CN105200551B - 一种有色聚酯纤维制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化学纤维纺织阻燃材料技术领域，具体涉及一种有色聚酯纤维制备工艺。该制备工艺经过原料干燥、研磨、混合、熔融、纺丝、后整理、定型步骤，得到成品。采用该工艺制备的有色聚酯纤维具有良好的纺丝性能，阻燃效果好、分解温度高、热稳定性好、染色性能更佳，比普通染色纤维色彩更佳鲜艳，色牢度高。

Description

一种有色聚酯纤维制备工艺

技术领域

本发明涉及化学纤维纺织阻燃材料技术领域，具体涉及一种有色聚酯纤维制备工艺。

背景技术

在纺织材料所应用的服装、装饰品和产业用制品中，大部分均要求纺织品应具有阻燃特性，如儿童服装、特种行业服装，宾馆和娱乐等公共场所用的纺织装饰品，交通运输用纺织品，包装用纺织品等，因此，阻燃纺织材料具有广阔的市场应用前景和要求。聚酯材料由于具有强度高、耐化学试剂、耐气候性好、尺寸稳定性好等优良性能，目前是化学纤维中生产规模和产量最大的纤维品种，也是应用面较广的纤维品种之一。但由于聚酯纤维属于可燃纤维，限制了聚酯纤维在许多方面的应用，因此，人们希望并一直在探索和开发阻燃聚酯纤维。

聚酯纤维的阻燃改性，已有多种专利方法和文献报道，从阻燃剂的品种看，主要有磷系和非磷系阻燃剂；从添加方式上看，主要有共聚法和共混法；从纤维制造方法上看，主要有单组分纺丝和复合组分纺丝。利用上述各种方式获得阻燃聚酯纤维，或者不适用于原液着色聚酯纤维的阻燃改性，或者所得到的有色聚酯阻燃纤维的强度较低，不适用于生产制备高强度的阻燃织物品种。

聚酯纤维的商品名称为涤纶，是合成纤维中的一个重要品种。聚酯纤维作为纺织工业的重要原料在很大程度上缓解了天然纤维的短缺，其已成为化学纤维中产量最大的合纤品种，广泛应用于衣着、装饰、家用纺织品、产业用纺织品和国防、工业工程等各个方面。聚酯纤维既可纯纺织造，也可以与棉、毛、丝、麻等天然纤维以及其它化学纤维混纺交织，能够加工出花色繁多、易洗易干、免烫等性能理想的仿毛、仿棉、仿丝和仿麻等织物。现有技术中的有色聚酯纤维织物大多是在聚酯纤维形成后再染色，其染色难度大，成本较高且不环保。如中国专利公开了一种聚酯纤维纺织线制备方法，该专利就是将聚酯纤维形成后再染色，其染色难度大，且后续加工工艺繁琐，成本较高且不环保。中国专利“彩色阻燃消光中空涤纶长丝的制备方法”，申请号200910303607.6，申请日2009-06-24，该篇专利解决了涤纶染色难度大的问题。但是按照该发明中的方法制备涤纶长丝的成本较高，在添加了色母粒和消光剂后造成涤纶长丝的可纺性变差，导致产品质量变差。

如何获得同时具有高上色效果与高阻燃性的有色阻燃聚酯纤维，同时所添加的添加剂对于可纺性又不能产生不良影响，一直是人们十分关注的难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种有色聚酯纤维制备工艺，该制备工艺不仅方法简单，污染小，上色效率好，生产成本较低。而且经该制备工艺制备的有色阻燃聚酯纤维具有很好的阻燃效果，较高的纤维强度，同时具有很好的色牢度，对环境无污染。

为了实现上述目的，本发明提供的一种有色聚酯纤维制备工艺，其制备步骤依次为：

S1、干燥：将聚酯纤维、阻燃剂、色母粒分别进行干燥，备用；

S2、研磨：将经过步骤S1干燥后的聚酯纤维、阻燃剂、色母粒分别在真空干燥的环境中进行研磨成粉，备用；

S3、混合：将经过步骤S2研磨后的聚酯纤维重量份数为70~80份、阻燃剂重量份数为5~15份、色母粒重量份数为1~5份混合，搅拌30 min至均匀；

S4、熔融：将步骤S3混合后的混合物进行熔融，并充分搅拌均匀；

S5、纺丝：将步骤S4熔融搅拌后的熔体由双旋转螺杆挤出，通过喷丝头喷丝、冷却成形，得到有色聚酯纤维；

S6、后整理：将步骤S5得到的有色聚酯纤维通过全自动高速卷绕机进行卷绕，集束、卷曲后，放入平衡间进行平衡；

S7、定型：将步骤S6平衡后的有色聚酯纤维定型烘干，进行加弹，得到成品。

进一步的，所述的步骤S1中阻燃剂为聚乳酸阻燃剂，具有很好的生物降解功能，有利于环境保护。

更进一步的，所述的聚乳酸阻燃剂由密胺或含有苯并咪唑结构的伯胺或邻苯二胺与乳酸进行熔融共聚制备得到。

更进一步的，所述的步骤S1中色母粒按重量份数计，，由载体60份，色粉15份，分散剂15份，热稳定剂4份，抗菌剂4份，抗氧化剂4份，添加剂3份构成。本发明采用的色母粒中加入了抗菌剂、抗氧化剂和添加剂，可以进一步强化色母粒抗老化性能，提高色母粒的抗菌性能，达到抗菌、抑菌的作用。

