CN105256399A - 一种低熔点功能性热粘合聚酰胺纤维长丝 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低熔点功能性热粘合聚酰胺纤维长丝，所述低熔点热粘合共聚酰胺纤维长丝的熔点为72℃-96℃，强度为3.3-4.7cN/dtex，伸长率为35-45％。本发明优化纤维的结晶性能，改善功能聚酰胺纤维的力学性能、阻燃性和耐腐蚀性，且其熔点较低，不易产生剥离，粘合能耗低，加工方便。
Description
技术领域
本发明涉及功能性材料领域，具体涉及一种低熔点功能性热粘合聚酰胺纤维长丝。
背景技术
近二十年来我国在化学纤维工业上取得了很大的进展,包括涤纶、锦纶、氨纶等纤维品种生产技术日趋成熟。
随着纤维行业的进一步发展，人们对纤维的要求也不仅仅局限于以往蔽体、美观等的作用，而是更多的注重于实现纤维的功能化以及多元化运用。目前，包括锦纶6、锦纶66及PET纤维在内的多种合成纤维的功能化改性工作已取得了很大的发展，主要的功能化手段包括对纤维进行化学接枝、共混纺丝以及织物的后整理法等等，其中通过共混纺丝法实现纤维的功能化是最简便、最有效的手段，所获纤维的功能化效果也较持久。纤维功能化过程中采用的功能粉体大多为无机材料，与聚合物的相容性较差，因此在通过共混纺丝法制备功能纤维的过程中常存在功能粉体分散性不佳的问题，这一缺陷大大的影响了纤维各项性能的提高。因此，基于提高无机功能粉体与树脂基体的相容性及分散性成为改善这一问题的关键技术。
目前，采用共混纺丝法制备功能聚酰胺纤维主要有两种途径：一是改性切片法，即是在聚酰胺缩聚过程中添加功能粉体，获得的功能聚酰胺切片经纺丝即可制得功能聚酰胺纤维，该种方法所获切片中功能粉体的分散性较好，然而由于粉体的添加使得所获聚酰胺切片粘度降低，聚合过程工艺控制较复杂，且适用范围较狭窄；二是母粒法，即是将少量聚酰胺切片与功能粉体混合，制成功能母粒，该功能母粒与切片共混纺丝即可制得功能聚酰胺纤维。母粒法的制备工艺简单且适用性较广，是一种常用的功能纤维制备方法。在母粒制备过程中，一般采用偶联剂处理对功能粉体进行表面改性来改善粉体材料在基体中的分散性，这种方法在一定程度上可有效地解决上述问题，但在所获纤维中仍然存在较严重的粉体团聚现象，严重的影响了纤维的力学性能及功能化效果。另一方面这种处理方法也增大了工艺的复杂程度，其表面改性过程同时伴随着溶剂的去除及修饰后粉体的处理问题，
因此寻找一种更为有效、简单、适用性广的方法来提高纤维的功能化效果，并且须保证纤维具有较好的力学性能具有一定的现实意义。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种低熔点功能性热粘合聚酰胺纤维长丝，优化纤维的结晶性能，改善功能聚酰胺纤维的力学性能、阻燃性和耐腐蚀性，且其熔点较低，不易产生剥离，粘合能耗低，加工方便
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种低熔点功能性热粘合聚酰胺纤维长丝，所述低熔点热粘合共聚酰胺纤维长丝的熔点为72℃-96℃，强度为3.3-4.7cN/dtex，伸长率为35-45％；
上述聚酰胺纤维长丝的制备方法为：
S1、将30-80份CBT树脂与粒径为30-90nm的功能粉体混合并粉化，制成CBT粒径为110-210目的混合粉末，其中功能粉体的含量为35-45wt%；
S2、将1-10份无机纳米粒子通过超声波振荡设备分散于纯净水中形成无机纳米粒子分散液；
S3、所得分散液通过液体喂料泵注入双螺杆挤出机，与步骤S1所得的混合粉末共混，水全部蒸发并留下无机纳米粒子与混合粉末形成的混合物；
S4、所得的混合物与2-6份阻燃协效剂、溴系阻燃剂5-15份、0.5-5份耐化学品改性剂混合后，置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为180-600rpm，经过熔融挤出，得PBT功能母粒；
S5、将上述PBT功能母粒加入到熔点为75-95℃的共聚酰胺切片中进行共混纺丝，即获得功能聚酰胺纤维的初生丝，其中所述的聚酰胺切片与所述的PBT功能母粒的质量比为10-20:1；
S6、将所得的聚酰胺纤维的初生丝进行拉伸，拉伸后卷绕所得纤维即为功能聚酰胺纤维，其中，拉伸温度为75-155℃，热定型的条件下进行的拉伸温度为110-230℃，拉伸倍数为3.5-4倍。
优选地，所述双螺杆挤出机包括10个温控区，温控1-2区的温度为180-260℃，温控3-4区的温度为180-260℃，温控5-6区的温度为180-260℃，温控7-8区的温度为180-260℃，温控9-10区的温度为180-260℃。
优选地，所述双螺杆挤出机上设有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处位于计量段。
