CN105803564A - 一种改性聚酯纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性聚酯纤维及其制备方法，包括以下步骤：1）聚酯切片原料的备制：所述聚酯切片需要的原料包括①抗静电改性聚酯母粒②阻燃母粒③纤维级高岭土④磁性粒子；2）原料共混制造聚酯切片：将所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒以一定比例混合后加入双螺杆挤出机中，并加入一定量的所述纤维级高岭土和磁性粒子，得到聚酯切片；3）纺丝：所述聚酯切片经过干燥机干燥后通过熔融纺丝机得到聚酯纤维；4）亲水处理：所述亲水处理包括①碱处理②等离子体处理。4）染色。本发明通过一系列工艺流程，所生产的聚酯纤维得到多方面的改性，在保持聚酯纤维原有抗皱形的同时具有优良的吸湿性、抗静电性、阻燃性、磁性。
Description
技术领域
本发明涉及纺织材料生产技术领域，尤其涉及一种改性聚酯纤维及其制备方法。
背景技术
聚酯纤维由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维。工业化大量生产的聚酯纤维是用聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的，中国的商品名为聚酯纤维。聚酯纤维是当前合成纤维的第一大品种，主要用于衣着和室内装饰。
聚酯纤维和天然纤维相比存在含水率低、透气性差、染色性差、容易起球起毛、易沾污等缺点。为了改善这些缺点，采取化学改性和物理变形的方法。化学改性方法有：①添加有亲水基团的单体或低聚体聚乙二醇等进行共聚，能提高纤维的吸湿率；②添加具有抗静电性能的单体进行共聚，可以提高纤维的抗静电和抗沾污性能；③添加含磷、含卤素和锑的化合物以改善纤维耐燃烧性能；④采用较低聚合度的聚酯纺丝以提高抗起球能力；⑤与亲染料基团的单体（如磺酸盐等）进行共聚，以改善纤维的染色性能。经过物理变形的有各种异形聚酯纤维、与其他高聚物复合纺丝、着色的聚酯纤维、细旦聚酯纤维和高收缩聚酯纤维等。
现有的改性聚酯纤维往往是单一方面的改性，只能使聚酯纤维具有好的吸湿性或染色性或抗静电性等，本发明的研究意义在于使聚酯纤维能得到多方面改性，且在进行多种改性的同时不相互影响效果，使其生产的面料性能更加优良。
发明内容
鉴于以上所述，本发明的目的在于提供一种改性聚酯纤维及其制备方法，来解决现有技术存在的问题。
本发明采用如下技术方案：
一种改性聚酯纤维及其制备方法，包括以下步骤：
1）聚酯切片原料的备制：所述聚酯切片需要的原料包括①抗静电改性聚酯母粒：将聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙二醇混合并通过缩聚反应釜进行缩聚反应，其中所述聚乙二醇所占比例为35~45%，反应温度为275℃，在缩聚反应时加入质量分数为2~3%的苯磺酸钠，反应完成后通过双螺杆挤出机生产得到抗静电改性聚酯母粒；②阻燃母粒：先由2-羟乙基苯基次磷酸、2-羧乙基苯基次磷酸共聚反应得到高效阻燃剂，然后通过双螺杆挤出机制成，其中2-羟乙基苯基次磷酸所占比例为60~75%；③纤维级高岭土：将高岭土通过超细微磨粉机打磨，在打磨的同时加入非离子型活化剂；④磁性粒子：所述磁性粒子为FeO、γ-Fe2O3、Fe3O4、SmCo5、Sm2Co17中的一种或一种以上的混合粒子，其粒子粒径小于500nm；
2）原料共混制造聚酯切片：将所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒以一定比例混合后加入双螺杆挤出机中，并加入一定量的所述纤维级高岭土和磁性粒子，得到聚酯切片，其中所述纤维级高岭土所占质量比为2~4%，所述磁性粒子所占质量比为5~15%；
3）纺丝：所述聚酯切片经过干燥机干燥后通过熔融纺丝机得到聚酯纤维，所述聚酯切边在熔融纺丝机中进行熔融时加入氧化锌粒子，所述氧化锌粒子粒径小于300nm；
4）亲水处理：所述亲水处理包括①碱处理：将所述聚酯纤维浸泡在含2~10%氢氧化钠的热水中2~3h；②等离子体处理：将碱处理之后的聚酯纤维在热水中清洗后再用冷水清洗，烘干后进行等离子体处理得到改性聚酯纤维。