更进一步的，所述的载体为混合物载体，该混合物载体由按重量份数计的以下原料制备而成：聚烯烃20份，聚对苯二甲酸脂15份，聚酰胺树脂10份。与现有色母粒相比，采用混合型载体，使混合载体与分散剂、热稳定剂产生协同效应，确保材料在加工过程中和在户外长期使用中都能保证稳定性，材料的力学性能更佳，使用色母粒着色达到均匀分散的效果。

优选的，所述的分散剂为聚乙烯蜡、乙烯- 醋酸乙烯蜡、乙撑双硬酯酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的任意两种。使用多种分散剂的复配，使各种分散剂和混合载体结合使用，产生协同效果，提高了色母粒的分散性、着色力、遮盖力，而且具有耐候性、耐酸性、耐热性和耐寒性的性能和保持颜料的化学稳定性。

优选的，所述的热稳定剂为环氧甘油酯、环氧脂肪酯、硬脂酸钙或硬脂酸锌；所述的抗菌剂为壳聚糖、羧甲基壳聚糖或纳米银；所述的抗氧化剂为茶多酚、植酸、生育酚、黄酮类物质中的一种或几种。使用天然的抗菌剂和天然抗氧化剂，使色母粒在使用过程中更环保、更健康。

更进一步的，所述的步骤S1中干燥温度为110~120℃，干燥时间为1~2 h。确保各原料在混合熔融前是干燥无水的，防止纺丝过程中断丝现象。

更进一步的，所述步骤S2中真空干燥的环境温度为110~120℃，研磨时间为1~2 h。确保各原料在研磨过程中再度吸水，潮湿，使得在纺丝过程中的聚酯纤维发生断丝现象。

更进一步的，所述步骤S4中熔融温度和步骤S5中熔体由双旋转螺杆挤出过程中温度恒定在280℃。整个熔融、搅拌过程和双旋转螺杆挤出过程中的温度严格控制在280℃，有利于制备得到的有色聚酯纤维保持更好的可纺性和更高的产品质量。

本发明的有益效果：

（1）本发明中有色聚酯纤维的制备工艺，采用同时充分干燥各原料，再在干燥环境中将所有原料研磨粉碎，且混合均匀后在进行熔融，这样使得熔融后纺丝前的熔体着色更佳均匀，使色母粒的分散效果更好。制备得到的纤维纺丝性能得以改善，阻燃效果好、分解温度高、热稳定性好、染色性能更佳，比普通染色纤维色彩更佳鲜艳，色牢度高。

（2）本发明采用聚乳酸阻燃剂，具有很好的生物降解功能，有利于环境保护，无毒，无腐蚀，且阻燃性能好，阻燃效期长。

（3）本发明采用的色母粒使混合载体与混合分散剂、热稳定剂产生协同效应，确保材料在加工过程中和在户外长期使用中都能保证稳定性，材料的力学性能更佳，使用色母粒着色达到均匀分散的效果，制备得到的有色聚酯纤维纺丝性能提高，热稳定性好。

（4）由于色母粒中加入了抗菌剂、抗氧化剂和添加剂，可以进一步强化色母粒抗老化性能，提高色母粒的抗菌性能，达到抗菌、抑菌的作用。使用多种分散剂的复配，使各种分散剂和混合载体结合使用，产生协同效果，提高了色母粒的性能，使制备得到的纤维性能提高。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

实施例1

一种有色聚酯纤维制备工艺，其制备步骤依次为：

S1、干燥：将聚酯纤维、聚乳酸阻燃剂、色母粒分别进行干燥，干燥温度为110~120℃，干燥时间为1 h，备用；

所述的聚乳酸阻燃剂由密胺或含有苯并咪唑结构的伯胺或邻苯二胺与乳酸进行熔融共聚制备得到；

所述的色母粒按重量份数计，由载体60份，色粉15份，分散剂15份，热稳定剂4份，抗菌剂4份，抗氧化剂4份，添加剂3份构成；

所述色母粒中载体由按重量份数计的以下原料制备而成：聚烯烃20份，聚对苯二甲酸脂15份，聚酰胺树脂10份；

所述色母粒中分散剂为聚乙烯蜡、乙烯- 醋酸乙烯蜡、乙撑双硬酯酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的任意两种；

