CN106400177A - 一种舒适性共聚酯纤维的制造方法 - Google Patents

一种舒适性共聚酯纤维的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种舒适性共聚酯纤维的制造方法，属于改性聚酯纺丝技术领域。本发明的技术方案是：它包括以下步骤：1)将有机导电云母纳米粉、导电性钛酸钾纳米晶须、丙烯酸钠、乙二醇、丁二醇、对羟基苯甲酸、锗酸钠混合制成舒适性复合醇溶液；2)将有机钠基膨润土、海藻酸钠、硅藻土、聚乙二醇、丁二醇、抗氧剂1010、月桂酸二乙醇酰胺、乙二醇锑、质子化剂磷酸混合制成舒适性复合促进剂；3)将舒适性复合多功能醇溶液、舒适性复合促进剂与精对苯二甲酸、乙二醇共缩聚制成一种舒适性共聚酯，其熔体由H形组合喷丝孔喷出后膨胀粘连，制得舒适性共聚酯纤维。本发明的H形纤维截面结构的喷丝孔，纤维表面有了敞口导孔，使其织物透气透湿，进一步强化了纤维的舒适性，并具有吸湿排汗功能、抗静电性能好。

Description

一种舒适性共聚酯纤维的制造方法
技术领域
本发明涉及改性聚酯纺丝技术领域，具体地说涉及一种舒适性共聚酯纤维的制造方法。
背景技术
聚酯纤维是合成纤维中重要的品种，具有良好的服用性能，聚酯本身不具有亲水基团，吸湿性较差，透气透湿性差，加上其织物摩擦产生的静电不能及时消除，使聚酯纤维服用舒适性欠佳。
为了解决这一问题，目前吸湿排汗纤维的研究方法主要有两种，一是利用超细纤维的毛细作用，将汗水快速排至衣服表面，另一是采用异型截面，通过毛细管现象把汗液排出；聚酯抗静电纤维已经由表面涂覆法抗静电、暂时性抗静电发展到耐久性抗静电纤维。耐久性抗静电纤维性能稳定，不受气候条件限制，有良好发展前途。
硅藻土的密度1.9-2.3g/cm3,堆密度0.34-0.65g/cm3,比表面积40-65m/g,孔体积0.45-0.98m,吸水率是自身体积的2-4倍，熔点1650C-1750℃，在电子显微镜下可以观察到特殊多孔的构造。硅藻土的颜色为白色、灰白色、灰色和浅灰褐色等，有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性和渗透性强的性质。在聚酯中添加少量硅藻土能明显提高聚酯纤维的吸附性和吸湿性，并可提高纤维制品的耐热、保温、抗老化等作用。
纳米级有机蒙脱土具有很强的吸湿性和膨胀性，可吸附8～15倍于自身体积的水量，体积膨胀可达数倍至30倍；并且有较强的阳离子交换能力和吸附能力。是公认的吸附能力较强的粘土矿物。蒙脱土这种物质可使二元醇与对苯二甲酸充分接触酯化，也是良好的结晶成核剂，提高聚合物的强度。聚酯中添加蒙脱土，提高了聚酯纤维制品的吸湿性，同时也提高了聚酯纤维的强度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供了一种舒适性共聚酯纤维的制造方法。
本发明提供的一种舒适性共聚酯纤维的制造方法，它采用如下步骤：
A)按质量份数，将1-2份有机导电云母纳米粉，1-2份表征参数直径为0.2-2um、长度为3-20um的导电性钛酸钾纳米晶须PTW，1-2份聚丙烯酸钠，65-75份乙二醇EG，10-15份1,4-丁二醇BDO，4-6份对羟基苯甲酸，0.1-0.3份锗酸钠混合，混合溶液在70℃搅拌球磨机密闭研磨反应2-4小时，得到一种舒适性复合醇溶液，70℃保温待用；
