CN109735944A - 涤纶泳池面料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种涤纶泳池面料的制备方法,将改性聚酯工业丝进行整经、织造和压延贴合TPU膜制得涤纶泳池面料,改性聚酯工业丝是通过将改性聚酯熔体进行固相缩聚增粘、熔融、计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型、松弛热处理和卷绕制得的,固相缩聚增粘前改性聚酯的制备方法为:将对苯二甲酸、乙二醇和带叔丁基侧基的二元酸混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应;松弛热处理是指将改性聚酯工业丝在适当的松弛状态经过一定温度的空间,适当的松弛状态是指卷绕的超喂率为3.0~5.0%,一定温度是指200~240℃。本发明制备方法简单,成本低廉,制得的涤纶泳池面料力学性能优异且热收缩率低,应用范围广。
Description
技术领域
本发明属于改性聚酯纤维技术领域,涉及一种涤纶泳池面料及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维自问世以来,因其优异的性能而得到了迅猛地发展,其产量已经成为世界合成纤维之冠。聚酯纤维具有断裂强度和弹性模量高,回弹性适中,热定型优异,耐热耐光性好以及耐酸耐碱耐腐蚀性等一系列优良性能,且织物具有抗皱、挺括性好等优点,所以,聚酯纤维广泛应用于服装、工业丝等领域。
涤纶-TPU(热塑性聚氨酯)涂层织物是以涤纶织物为布基,TPU为涂层的复合材料,因具有轻质、高强、卫生、环保等系列优点,在运动服、雨衣、皮划艇、帐篷、软体贮水容器及软体贮油容器等领域广泛应用。但由于PET属于对称性的直链大分子,分子链不含有侧链基团,规整性非常好,结晶度较高,结构中缺乏高极性基团,使得其亲水性以及界面结合牢度很差,给涤纶织物的涂层(复膜)带来困难。因此,界面改性是改善涤纶织物涂层性能,提高涂层织物界面复合牢度的有效措施。
TPU是一种线性高分子材料,分子链上含有氨基甲酸酯基团,氨基甲酸酯基团由羟基和异氰酸酯经化学反应得到。一般情况下,聚氨酯弹性体所必须的原料为多元醇、异氰酸酯、小分子扩链剂及少数助剂。因此,对于不同的原料,其聚氨酯弹性体功能差异比较大。普遍来讲,聚氨酯弹性体的弹性和拉伸强度比传统的橡胶要好,并且其硬度要比传统塑料低得多,因而不需要加入增塑剂就可以得到较低的硬度,不存在增塑剂消失带来的影响。除此之外,弹性体还具备耐磨性能、耐疲劳性能、抗冲击性能抗震性能以及优异的耐高低温性能和耐水解稳定性等优点。现有技术中将其与聚酯工业丝通过压延制成具有遮光效果好的涤纶泳池面料。该种复合材料的拉伸断裂强力主要包括增强基布的强力和涂层材料的强力,压延使得融熔的树脂在压力的作用下很容易进入织物的空隙中,使树脂间很好的结合,同时融熔的树脂与纱线间能够形成更牢固的粘结层,增强了二者的界面粘合,使得拉伸强度获得较大的提高。但当该种复合材料在较大撕裂力作用下,各层之间的粘合作用仍然很差,导致所制得的涤纶泳池面料的抗拉强度和剥离强度无法满足实际使用需求。
另外,收缩率是工业丝的一项重要性能指标,与一般固体物质可逆的热胀冷缩现象不同,化学纤维受热后,往往发生不可逆热收缩,在热水洗涤和熨烫时,收缩表现得更为明显。由于涤纶泳池面料通常在长时间的高温下进行使用时,其收缩率的表现就更加成为一项重要的评价指标,然而现有的涤纶泳池面料的热收缩率较高。
因此,开发一种抗拉强度好、剥离强度高且热收缩率低的涤纶泳池面料的制备方法极具现实意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种抗拉强度好、剥离强度高且热收缩率低的涤纶泳池面料的制备方法。本发明通过带叔丁基侧基的二元酸对聚酯进行改性,使得聚酯分子的空洞自由体积增大,空洞自由体积的增大使氨酯类粘合剂分子的极性基团如-NH2、-OH、-COOH等在热处理过程中扩散进入到纤维空隙中,获得良好界面结合,因而提高纤维与TPU薄膜之间的粘合作用,使得拉伸强度和剥离强度获得较大的提高。
为了达到上述目的,本发明采用如下的技术方案:
涤纶泳池面料的制备方法,将改性聚酯工业丝进行整经、织造和压延贴合TPU膜制得涤纶泳池面料,涤纶泳池面料是一种不透光的织物,由工业丝经整经后采用机织方式织造成织造布,再在织造布的表面压延贴合TPU膜制得,本发明的涤纶泳池面料的制备方法与现有技术涤纶泳池面料的制备方法基本相同,不同之处在于工业丝的材质以及工业丝的加工过程,现有技术的涤纶泳池面料的工业丝材质为普通聚酯,而本发明的涤纶泳池面料的工业丝材质为改性聚酯,现有技术的涤纶泳池面料的工业丝的加工过程中热定型工序后为卷绕工序,而本发明的涤纶泳池面料的工业丝的加工过程中在热定型工序和卷绕工序之间增设了松弛热处理工序;
所述改性聚酯工业丝是通过将改性聚酯熔体进行固相缩聚增粘、熔融、计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型、松弛热处理和卷绕制得的;
所述固相缩聚增粘前改性聚酯的制备方法为:将对苯二甲酸、乙二醇和带叔丁基侧基的二元酸混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应;
带叔丁基侧基的二元酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸或2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸;本发明通过带叔丁基侧基的二元酸对聚酯进行改性,使制得的涤纶泳池面料的抗拉强度和剥离强度远高于现有技术的涤纶泳池面料,带叔丁基侧基的二元酸中叔丁基的存在会引起主链活动性的变化,从而改变了链单元间的相互作用力,分子链单元间的距离亦会发生相应的改变,导致改性聚酯空洞自由体积的增大;与短支链取代基(如甲基、乙基等基团)相比,叔丁基占据了较大的空间位置,在分子链排列的方式上将获得更大的自由体积;与长支链取代基相比,一方面叔丁基增大的是空洞自由体积,而长支链取代基增大的是狭缝自由体积,另一方面叔丁基的刚性大于长支链取代基,减少了分子链之间的缠结,因而叔丁基较长支链取代基在分子链排列的方式上具有更多的自由体积;同时由于空洞自由体积较狭缝自由体积具有更大的有效空间尺寸,更利于氨酯类粘结层分子中的极性基团渗入纤维内部,与聚酯分子内部获得良好界面结合,因而提高纤维与TPU薄膜之间的粘合作用,使得拉伸强度获得较大的提高;
所述松弛热处理是指将改性聚酯工业丝在适当的松弛状态经过一定温度的空间;
所述适当的松弛状态是指卷绕的超喂率为3.0~5.0%;
所述一定温度是指200~240℃;
本发明通过热处理温度与超喂率的相互配合以降低聚酯工业丝的收缩率,纤维在热处理时,其非晶区内的大分子链容易形成折叠链,有利于晶粒的进一步生长,此时结晶度升高,伴随着结晶度的升高,纤维会产生一定量的收缩,本发明通过提高超喂率,一方面消除了高弹形变对卷绕的影响,另一方面消除了结晶度提高过程中纤维的收缩的影响。
作为优选的技术方案:
如上所述的涤纶泳池面料的制备方法,改性聚酯工业丝的单丝纤度为1.0~2.0dtex,断裂强度≥8.0cN/dtex,线密度偏差率为±1.5%,断裂强度CV值≤3.0%,断裂伸长率为18.0~20.0%,断裂伸长CV值≤8.0%,在190℃×15min×0.01cN/dtex条件下的干热收缩率为2.0~2.8%,网络度为(5~8)±2个/m;
涤纶泳池面料的克重为200~400g/m2,遮光率≥99%,遮光率是指被颗粒散射和吸收掉的光占光总量的百分比,本发明的涤纶泳池面料具有优良的不透光效果,撕裂强度50~70N/cm,剥离强度≥12N/cm,耐低温值≤-30℃,耐低温值为织物在持续降低的温度下,刚开始发生龟裂的温度值,耐静水压值≥80KPa,耐静水压值为织物在持续上升的水压作用下,刚开始发生渗透时的压力值,本发明的涤纶泳池面料的撕裂强度和剥离强度远高于现有技术的涤纶泳池面料,主要是因为本发明对涤纶泳池面料的材质进行了改进,在聚酯分子链中引入了带叔丁基侧基的二元酸链段,带叔丁基侧基的二元酸中叔丁基的存在会引起主链活动性的变化,从而改变了链单元间的相互作用力,分子链单元间的距离亦会发生相应的改变,结果导致聚合物空洞自由体积的增加,空洞自由体积增加能够使TPU的粘合增进剂中的分子活泼基团如-NH2、-OH等在热处理过程中扩散进入到纤维空隙中,获得良好界面结合,因而提高纤维与TPU薄膜之间的粘合作用,使得撕裂强度和剥离强度获得一定的提高。