所述色母粒中热稳定剂为环氧甘油酯、环氧脂肪酯、硬脂酸钙或硬脂酸锌；

所述色母粒中抗菌剂为壳聚糖、羧甲基壳聚糖或纳米银；

所述色母粒中抗氧化剂为茶多酚、植酸、生育酚、黄酮类物质中的一种或几种；

S2、研磨：将经过步骤S1干燥后的聚酯纤维、聚乳酸阻燃剂、色母粒分别在真空干燥的环境中进行研磨成粉，真空干燥的环境温度为110~120℃，研磨时间为1 h，备用；

S3、混合：将经过步骤S2研磨后的聚酯纤维重量份数为70份、阻燃剂重量份数为5份、色母粒重量份数为1份混合，搅拌30 min至均匀；

S4、熔融：将步骤S3混合后的混合物进行熔融，熔融温度恒定为280℃，并在恒定温度下充分搅拌均匀；

S5、纺丝：将步骤S4熔融搅拌后的熔体由双旋转螺杆挤出，双旋转螺杆挤出过程中温度恒定在280℃，通过喷丝头喷丝、冷却成形，得到有色聚酯纤维；

S6、后整理：将步骤S5得到的有色聚酯纤维通过全自动高速卷绕机进行卷绕，集束、卷曲后，放入平衡间进行平衡；

S7、定型：将步骤S6平衡后的有色聚酯纤维定型烘干，进行加弹，得到成品。

实施例2

一种有色聚酯纤维制备工艺，其制备步骤依次为：

S1、干燥：将聚酯纤维、聚乳酸阻燃剂、色母粒分别进行干燥，干燥温度为110~120℃，干燥时间为1.5 h，备用；

所述的聚乳酸阻燃剂由密胺或含有苯并咪唑结构的伯胺或邻苯二胺与乳酸进行熔融共聚制备得到；

所述的色母粒按重量份数计，由载体60份，色粉15份，分散剂15份，热稳定剂4份，抗菌剂4份，抗氧化剂4份，添加剂3份构成；

所述色母粒中载体由按重量份数计的以下原料制备而成：聚烯烃20份，聚对苯二甲酸脂15份，聚酰胺树脂10份；

所述色母粒中分散剂为聚乙烯蜡、乙烯- 醋酸乙烯蜡、乙撑双硬酯酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的任意两种；

所述色母粒中热稳定剂为环氧甘油酯、环氧脂肪酯、硬脂酸钙或硬脂酸锌；

所述色母粒中抗菌剂为壳聚糖、羧甲基壳聚糖或纳米银；

所述色母粒中抗氧化剂为茶多酚、植酸、生育酚、黄酮类物质中的一种或几种；

S2、研磨：将经过步骤S1干燥后的聚酯纤维、聚乳酸阻燃剂、色母粒分别在真空干燥的环境中进行研磨成粉，真空干燥的环境温度为110~120℃，研磨时间为1.5 h，备用；

S3、混合：将经过步骤S2研磨后的聚酯纤维重量份数为75份、阻燃剂重量份数为10份、色母粒重量份数为3份混合，搅拌30 min至均匀；

S4、熔融：将步骤S3混合后的混合物进行熔融，熔融温度恒定为280℃，并在恒定温度下充分搅拌均匀；

S5、纺丝：将步骤S4熔融搅拌后的熔体由双旋转螺杆挤出，双旋转螺杆挤出过程中温度恒定在280℃，通过喷丝头喷丝、冷却成形，得到有色聚酯纤维；

S6、后整理：将步骤S5得到的有色聚酯纤维通过全自动高速卷绕机进行卷绕，集束、卷曲后，放入平衡间进行平衡；

S7、定型：将步骤S6平衡后的有色聚酯纤维定型烘干，进行加弹，得到成品。

实施例3

一种有色聚酯纤维制备工艺，其制备步骤依次为：

S1、干燥：将聚酯纤维、聚乳酸阻燃剂、色母粒分别进行干燥，干燥温度为110~120℃，干燥时间为2 h，备用；

所述的聚乳酸阻燃剂由密胺或含有苯并咪唑结构的伯胺或邻苯二胺与乳酸进行熔融共聚制备得到；

所述的色母粒按重量份数计，由载体60份，色粉15份，分散剂15份，热稳定剂4份，抗菌剂4份，抗氧化剂4份，添加剂3份构成；

所述色母粒中载体由按重量份数计的以下原料制备而成：聚烯烃20份，聚对苯二甲酸脂15份，聚酰胺树脂10份；

所述色母粒中分散剂为聚乙烯蜡、乙烯- 醋酸乙烯蜡、乙撑双硬酯酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的任意两种；