B)按质量份数，将1-2份有机钠基膨润土，1-2份海藻酸钠，1-2份硅藻土，8-10份分子量为20000的聚乙二醇PEG，8-10份1,4-丁二醇PDO，0.3-0.5份抗氧剂1010，0.3-0.5份月桂酸二乙醇酰胺，0.1-0.3份乙二醇锑，0.1-0.3份质子化剂磷酸混合，在70℃条件下密闭搅拌球磨机研磨反应1-2小时，得到一种舒适性复合促进剂，70℃真空脱水至含水量小于1％时保温待用；
C)按质量份数，将步骤A制备)的2-4份舒适性复合醇溶液与6-8份乙二醇混合，再与15-18份对苯二甲酸组分进行配比，并共混打浆，加热至70℃真空脱水，当含水量小于1％时加入到聚合装置，在温度250℃，压力0.15MPa下进行酯化反应2小时，在常压酯化-缩聚阶段，连续加入1-2份由步骤B制备)的舒适性复合促进剂，并升温至270℃反应50分钟，然后抽真空，在温度283℃、绝对压力100Pa以下进行缩聚反应，制得一种舒适性共聚酯；
D)采用步骤C制成的舒适性改性聚酯，其熔体由H形组合喷丝孔喷出后膨胀粘连，制得横截面呈H形的舒适性共聚酯纤维。
作为一种改进：步骤D)中的喷丝板包括板体(1)和一个以上的喷丝口，所述喷丝口贯穿设置在板体上，所述喷丝口呈“H”形，各喷丝口呈同心圆分布、菱形分布或一字形分布。
作为一种改进：所述“H”形的喷丝口包括一个的横向扁平微孔和两个纵向扁平微孔，横向扁平微孔和纵向扁平微孔所处相对位置相互垂直整体呈“H”形，横向扁平微孔和纵向扁平微孔不相接触，所述横向扁平微孔和两个纵向扁平微孔宽均为0.04-0.1mm，长均为0.4-1mm。
本发明提供的一种舒适性共聚酯纤维的制造方法，它采用如下步骤：
A)按质量份数，将1.5份有机导电云母纳米粉，1.5份表征参数直径为1.1um、长度为11.5um的导电性钛酸钾纳米晶须PTW，1.5份聚丙烯酸钠，70份乙二醇EG，12份1,4-丁二醇BDO，5份对羟基苯甲酸，0.2份锗酸钠混合，混合溶液在70℃搅拌球磨机密闭研磨反应3小时，得到一种舒适性复合醇溶液，70℃保温待用；
B)按质量份数，将1.5份有机钠基膨润土，1.5份海藻酸钠，1.5份硅藻土，9份分子量为20000的聚乙二醇PEG，9份1,4-丁二醇PDO，0.4份抗氧剂1010，0.4份月桂酸二乙醇酰胺，0.2份乙二醇锑，0.2份质子化剂磷酸混合，在70℃条件下密闭搅拌球磨机研磨反应1.5小时，得到一种舒适性复合促进剂，70℃真空脱水至含水量小于1％时保温待用；
C)按质量份数，将步骤A制备)的3份舒适性复合醇溶液与7份乙二醇混合，再与16份对苯二甲酸组分进行配比，并共混打浆，加热至70℃真空脱水，当含水量小于1％时加入到聚合装置，在温度250℃，压力0.15MPa下进行酯化反应2小时，在常压酯化-缩聚阶段，连续加入1.5份由步骤B制备)的舒适性复合促进剂，并升温至270℃反应50分钟，然后抽真空，在温度283℃、绝对压力100Pa以下进行缩聚反应，制得一种舒适性共聚酯；
D)采用步骤C制成的舒适性改性聚酯，其熔体由H形组合喷丝孔喷出后膨胀粘连，制得横截面呈H形的舒适性共聚酯纤维。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现着以下几个方面：在聚酯聚合过程中加入具有吸湿作用和抗静电作用的功能基团，使得改性聚酯纤维具有吸湿和抗静电的优良效果，提高了聚酯纤维的穿着舒适性。纳米级膨润土、聚丙烯酸钠、海藻酸钠和导电云母粉、月桂酸二乙醇酰胺、导电性钛酸钾晶须(PTW)，功能基团接入大分子链，使功能耐久；本发明的舒适性共聚酯，比普通聚酯的优点在于，通过添加高吸湿性无机材料，使得改性聚酯的吸湿性能明显高于普通聚酯，用其制成纤维后，具有类似天然纤维的舒适性能，天然纤维之所以穿着舒适，就是因为其优异的吸湿性能和其非圆形的纤维截面。通过加入导电性钛酸钾纳米晶须、导电云母，纤维的抗静电性能得到明显的提高。舒适性共聚酯与本发明所述的特殊喷丝孔、纺丝工艺相结合，使所制备的纤维具有极其优异的舒适性能。本发明的喷丝板喷出的纤维，其H形截面相当于一根纤维上具有两个毛细管通道，纤维的吸湿导湿能力明显提高。再加上所用纺丝原料的超强吸湿性能，所纺制的纤维具有极其优异的穿着舒适性。