5）染色：在1.个大气压强和40~60℃情况下进行染色2~3h，染色浴比为1:50~1:80，在染色进行至1.5~2.5h时加入8~15g/L单烷基季铵盐。
本发明提供一种改性聚酯纤维及其制备方法，优选地，所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒的颗粒尺寸相同。
本发明提供一种改性聚酯纤维及其制备方法，优选地，所述聚乙二醇的相对分子质量为6000~1200。
本发明提供一种改性聚酯纤维及其制备方法，优选地，所述非离子型活化剂为月桂醇聚氧乙烯醚、12-14碳伯醇聚氧乙烯醚、12-14碳仲醇聚氧乙烯醚、支链化13碳格尔伯特醇聚氧乙烯醚、支链化10碳格尔伯特醇聚氧乙烯醚、直链的10碳醇聚氧乙烯醚、直链的8碳辛醇聚氧乙烯醚、直链的8碳异辛醇聚氧乙烯醚中的一种或一种以上混合，其用量为700~900g/t。
本发明提供一种改性聚酯纤维及其制备方法，优选地，所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒混合比例为80:20。
本发明提供一种改性聚酯纤维及其制备方法，优选地，所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒混合比例为85:15。
本发明提供一种改性聚酯纤维及其制备方法，优选地，所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒混合比例为90:10。
本发明提供一种改性聚酯纤维及其制备方法，优选地，所述高岭土和磁性粒子在所述抗静电改性母粒与阻燃母粒在双螺杆挤出机中进行熔融时加入。
本发明的优点和有益效果为：
①本发明通过聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙二醇的缩聚反应，使其得到功能改性，相较于普通的聚酯纤维，具有更佳的舒适型和抗静电性的同时不改变其抗皱性，在纺丝时又加入氧化锌粒子，使其抗静电性能更佳优良。
②本发明在原料中加入阻燃母粒，使该改性聚酯纤维具有良好的耐热性能。
③本发明通过在原料中加入高岭土，使该改性聚酯纤维具有良好的染色性。
④本发明通过在原料中加入磁性粒子，使该改性聚酯纤维具有保健功能。
⑤本发明通过后续的亲水处理，使该改性聚酯纤维具有良好的吸湿性能。
⑥本发明通过之前的工艺使其具有良好的染色性，无需在高温高压下即能进行染色，在染色进行中添加单烷基季铵盐，使该改性聚酯纤维更加柔顺。
⑦本发明的技术点在于通过一系列的工艺流程，使该改性聚酯纤维具有多方面性能的改进，且每一项改性工艺不影响其他改性工艺的效果。
附图说明
下面结合附图对本发明的优选实施方式进行详细或者优选地描述，其中，
图1为本发明工艺流程的示意图。
具体实施方式
结合实施例对本发明做进一步说明。
一种改性聚酯纤维及其制备方法，包括以下步骤：
1）聚酯切片原料的备制：所述聚酯切片需要的原料包括①抗静电改性聚酯母粒：将聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙二醇混合并通过缩聚反应釜进行缩聚反应，在缩聚反应时加入一定量苯磺酸钠，反应完成后通过双螺杆挤出机生产得到抗静电改性聚酯母粒；②阻燃母粒：先由2-羟乙基苯基次磷酸、2-羧乙基苯基次磷酸共聚反应得到高效阻燃剂，然后通过双螺杆挤出机制成，其中2-羟乙基苯基次磷酸所占比例为70%；③纤维级高岭土：将高岭土通过超细微磨粉机打磨，在打磨的同时加入非离子型活化剂；④磁性粒子：所述磁性粒子为Fe3O4，其粒子粒径小于500nm；
2）原料共混制造聚酯切片：将所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒以一定比例混合后加入双螺杆挤出机中，并加入一定量的所述纤维级高岭土和磁性粒子，得到聚酯切片；
3）纺丝：所述聚酯切片经过干燥机干燥后通过熔融纺丝机得到聚酯纤维，所述聚酯切边在熔融纺丝机中进行熔融时加入氧化锌粒子，所述氧化锌粒子粒径小于300nm；
4）亲水处理：所述亲水处理包括①碱处理：将所述聚酯纤维浸泡在含5%氢氧化钠的热水中3h；②等离子体处理：将碱处理之后的聚酯纤维在热水中清洗后再用冷水清洗，烘干后进行等离子体处理得到改性聚酯纤维。
5）在1个大气压强和50℃情况下进行染色3h，染色浴比为1:60，在染色进行至2.5h时加入12g/L单烷基季铵盐。