如上所述的涤纶泳池面料的制备方法,所述2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸的合成方法为:
首先将钨酸和过氧化氢混合,在室温下搅拌10~15min,然后加入原料醇先在80~85℃的温度条件下反应1~2h,再升温至90~95℃反应2~3h,反应过程中,反应物始终处于回流状态,最后进行冷却结晶、洗涤和精制;
反应开始时,钨酸、原料醇和过氧化氢的摩尔比为1:30~40:120~150;
所述2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸对应的原料醇分别为2-叔丁基环己醇、4-叔丁基环己醇和2,4-二叔丁基环己醇。
如上所述的涤纶泳池面料的制备方法,所述固相缩聚增粘前改性聚酯的制备步骤如下:
(1)酯化反应;
将对苯二甲酸、乙二醇和带叔丁基侧基的二元酸配成浆料,加入催化剂、消光剂和稳定剂混合均匀后,在氮气氛围中加压进行酯化反应,加压压力为常压~0.3MPa,酯化反应的温度为250~260℃,当酯化反应中的水馏出量达到理论值的90%以上时为酯化反应终点;
(2)缩聚反应;
酯化反应结束后,在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应,该阶段压力在30~50min内由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下,反应温度为250~260℃,反应时间为30~50min,然后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力进一步降至绝对压力100Pa以下,反应温度为270~282℃,反应时间为50~90min。
如上所述的涤纶泳池面料的制备方法,所述对苯二甲酸、乙二醇和带叔丁基侧基的二元酸的摩尔比为1:1.2~2.0:0.03~0.05,所述催化剂、消光剂和稳定剂的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.03~0.05wt%、0.20~0.25wt%和0.01~0.05wt%(质量百分比);本发明带叔丁基侧基的二元酸的加入量并不限于此,本领域技术人员可实际情况进行调整,但调整幅度不宜过大,添加量过大对聚酯大分子结构的规整性破坏太大,对纤维的结晶度以及力学性能影响过大,不利于纤维的生产和应用,添加量过低,则效果不明显。
如上所述的涤纶泳池面料的制备方法,所述催化剂为三氧化二锑、乙二醇锑或醋酸锑,所述消光剂为二氧化钛,所述稳定剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲酯或亚磷酸三甲酯。
如上所述的涤纶泳池面料的制备方法,所述固相缩聚增粘后改性聚酯的特性粘度为1.0~1.2dL/g;特性粘度可在适当范围内进行调整,但是不宜过高或过低,过高,则可纺性下降,过低,则聚酯的分子量偏低,不能满足工业丝的要求。
如上所述的涤纶泳池面料的制备方法,所述一定温度的空间是指一对平行排列且非共面的热板之间的空间,热板位于FDY设备中最后一组热定型辊与卷绕辊之间;沿改性聚酯工业丝的运行方向,两热板的长度为3.0~4.0m,两热板的两端齐平;改性聚酯工业丝从两热板中间穿过时,其与两热板之间的距离为5~10mm。
如上所述的涤纶泳池面料的制备方法,最后一组热定型辊与卷绕辊之间的间距为300~400mm;两热板与最后一组热定型辊之间的间距为200~300mm。
如上所述的涤纶泳池面料的制备方法,所述改性聚酯工业丝的纺丝工艺参数如下:
拉伸、热定型的工艺参数为:
所述压延贴合的温度为175~190℃,压力为5~5.5MPa,时间为60~75s;所述TPU膜位于改性聚酯工业丝织造布的双面表面,单侧TPU膜的厚度为50~100μm。
发明机理:
本发明对涤纶泳池面料的材质进行了改进,在聚酯分子链中引入了带叔丁基侧基的二元酸链段,提高了纤维与TPU薄膜之间的粘合作用,使得抗拉强度和剥离强度获得一定的提高,另外,本发明通过热处理温度与超喂率的相互配合降低了聚酯工业丝的收缩率。