本发明创造性的使用了“H”形纤维截面结构，经过“H”形喷丝孔的纤维表面有了敞口导孔，使其织物透气透湿，进一步强化了纤维的舒适性。
附图说明
图1为本发明的喷丝孔截面结构示意图；
图2为喷丝孔在喷丝板上的同心圆分布示意图；
图3为喷丝孔在喷丝板上的菱形分布示意图；
图4为喷丝孔在喷丝板上的一字形分布示意图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作详细的介绍：本发明所述的一种舒适性共聚酯纤维的制造方法，采用如下步骤：
A)按质量份数，将1-2份有机导电云母纳米粉，1-2份表征参数直径为0.2-2um、长度为3-20um的导电性钛酸钾纳米晶须PTW，1-2份聚丙烯酸钠，65-75份乙二醇EG，10-15份1,4-丁二醇BDO，4-6份对羟基苯甲酸，0.1-0.3份锗酸钠混合，混合溶液在70℃搅拌球磨机密闭研磨反应2-4小时，得到一种舒适性复合醇溶液，70℃保温待用；
B)按质量份数，将1-2份有机钠基膨润土，1-2份海藻酸钠，1-2份硅藻土，8-10份分子量为20000的聚乙二醇PEG，8-10份1,4-丁二醇PDO，0.3-0.5份抗氧剂1010，0.3-0.5份月桂酸二乙醇酰胺，0.1-0.3份乙二醇锑，0.1-0.3份质子化剂磷酸混合，在70℃条件下密闭搅拌球磨机研磨反应1-2小时，得到一种舒适性复合促进剂，70℃真空脱水至含水量小于1％时保温待用；
C)按质量份数，将步骤A制备)的2-4份舒适性复合醇溶液与6-8份乙二醇混合，再与15-18份对苯二甲酸组分进行配比，并共混打浆，加热至70℃真空脱水，当含水量小于1％时加入到聚合装置，在温度250℃，压力0.15MPa下进行酯化反应2小时，在常压酯化-缩聚阶段，连续加入1-2份由步骤B制备)的舒适性复合促进剂，并升温至270℃反应50分钟，然后抽真空，在温度283℃、绝对压力100Pa以下进行缩聚反应，制得一种舒适性共聚酯；
D)采用步骤C制成的舒适性改性聚酯，其熔体由H形组合喷丝孔喷出后膨胀粘连，制得横截面呈H形的舒适性共聚酯纤维。
如图1-4所示，步骤D)中的喷丝板包括板体1和一个以上的喷丝口2，所述喷丝口2贯穿设置在板体1上，所述喷丝口2呈“H”形，各喷丝口2整体呈同心圆分布、菱形分布或一字形分布。
所述“H”形的喷丝口2包括一个的横向扁平微孔21和两个纵向扁平微孔22，横向扁平微孔21和纵向扁平微孔22所处相对位置相互垂直整体呈“H”形，横向扁平微孔21和纵向扁平微孔22不相接触，所述横向扁平微孔21和两个纵向扁平微孔22宽均为0.04-0.1mm，长均为0.4-1mm。
实施例1：一种舒适性共聚酯纤维的制造方法，采用如下步骤：
A)按质量份数，将1份有机导电云母纳米粉，1份表征参数直径为0.2um、长度为3um的导电性钛酸钾纳米晶须PTW，1份聚丙烯酸钠，75份乙二醇EG，10份1,4-丁二醇BDO，4份对羟基苯甲酸，0.1份锗酸钠混合，混合溶液在70℃搅拌球磨机密闭研磨反应2小时，得到一种舒适性复合醇溶液，70℃保温待用；