其中，所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒的颗粒尺寸相同，所述聚乙二醇的相对分子质量为8000，所述非离子型活化剂为12-14碳伯醇聚氧乙烯醚，其用量为900g/t，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙二醇缩聚反应的温度为275°，其中所述聚乙二醇所占比例为40%，所述苯磺酸钠的质量分数为3%。
实施例一：
所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒混合比例为80:20，所述高岭土所占质量比为2%，所述磁性粒子所占质量比为5%，所述氧化锌粒子所占质量比为1%。
实施例二：
所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒混合比例为80:20，所述高岭土所占质量比为3%，所述磁性粒子所占质量比为10%，所述氧化锌粒子所占质量比为1.5%。
实施例三：
所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒混合比例为80:20，所述高岭土所占质量比为4%，所述磁性粒子所占质量比为15%，所述氧化锌粒子所占质量比为2%。
实施例四：
所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒混合比例为85:15，所述高岭土所占质量比为2%，所述磁性粒子所占质量比为5%，所述氧化锌粒子所占质量比为1%。
实施例五：
所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒混合比例为85:15，所述高岭土所占质量比为3%，所述磁性粒子所占质量比为10%，所述氧化锌粒子所占质量比为1.5%。
实施例六：
所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒混合比例为85:15，所述高岭土所占质量比为4%，所述磁性粒子所占质量比为15%，所述氧化锌粒子所占质量比为2%。
实施例七：
所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒混合比例为90:10，所述高岭土所占质量比为2%，所述磁性粒子所占质量比为5%，所述氧化锌粒子所占质量比为1%。
实施例八：
所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒混合比例为90:10，所述高岭土所占质量比为3%，所述磁性粒子所占质量比为10%，所述氧化锌粒子所占质量比为1.5%。
实施例九：
所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒混合比例为90:10，所述高岭土所占质量比为4%，所述磁性粒子所占质量比为15%，所述氧化锌粒子所占质量比为2%。
以下为九个实施例的测试数据与未改性的聚酯纤维数据的对比：
| 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 | 实施例五 | 实施例六 | 实施例七 | 实施例八 | 实施例九 | 未改性 | |
| 抗静电性 | 6.18 | 5.08 | 4.12 | 5.88 | 5.28 | 4.32 | 6.04 | 5.12 | 4.28 | 9.53 |
| 染色性 | 91% | 90% | 89% | 89% | 90% | 88% | 92% | 91% | 92% | 81% |
| 磁性 | 磁性一般 | 磁性较好 | 磁性好 | 磁性一般 | 磁性较好 | 磁性好 | 磁性一般 | 磁性较好 | 磁性好 | 不带磁性 |
| 阻燃性 | 35.7% | 35.1% | 35.2% | 32.1% | 32.3% | 32.3% | 30.3% | 29.8% | 30.0% | 26.2% |