优选地，所述的溴系阻燃剂为四溴双酚A，十溴二苯乙烷、2，4，6-三溴三苯氧基-1，3，5-三嗪、亚乙基-(双四溴邻苯二甲酰亚胺)、溴化环氧、四溴邻苯二甲酸-(2-乙基己基)酯中的一种或多种。
优选地，所述的阻燃协效剂为硼酸锌、三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠和氧化钼中的一种或多种物质的混合物。
优选地，所述无机纳米粒子为纳米二氧化硅、纳米蒙脱土中的一种或两种的混合。
优选地，所述的耐化学品改性剂为含氟类添加剂，分子量为1000—10000，可以为液体或固体形态存在。
优选地，所述的CBT的型号为CBT160。
本发明具有以下有益效果：
优化纤维的结晶性能，改善功能聚酰胺纤维的力学性能、阻燃性和耐腐蚀性，且其熔点较低，不易产生剥离，粘合能耗低，加工方便。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下实施例中：双螺杆挤出机包括10个温控区，温控1-2区的温度为180-260℃，温控3-4区的温度为180-260℃，温控5-6区的温度为180-260℃，温控7-8区的温度为180-260℃，温控9-10区的温度为180-260℃；双螺杆挤出机上设有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处位于计量段；所使用的溴系阻燃剂为四溴双酚A，十溴二苯乙烷、2，4，6-三溴三苯氧基-1，3，5-三嗪、亚乙基-(双四溴邻苯二甲酰亚胺)、溴化环氧、四溴邻苯二甲酸-(2-乙基己基)酯中的一种或多种；所使用的阻燃协效剂为硼酸锌、三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠和氧化钼中的一种或多种物质的混合物；所使用的无机纳米粒子为纳米二氧化硅、纳米蒙脱土中的一种或两种的混合；所使用的耐化学品改性剂为含氟类添加剂，分子量为1000—10000，可以为液体或固体形态存在，所使用的CBT的型号为CBT160。
实施例1
一种低熔点功能性热粘合聚酰胺纤维长丝，所述低熔点热粘合共聚酰胺纤维长丝的熔点为72℃℃，强度为3.3cN/dtex，伸长率为35％；
上述聚酰胺纤维长丝的制备方法为：
S1、将30-80份CBT树脂与粒径为30nm的功能粉体混合并粉化，制成CBT粒径为110目的混合粉末，其中功能粉体的含量为35wt%；
S2、将1份无机纳米粒子通过超声波振荡设备分散于纯净水中形成无机纳米粒子分散液；
S3、所得分散液通过液体喂料泵注入双螺杆挤出机，与步骤S1所得的混合粉末共混，水全部蒸发并留下无机纳米粒子与混合粉末形成的混合物；
S4、所得的混合物与2份阻燃协效剂、溴系阻燃剂5份、0.5份耐化学品改性剂混合后，置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为180rpm，经过熔融挤出，得PBT功能母粒；
S5、将上述PBT功能母粒加入到熔点为75℃的共聚酰胺切片中进行共混纺丝，即获得功能聚酰胺纤维的初生丝，其中所述的聚酰胺切片与所述的PBT功能母粒的质量比为10:1；
S6、将所得的聚酰胺纤维的初生丝进行拉伸，拉伸后卷绕所得纤维即为功能聚酰胺纤维，其中，拉伸温度为75℃，热定型的条件下进行的拉伸温度为110℃，拉伸倍数为3.5倍。
实施例2
一种低熔点功能性热粘合聚酰胺纤维长丝，所述低熔点热粘合共聚酰胺纤维长丝的熔点为96℃，强度为4.7cN/dtex，伸长率为45％；
上述聚酰胺纤维长丝的制备方法为：
S1、将80份CBT树脂与粒径为90nm的功能粉体混合并粉化，制成CBT粒径为210目的混合粉末，其中功能粉体的含量为45wt%；
S2、将1-10份无机纳米粒子通过超声波振荡设备分散于纯净水中形成无机纳米粒子分散液；
S3、所得分散液通过液体喂料泵注入双螺杆挤出机，与步骤S1所得的混合粉末共混，水全部蒸发并留下无机纳米粒子与混合粉末形成的混合物；
S4、所得的混合物与6份阻燃协效剂、溴系阻燃剂15份、5份耐化学品改性剂混合后，置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为600rpm，经过熔融挤出，得PBT功能母粒；
S5、将上述PBT功能母粒加入到熔点为75-95℃的共聚酰胺切片中进行共混纺丝，即获得功能聚酰胺纤维的初生丝，其中所述的聚酰胺切片与所述的PBT功能母粒的质量比为20:1；
S6、将所得的聚酰胺纤维的初生丝进行拉伸，拉伸后卷绕所得纤维即为功能聚酰胺纤维，其中，拉伸温度为155℃，热定型的条件下进行的拉伸温度为230℃，拉伸倍数为4倍。
实施例3
一种低熔点功能性热粘合聚酰胺纤维长丝，所述低熔点热粘合共聚酰胺纤维长丝的熔点为84℃，强度为4cN/dtex，伸长率为40％；
上述聚酰胺纤维长丝的制备方法为：