B)按质量份数，将1份有机钠基膨润土，1份海藻酸钠，1份硅藻土，8份分子量为20000的聚乙二醇PEG，10份1,4-丁二醇PDO，0.3份抗氧剂1010，0.3份月桂酸二乙醇酰胺，0.1份乙二醇锑，0.1份质子化剂磷酸混合，在70℃条件下密闭搅拌球磨机研磨反应1小时，得到一种舒适性复合促进剂，70℃真空脱水至含水量小于1％时保温待用；
C)按质量份数，将步骤A制备)的2份舒适性复合醇溶液与8份乙二醇混合，再与16份对苯二甲酸组分进行配比，并共混打浆，加热至70℃真空脱水，当含水量小于1％时加入到聚合装置，在温度250℃，压力0.15MPa下进行酯化反应2小时，在常压酯化-缩聚阶段，连续加入1份由步骤B制备)的舒适性复合促进剂，并升温至270℃反应50分钟，然后抽真空，在温度283℃、绝对压力100Pa以下进行缩聚反应，至熔体粘度符合后加工的工艺要求后出料，制得一种舒适性共聚酯；
D)采用步骤C制成的舒适性改性聚酯，其熔体由H形组合喷丝孔喷出后膨胀粘连，制得横截面呈H形的舒适性共聚酯纤维；
本实施例中的组合喷丝孔由三个扁平微孔组成，呈H形排列，三孔互不连接，横向扁平微孔21和两个纵向扁平微孔22宽均为0.04mm，长均为0.4mm；组合喷丝孔在喷丝板上呈菱形排布。
实施例2：一种舒适性共聚酯纤维的制造方法，采用如下步骤：
A)按质量份数，将1.5份有机导电云母纳米粉，1.5份表征参数直径为1.1um、长度为11.5um的导电性钛酸钾纳米晶须PTW，1.5份聚丙烯酸钠，70份乙二醇EG，12份1,4-丁二醇BDO，5份对羟基苯甲酸，0.2份锗酸钠混合，混合溶液在70℃搅拌球磨机密闭研磨反应3小时，得到一种舒适性复合醇溶液，70℃保温待用；
B)按质量份数，将1.5份有机钠基膨润土，1.5份海藻酸钠，1.5份硅藻土，9份分子量为20000的聚乙二醇PEG，9份1,4-丁二醇PDO，0.4份抗氧剂1010，0.4份月桂酸二乙醇酰胺，0.2份乙二醇锑，0.2份质子化剂磷酸混合，在70℃条件下密闭搅拌球磨机研磨反应1.5小时，得到一种舒适性复合促进剂，70℃真空脱水至含水量小于1％时保温待用；
C)按质量份数，将步骤A制备)的3份舒适性复合醇溶液与7份乙二醇混合，再与16份对苯二甲酸组分进行配比，并共混打浆，加热至70℃真空脱水，当含水量小于1％时加入到聚合装置，在温度250℃，压力0.15MPa下进行酯化反应2小时，在常压酯化-缩聚阶段，连续加入1.5份由步骤B制备)的舒适性复合促进剂，并升温至270℃反应50分钟，然后抽真空，在温度283℃、绝对压力100Pa以下进行缩聚反应，至熔体粘度符合后加工的工艺要求后出料，制得一种舒适性共聚酯；
D)采用步骤C制成的舒适性改性聚酯，其熔体由H形组合喷丝孔喷出后膨胀粘连，制得横截面呈H形的舒适性共聚酯纤维。
本实施例中的组合喷丝孔由三个扁平微孔组成，呈H形排列，三孔互不连接；横向扁平微孔21和两个纵向扁平微孔22宽均为0.06mm，长均为0.6mm；组合喷丝孔在喷丝板上呈同心圆排布。
实施例3：一种舒适性共聚酯纤维的制造方法，采用如下步骤：
A)按质量份数，将2份有机导电云母纳米粉，2份表征参数直径为2um、长度为20um的导电性钛酸钾纳米晶须PTW，2份聚丙烯酸钠，65份乙二醇EG，15份1,4-丁二醇BDO，6份对羟基苯甲酸，0.3份锗酸钠混合，混合溶液在70℃搅拌球磨机密闭研磨反应4小时，得到一种舒适性复合醇溶液，70℃保温待用；