其中：抗静电性一行中所示数据为带点电荷密度，与氧化锌粒子所占质量比相关，单位为μC/m-2；染色性一行所示数据为在100℃情况下染色上染百分率，与高岭土所占质量比相关；磁性一行为聚酯纤维的磁性，与磁性粒子所占质量比相关；阻燃性一行所示数据为聚酯纤维中极限氧指数，与抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒混合比例相关。
分析上述数据，改性的聚酯纤维在抗静电性、染色性、磁性、阻燃性上相较于未改性前都得到较大改善，且各种性质不会相互影响导致性能降低。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种改性聚酯纤维及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）聚酯切片原料的备制：所述聚酯切片需要的原料包括①抗静电改性聚酯母粒：将聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙二醇混合并通过缩聚反应釜进行缩聚反应，其中所述聚乙二醇所占比例为35~45%，反应温度为275℃，在缩聚反应时加入质量分数为2~3%的苯磺酸钠，反应完成后通过双螺杆挤出机生产得到抗静电改性聚酯母粒；②阻燃母粒：先由2-羟乙基苯基次磷酸、2-羧乙基苯基次磷酸共聚反应得到高效阻燃剂，然后通过双螺杆挤出机制成，其中2-羟乙基苯基次磷酸所占比例为60~75%；③纤维级高岭土：将高岭土通过超细微磨粉机打磨，在打磨的同时加入非离子型活化剂；④磁性粒子：所述磁性粒子为FeO、γ-Fe2O3、Fe3O4、SmCo5、Sm2Co17中的一种或一种以上的混合粒子，其粒子粒径小于500nm；
1）原料共混制造聚酯切片：将所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒以一定比例混合后加入双螺杆挤出机中，并加入一定量的所述纤维级高岭土和磁性粒子，得到聚酯切片，其中所述纤维级高岭土所占质量比为2~4%，所述磁性粒子所占质量比为5~15%；
2）纺丝：所述聚酯切片经过干燥机干燥后通过熔融纺丝机得到聚酯纤维，所述聚酯切边在熔融纺丝机中进行熔融时加入质量比为1~2%的氧化锌粒子，所述氧化锌粒子粒径小于300nm；
3）亲水处理：所述亲水处理包括①碱处理：将所述聚酯纤维浸泡在含2~10%氢氧化钠的热水中2~3h；②等离子体处理：将碱处理之后的聚酯纤维在热水中清洗后再用冷水清洗，烘干后进行等离子体处理得到改性聚酯纤维。
4）染色：在1个大气压强和40~60℃情况下进行染色2~3h，染色浴比为1:50~1:80，在染色进行至1.5~2.5h时加入8~15g/L单烷基季铵盐。
2.根据权利要求1所述的一种改性聚酯纤维及其制备方法，其特征在于，所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒的颗粒尺寸相同。
3.根据权利要求1所述的一种改性聚酯纤维及其制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇的相对分子质量为6000~12000。
4.根据权利要求1所述的一种改性聚酯纤维及其制备方法，其特征在于，所述非离子型活化剂为月桂醇聚氧乙烯醚、12-14碳伯醇聚氧乙烯醚、12-14碳仲醇聚氧乙烯醚、支链化13碳格尔伯特醇聚氧乙烯醚、支链化10碳格尔伯特醇聚氧乙烯醚、直链的10碳醇聚氧乙烯醚、直链的8碳辛醇聚氧乙烯醚、直链的8碳异辛醇聚氧乙烯醚中的一种或一种以上混合，其用量为700~900g/t。
5.根据权利要求2所述的一种改性聚酯纤维及其制备方法，其特征在于，所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒混合比例为80:20。
6.根据权利要求2所述的一种改性聚酯纤维及其制备方法，其特征在于，所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒混合比例为85:15。
7.根据权利要求2所述的一种改性聚酯纤维及其制备方法，其特征在于，所述抗静电改性聚酯母粒与阻燃母粒混合比例为90:10。
8.根据权利要求1所述的一种改性聚酯纤维及其制备方法，其特征在于，所述高岭土和磁性粒子在所述抗静电改性母粒与阻燃母粒在双螺杆挤出机中进行熔融时加入。
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