聚合物中的大分子链不是完全紧密的堆砌,在大分子链之间总是有空隙存在,这部分空隙体积即为自由体积。要使小分子渗透到高分子内部,高分子内或高分子间要有足够大的空隙,所以小分子的渗透率和扩散性与高分子结构中的空隙大小(即自由体积的尺寸)有关,在一定范围内,自由体积的尺寸越大,小分子的渗透率越高,扩散性越好。自由体积又分为空洞自由体积和狭缝自由体积,空洞自由体较狭缝自由体积具更大的空间尺寸,对于小分子的渗透率的提升,空洞自由体积较狭缝自由体积效果更加明显。
自由体积的尺寸和类型主要取决于聚合物的结构,影响聚合物结构的主要因素为立体阻碍、侧基大小、侧基结构等。当聚合物主链上某一位置被侧基取代时,必然引起主链活动性的变化,从而改变了链与链间的相互作用力,链与链间的距离亦会发生相应的改变,结果导致内聚能和自由体积的变化,高分子侧链上的取代基的极性、大小和长短等对分子链的刚性、分子间的相互作用乃至聚合物结构的自由体积分数都有一定的影响,因此,取代基不同产生的效应不同,往往导致聚合物的渗透分离性能也各不相同。
对于间苯二甲酸和己二甲酸等直链分子,当间苯二甲酸苯环上的H原子或者己二甲酸亚甲基上的H原子被甲基(-CH3)取代时,侧基上的C原子与主链C原子不在同一平面内,于是,中心C上的四个sp3杂化轨道分别与周围四个C原子上的空轨道重叠,形成四个完全相同的σ键,呈正四面体排列,四个碳原子分别位于正四面体的四个顶点,当甲基的三个氢进一步被甲基取代时,这时就相当于叔丁基取代,形成一个更大的四面体结构,这种正四面体排列的分子链相对呈锯齿形排列,空洞自由体积明显增大了很多,能够显著提高小分子的渗透率和扩散性;而当间苯二甲酸苯环上的H原子或者己二甲酸亚甲基上的H原子被长支链取代基取代时,主要增大的是狭缝自由体积,增大幅度较小,对小分子的渗透率和扩散性的提升效果有限,同时由于长支链取代基的刚性较小,分子链之间容易发生缠结,不利于自由体积的增大。
本发明通过在聚酯分子链中引入带叔丁基侧基的二元酸显著提升了涤纶泳池面料的拉伸强度和剥离强度,带叔丁基侧基的二元酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸或2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸,其中2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸为己二酸,是一种脂肪酸,其刚性小于5-叔丁基-1,3-苯二甲酸,有利于提升聚酯链段的柔软性,带叔丁基侧基的二元酸中叔丁基的存在会引起主链活动性的变化,从而改变了链单元间的相互作用力,分子链单元间的距离亦会发生相应的改变,导致改性聚酯的空洞自由体积的增大。与短支链取代基(如甲基、乙基等基团)相比,叔丁基占据了较大的空间位置,在分子链排列的方式上将获得更大的自由体积;与长支链取代基相比,一方面叔丁基增大的是空洞自由体积,而长支链取代基增大的是狭缝自由体积,另一方面叔丁基的刚性大于长支链取代基,减少了分子链之间的缠结,因而叔丁基较长支链取代基在分子链排列的方式上具有更多的自由体积。此外,当带叔丁基侧基的二元酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸时,间位二甲酸连接的苯环将形成一个更大的非对称性链段,不仅增加了链段间迁移的位阻而且增加了链段内绕间位连接键旋转的位阻,间位异构体的引入有利于自由体积的增加。带叔丁基侧基的二元酸的引入使得改性聚酯的空洞自由体积增大,空洞自由体积的增加能够使氨酯类粘合剂分子的极性基团如-NH2、-OH、-COOH等在热处理过程中扩散进入到纤维空隙中,与聚酯内部获得良好界面结合,因而提高纤维与TPU薄膜之间的粘合作用,使得抗拉强度和剥离强度获得一定的提高。