B)按质量份数，将2份有机钠基膨润土，2份海藻酸钠，2份硅藻土，8份分子量为20000的聚乙二醇PEG，10份1,4-丁二醇PDO，0.5份抗氧剂1010，0.5份月桂酸二乙醇酰胺，0.3份乙二醇锑，0.3份质子化剂磷酸混合，在70℃条件下密闭搅拌球磨机研磨反应2小时，得到一种舒适性复合促进剂，70℃真空脱水至含水量小于1％时保温待用；
C)按质量份数，将步骤A制备)的4份舒适性复合醇溶液与6份乙二醇混合，再与16份对苯二甲酸组分进行配比，并共混打浆，加热至70℃真空脱水，当含水量小于1％时加入到聚合装置，在温度250℃，压力0.15MPa下进行酯化反应2小时，在常压酯化-缩聚阶段，连续加入2份由步骤B制备)的舒适性复合促进剂，并升温至270℃反应50分钟，然后抽真空，在温度283℃、绝对压力100Pa以下进行缩聚反应，至熔体粘度符合后加工的工艺要求后出料，制得一种舒适性共聚酯；
D)采用步骤C制成的舒适性改性聚酯，其熔体由H形组合喷丝孔喷出后膨胀粘连，制得横截面呈H形的舒适性共聚酯纤维。
本实施例中的组合喷丝孔由三个扁平微孔组成，呈H形排列，三孔互不连接；横向扁平微孔21和两个纵向扁平微孔22宽均为0.08mm，长均为0.8mm；组合喷丝孔在喷丝板上呈同心圆排布。
实施例4：一种舒适性共聚酯纤维的制造方法，采用如下步骤：
A)按质量份数，将1.5份有机导电云母纳米粉，2份表征参数直径为2um、长度为3um的导电性钛酸钾纳米晶须PTW，1份聚丙烯酸钠，70份乙二醇EG，13份1,4-丁二醇BDO，4份对羟基苯甲酸，0.2份锗酸钠混合，混合溶液在70℃搅拌球磨机密闭研磨反应3小时，得到一种舒适性复合醇溶液，70℃保温待用；
B)按质量份数，将1.5份有机钠基膨润土，2份海藻酸钠，1份硅藻土，9份分子量为20000的聚乙二醇PEG，10份1,4-丁二醇PDO，0.3份抗氧剂1010，0.4份月桂酸二乙醇酰胺，0.2份乙二醇锑，0.2份质子化剂磷酸混合，在70℃条件下密闭搅拌球磨机研磨反应1.5小时，得到一种舒适性复合促进剂，70℃真空脱水至含水量小于1％时保温待用；
C)按质量份数，将步骤A制备)的2.5份舒适性复合醇溶液与7.5份乙二醇混合，再与16份对苯二甲酸组分进行配比，并共混打浆，加热至70℃真空脱水，当含水量小于1％时加入到聚合装置，在温度250℃，压力0.15MPa下进行酯化反应2小时，在常压酯化-缩聚阶段，连续加入1.5份由步骤B制备)的舒适性复合促进剂，并升温至270℃反应50分钟，然后抽真空，在温度283℃、绝对压力100Pa以下进行缩聚反应，至熔体粘度符合后加工的工艺要求后出料，制得一种舒适性共聚酯；
D)采用步骤C制成的舒适性改性聚酯，其熔体由H形组合喷丝孔喷出后膨胀粘连，制得横截面呈H形的舒适性共聚酯纤维。
本实施例中的组合喷丝孔由三个扁平微孔组成，呈H形排列，三孔互不连接；横向扁平微孔21和两个纵向扁平微孔22宽均为0.06mm，长均为0.5mm；组合喷丝孔在喷丝板上呈一字形排布。
本发明所述的实施例并不限于以上所述实施例，通过前述公开的数值范围，在就具体实施例中进行任意替换，从而可以得到无数个实施例，对此不一一例举。

Claims (4)

1.一种舒适性共聚酯纤维的制造方法，其特征在于该制造方法采用如下步骤：
A)按质量份数，将1-2份有机导电云母纳米粉，1-2份表征参数直径为0.2-2um、长度为3-20um的导电性钛酸钾纳米晶须PTW，1-2份聚丙烯酸钠，65-75份乙二醇EG，10-15份1,4-丁二醇BDO，4-6份对羟基苯甲酸，0.1-0.3份锗酸钠混合，混合溶液在70℃搅拌球磨机密闭研磨反应2-4小时，得到一种舒适性复合醇溶液，70℃保温待用；