所述色母粒中热稳定剂为环氧甘油酯、环氧脂肪酯、硬脂酸钙或硬脂酸锌；

所述色母粒中抗菌剂为壳聚糖、羧甲基壳聚糖或纳米银；

所述色母粒中抗氧化剂为茶多酚、植酸、生育酚、黄酮类物质中的一种或几种；

S2、研磨：将经过步骤S1干燥后的聚酯纤维、聚乳酸阻燃剂、色母粒分别在真空干燥的环境中进行研磨成粉，真空干燥的环境温度为110~120℃，研磨时间为2 h，备用；

S3、混合：将经过步骤S2研磨后的聚酯纤维重量份数为80份、阻燃剂重量份数为15份、色母粒重量份数为5份混合，搅拌30 min至均匀；

S4、熔融：将步骤S3混合后的混合物进行熔融，熔融温度恒定为280℃，并在恒定温度下充分搅拌均匀；

S5、纺丝：将步骤S4熔融搅拌后的熔体由双旋转螺杆挤出，双旋转螺杆挤出过程中温度恒定在280℃，通过喷丝头喷丝、冷却成形，得到有色聚酯纤维；

S6、后整理：将步骤S5得到的有色聚酯纤维通过全自动高速卷绕机进行卷绕，集束、卷曲后，放入平衡间进行平衡；

S7、定型：将步骤S6平衡后的有色聚酯纤维定型烘干，进行加弹，得到成品。

为验证本发明制备的有色聚酯纤维是否达到预期的发明效果，对本发明制备的有色聚酯纤维进行性能试验分析，结果如下所示：

从上表可以看出，与普通阻燃聚酯纤维拉伸强度为4.3 cN/dtex，拉伸强度变异系数为4.45％，拉伸伸长率24.6％相比，本发明制备的有色聚酯纤维具有良好的纺丝性能、稳定性好、阻燃性能优良、阻燃效期长、色牢度高，且染色性能更佳，制得的有色聚酯纤维比普通染色纤维色彩更加鲜艳。同时还具备抗菌性能，达到抗菌、抑菌的作用。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种有色聚酯纤维制备工艺，其特征在于，其制备步骤依次为：

S1、干燥：将聚酯纤维、聚乳酸阻燃剂、色母粒分别进行干燥，备用；所述的色母粒按重量份数计：由载体60份，色粉15份，分散剂15份，热稳定剂4份，抗菌剂4份，抗氧化剂4份，添加剂3份构成；所述的载体为混合物载体，该混合物载体由按重量份数计的以下原料制备而成：聚烯烃20份，聚对苯二甲酸脂15份，聚酰胺树脂10份；所述的分散剂为聚乙烯蜡、乙烯-醋酸乙烯蜡、乙撑双硬酯酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的任意两种；所述的热稳定剂为环氧甘油酯、环氧脂肪酯、硬脂酸钙或硬脂酸锌；所述的抗菌剂为壳聚糖、羧甲基壳聚糖或纳米银；所述的抗氧化剂为茶多酚、植酸、生育酚、黄酮类物质中的一种或几种；

S2、研磨：将经过步骤S1干燥后的聚酯纤维、聚乳酸阻燃剂、色母粒分别在真空干燥的环境中进行研磨成粉，真空干燥的环境温度为110～120℃，研磨时间为1～2h，备用；

S3、混合：将经过步骤S2研磨后的聚酯纤维重量份数为70～80份、聚乳酸阻燃剂重量份数为5～15份、色母粒重量份数为1～5份混合，搅拌30min至均匀；

S4、熔融：将步骤S3混合后的混合物进行熔融，并充分搅拌均匀；

S5、纺丝：将步骤S4熔融搅拌后的熔体由双旋转螺杆挤出，通过喷丝头喷丝、冷却成形，得到有色聚酯纤维；

S6、后整理：将步骤S5得到的有色聚酯纤维通过全自动高速卷绕机进行卷绕，集束、卷曲后，放入平衡间进行平衡；

S7、定型：将步骤S6平衡后的有色聚酯纤维定型烘干，进行加弹，得到成品。

2.根据权利要求1所述的一种有色聚酯纤维制备工艺，其特征在于，所述的聚乳酸阻燃剂由密胺或含有苯并咪唑结构的伯胺或邻苯二胺与乳酸进行熔融共聚制备得到。

3.根据权利要求1所述的一种有色聚酯纤维制备工艺，其特征在于，所述的步骤S1中干燥温度为110～120℃，干燥时间为1～2h。

4.根据权利要求1所述的一种有色聚酯纤维制备工艺，其特征在于，所述步骤S4中熔融温度和步骤S5中熔体由双旋转螺杆挤出过程中温度恒定在280℃。