤和长丝进行防熔滴性能测试并比较。
将实施例1-3和对比例1-3中所得到的短纤和长丝称取一定的质量，整理成有效长度为10cm的加捻纤维束，捻度为14捻/10cm。用镊子夹住样品开口一端使样品垂直，用相同的火焰点火，记录燃烧时间内的总熔滴数。
评价结果如下表，可以看出未添加聚四氟乙烯超细粉的聚酯纤维在燃烧过程中滴落明显，而添加了聚四氟乙烯超细粉的聚酯纤维在燃烧过程中均无熔滴滴落，且强力在可应用范围内。
燃烧时间(s) 熔滴数 强度(cN/dtex)
实施例1 36.23 0 3.29
对比例1 32.45 14 3.76
实施例2 37.21 0 3.34
对比例2 30.08 13 4.18
实施例3 35.74 0 2.71
对比例3 31.93 13 2.92

Claims (6)

1.一种制备防熔滴聚酯纤维的方法，所述方法包括：
1)将粒径为1-20μm的聚四氟乙烯粉末进行辐照，辐照的剂量为200kGy-2000kGy；
2)将第一聚酯切片在105-135℃的温度下干燥至含水率达到300ppm，向其中添加辐照后的聚四氟乙烯粉末，经双螺杆挤出机充分共混、挤出、冷却、造粒，从而制得防熔滴聚酯母粒；
3)将第二聚酯切片任选地进行预结晶，并在120℃-140℃温度下干燥，直至含水率达到300ppm，用注射机输送所述防熔滴聚酯母粒与所述第二聚酯切片混合，经纺丝螺杆充分熔融混合，并进行纺丝，从而制得防熔滴聚酯纤维，
其中所述防熔滴聚酯母粒以其重量计由80-97％的聚酯和20-3％的粒径在1μm-120nm之间的聚四氟乙烯超细粉组成，所述防熔滴聚酯纤维以其重量计包含0.05％-5％的粒径在1μm-120nm之间的聚四氟乙烯超细粉。
2.根据权利要求1所述的制备防熔滴聚酯纤维的方法，其特征在于，所述防熔滴聚酯纤维可为长丝或短纤维，所述长丝的细度为50D-300D，孔数为12F-144F；所述短纤维的细度为1.4D-20D，长度为32mm-152mm。
3.根据权利要求1所述的制备防熔滴聚酯纤维的方法，其特征在于，所述第一聚酯切片和第二聚酯切片为相同的聚酯切片。
4.根据权利要求1所述的制备防熔滴聚酯纤维的方法，其特征在于，所述聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT和聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT。
5.一种通过根据权利要求1至4中任一项所述的方法制得的防熔滴聚酯纤维。
6.根据权利要求5所述的防熔滴聚酯纤维用于制造服装面料、装饰织物和产业用纺织品的用途。
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