B)按质量份数，将1-2份有机钠基膨润土，1-2份海藻酸钠，1-2份硅藻土，8-10份分子量为20000的聚乙二醇PEG，8-10份1,4-丁二醇PDO，0.3-0.5份抗氧剂1010，0.3-0.5份月桂酸二乙醇酰胺，0.1-0.3份乙二醇锑，0.1-0.3份质子化剂磷酸混合，在70℃条件下密闭搅拌球磨机研磨反应1-2小时，得到一种舒适性复合促进剂，70℃真空脱水至含水量小于1％时保温待用；
C)按质量份数，将步骤A制备)的2-4份舒适性复合醇溶液与6-8份乙二醇混合，再与15-18份对苯二甲酸组分进行配比，并共混打浆，加热至70℃真空脱水，当含水量小于1％时加入到聚合装置，在温度250℃，压力0.15MPa下进行酯化反应2小时，在常压酯化-缩聚阶段，连续加入1-2份由步骤B制备)的舒适性复合促进剂，并升温至270℃反应50分钟，然后抽真空，在温度283℃、绝对压力100Pa以下进行缩聚反应，制得一种舒适性共聚酯；
D)采用步骤C制成的舒适性改性聚酯，其熔体由H形组合喷丝孔喷出后膨胀粘连，制得横截面呈H形的舒适性共聚酯纤维。
2.根据权利要求1所述的一种舒适性共聚酯纤维的制造方法，其特征在于：步骤D)中的喷丝板包括板体(1)和一个以上的喷丝口(2)，所述喷丝口(2)贯穿设置在板体(1)上，所述喷丝口(2)呈“H”形，各喷丝口(2)呈同心圆分布、菱形分布或一字形分布。
3.根据权利要求2所述的一种舒适性共聚酯纤维的制造方法，其特征在于：所述“H”形的喷丝口(2)包括一个的横向扁平微孔(21)和两个纵向扁平微孔(22)，横向扁平微孔(21)和纵向扁平微孔(22)所处相对位置相互垂直整体呈“H”形，横向扁平微孔(21)和纵向扁平微孔(22)不相接触，所述横向扁平微孔(21)和两个纵向扁平微孔(22)宽均为0.04-0.1mm，长均为0.4-1mm。
4.一种舒适性共聚酯纤维的制造方法，其特征在于该制造方法采用如下步骤：
A)按质量份数，将1.5份有机导电云母纳米粉，1.5份表征参数直径为1.1um、长度为11.5um的导电性钛酸钾纳米晶须PTW，1.5份聚丙烯酸钠，70份乙二醇EG，12份1,4-丁二醇BDO，5份对羟基苯甲酸，0.2份锗酸钠混合，混合溶液在70℃搅拌球磨机密闭研磨反应3小时，得到一种舒适性复合醇溶液，70℃保温待用；
B)按质量份数，将1.5份有机钠基膨润土，1.5份海藻酸钠，1.5份硅藻土，9份分子量为20000的聚乙二醇PEG，9份1,4-丁二醇PDO，0.4份抗氧剂1010，0.4份月桂酸二乙醇酰胺，0.2份乙二醇锑，0.2份质子化剂磷酸混合，在70℃条件下密闭搅拌球磨机研磨反应1.5小时，得到一种舒适性复合促进剂，70℃真空脱水至含水量小于1％时保温待用；
C)按质量份数，将步骤A制备)的3份舒适性复合醇溶液与7份乙二醇混合，再与16份对苯二甲酸组分进行配比，并共混打浆，加热至70℃真空脱水，当含水量小于1％时加入到聚合装置，在温度250℃，压力0.15MPa下进行酯化反应2小时，在常压酯化-缩聚阶段，连续加入1.5份由步骤B制备)的舒适性复合促进剂，并升温至270℃反应50分钟，然后抽真空，在温度283℃、绝对压力100Pa以下进行缩聚反应，制得一种舒适性共聚酯；
D)采用步骤C制成的舒适性改性聚酯，其熔体由H形组合喷丝孔喷出后膨胀粘连，制得横截面呈H形的舒适性共聚酯纤维。
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