S1、将55份CBT树脂与粒径为60nm的功能粉体混合并粉化，制成CBT粒径为160目的混合粉末，其中功能粉体的含量为40wt%；
S2、将5.5份无机纳米粒子通过超声波振荡设备分散于纯净水中形成无机纳米粒子分散液；
S3、所得分散液通过液体喂料泵注入双螺杆挤出机，与步骤S1所得的混合粉末共混，水全部蒸发并留下无机纳米粒子与混合粉末形成的混合物；
S4、所得的混合物与4份阻燃协效剂、溴系阻燃剂10份、2.75份耐化学品改性剂混合后，置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为390rpm，经过熔融挤出，得PBT功能母粒；
S5、将上述PBT功能母粒加入到熔点为75-95℃的共聚酰胺切片中进行共混纺丝，即获得功能聚酰胺纤维的初生丝，其中所述的聚酰胺切片与所述的PBT功能母粒的质量比为15:1；
S6、将所得的聚酰胺纤维的初生丝进行拉伸，拉伸后卷绕所得纤维即为功能聚酰胺纤维，其中，拉伸温度为115℃，热定型的条件下进行的拉伸温度为170℃，拉伸倍数为3.75倍。
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来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种低熔点功能性热粘合聚酰胺纤维长丝，其特征在于，所述低熔点热粘合共聚酰胺纤维长丝的熔点为72℃-96℃，强度为3.3-4.7cN/dtex，伸长率为35-45％；
上述聚酰胺纤维长丝的制备方法为：
S1、将30-80份CBT树脂与粒径为30-90nm的功能粉体混合并粉化，制成CBT粒径为110-210目的混合粉末，其中功能粉体的含量为35-45wt%；
S2、将1-10份无机纳米粒子通过超声波振荡设备分散于纯净水中形成无机纳米粒子分散液；
S3、所得分散液通过液体喂料泵注入双螺杆挤出机，与步骤S1所得的混合粉末共混，水全部蒸发并留下无机纳米粒子与混合粉末形成的混合物；
S4、所得的混合物与2-6份阻燃协效剂、溴系阻燃剂5-15份、0.5-5份耐化学品改性剂混合后，置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为180-600rpm，经过熔融挤出，得PBT功能母粒；
S5、将上述PBT功能母粒加入到熔点为75-95℃的共聚酰胺切片中进行共混纺丝，即获得功能聚酰胺纤维的初生丝，其中所述的聚酰胺切片与所述的PBT功能母粒的质量比为10-20:1；
S6、将所得的聚酰胺纤维的初生丝进行拉伸，拉伸后卷绕所得纤维即为功能聚酰胺纤维，其中，拉伸温度为75-155℃，热定型的条件下进行的拉伸温度为110-230℃，拉伸倍数为3.5-4倍。
2.根据权利要求1所述的一种低熔点功能性热粘合聚酰胺纤维长丝，其特征在于，所述双螺杆挤出机包括10个温控区，温控1-2区的温度为180-260℃，温控3-4区的温度为180-260℃，温控5-6区的温度为180-260℃，温控7-8区的温度为180-260℃，温控9-10区的温度为180-260℃。
3.根据权利要求1所述的一种低熔点功能性热粘合聚酰胺纤维长丝，其特征在于，所述双螺杆挤出机上设有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处位于计量段。
4.根据权利要求1所述的一种低熔点功能性热粘合聚酰胺纤维长丝，其特征在于，所述的溴系阻燃剂为四溴双酚A，十溴二苯乙烷、2，4，6-三溴三苯氧基-1，3，5-三嗪、亚乙基-(双四溴邻苯二甲酰亚胺)、溴化环氧、四溴邻苯二甲酸-(2-乙基己基)酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种低熔点功能性热粘合聚酰胺纤维长丝，其特征在于，所述的阻燃协效剂为硼酸锌、三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠和氧化钼中的一种或多种物质的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种低熔点功能性热粘合聚酰胺纤维长丝，其特征在于，所述无机纳米粒子为纳米二氧化硅、纳米蒙脱土中的一种或两种的混合。
7.根据权利要求1所述的一种低熔点功能性热粘合聚酰胺纤维长丝，其特征在于，所述的耐化学品改性剂为含氟类添加剂，分子量为1000—10000，可以为液体或固体形态存在。
8.根据权利要求1所述的一种低熔点功能性热粘合聚酰胺纤维长丝，其特征在于，所述的CBT的型号为CBT160。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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