另外,纤维在后加工拉伸工序中,由于机械应力的作用,纤维取向度大幅增加并且具有一定结晶度,从而使纤维伸长和总形变功减小,但在拉伸过程中,虽然纤维发生的形变大部分是常温下不可恢复的塑性形变,往往已因结晶作用得到固定,然而还有一部分会在室温下因拉伸应力的松弛而恢复,或会在随后的受热处理中发生收缩回复,在纤维的应用过程中这种收缩回复即纤维的收缩率将很大程度地影响纤维的性能(如安全性能、耐久性能等),假设该纤维用作轮胎帘子线,轮胎在使用过程中,帘子线被反复拉伸、压缩、弯曲,致使轮胎受热,导致帘子线收缩蠕变,但帘子线收缩过大时可能刀子帘子布脱层,进而导致轮胎解体,这给轮胎的使用安全带来极大地隐患。目前在聚酯工业丝的纺丝拉伸过程中,为尽可能地降低聚酯工业丝的收缩率,在进行多道拉伸后往往需要进行紧张热定型(采用热定型辊在一定张力下对纤维进行定型),在紧张热定型后到卷绕有超喂率为1~2%的超喂,通过对纤维进行紧张热定型,在一定温度和一定张力的条件下,提高分子链段的活动能力,使得分子间结合得更加紧密,提高纤维的晶粒平均尺寸和结晶度,以降低纤维的收缩率,但由于纤维在拉伸过程中存在一定的高弹形变,在张力减小的情况下会产生弹性回复,因此,卷绕头的速度必须低于最后一组热定型辊的速度即需要一定的超喂率,以保证拉伸后的丝得到一定程度的低张力收缩,得到满意的成品质量和卷装,防止卷装因张力过大而造成塌边,超喂率需控制在一定范围内(1~2%),过大会对成品质量和卷装产生不良影响。虽然通过紧张热定型+超喂能够一定程度上降低收缩率,但是在紧张热定型过程中,由于纤维的长度被固定不可改变,抑制了大分子链的折叠,因而晶粒生长的速率受到限制,导致结晶存在缺陷(结晶度增加较少),而单单通过控制超喂无法减少结晶缺陷,这会导致制得的纤维在应用过程中受到热处理时,纤维的大分子链及链段具备较高的活动性,容易产生解取向作用,导致纤维发生一定量的收缩(收缩率较大)。
其实,纤维的热定型方式并不仅为紧张热定型,还包括松弛热定型。松弛热定型又称为自由收缩热定型,即是纤维在完全无张力或张力较小的情况下,通过一定温度对纤维进行热处理,在松弛热定型条件下,纤维可自由收缩,非晶区内的大分子链容易形成折叠链,有利于晶粒的进一步生长,加上较充裕的热处理时间,故经过松弛热处理后,纤维的结晶度增加较多(相比于紧张热定型),从而使纤维内部高弹形变得到恢复同时内应力得到充分松弛,进而使得在应用过程中受到热处理时纤维发生的收缩回复较小。目前的松弛热定型主要用于对聚酯短纤维进行热定型处理,其热处理温度较低(130℃左右),热处理时间较长,难以适用于长丝生产。本发明通过在聚酯工业丝的加工过程中将聚酯丝束卷绕的超喂率提升至3~5%,同时在FDY设备中最后一道热定型辊与卷绕辊之间设置一对上下平行排列的热板,将聚酯丝束从两热板中间穿过,提高了聚酯丝束的结晶度,恢复了聚酯丝束内部的高弹形变,使得聚酯丝束内应力得到一定量的松弛,进而减少了在应用过程中受到热处理时聚酯工业丝发生的收缩回复。本发明通过热处理温度与较高的超喂率的相互配合以降低聚酯工业丝的收缩率,纤维在热处理时,其非晶区内的大分子链容易形成折叠链,有利于晶粒的进一步生长,此时结晶度升高,伴随着结晶度的升高,纤维会产生一定量的收缩,本发明通过提高超喂率,一方面消除了高弹形变对卷绕的影响,另一方面消除了结晶度提高过程中纤维的收缩的影响。此外,本发明通过热处理温度、热板长度及丝束与热板距离三者的相互配合,一方面克服了现有技术松弛热处理不适用于长丝生产的缺陷,另一方面,提高了纤维结晶的完整性,提高了纤维尺寸的稳定性,减少了其应用过程中的热收缩。
有益效果:
(1)本发明的涤纶泳池面料的制备方法,通过在聚酯中引入改性组分—带叔丁基侧基的二元酸,显著提升了纤维与TPU薄膜之间的粘合作用,使得制备的涤纶泳池面料的抗拉强度和剥离强度获得一定的提高;
(2)本发明的涤纶泳池面料的制备方法,通过热处理温度与较高的超喂率的相互配合,提高了纤维结晶的完整性,减少了其应用过程中的热收缩;
(3)本发明的涤纶泳池面料的制备方法,工艺简单,成本低廉,极具应用前景;
(4)本发明制得的涤纶泳池面料,遮光性好,力学性能优异,应用范围广。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种涤纶泳池面料的制备方法,具体步骤如下:
(1)制备改性聚酯;
(1.1)酯化反应;
将摩尔比为1:1.2:0.03的对苯二甲酸、乙二醇和5-叔丁基-1,3-苯二甲酸配成浆料,加入三氧化二锑、二氧化钛和磷酸三苯酯混合均匀后,在氮气氛围中加压进行酯化反应,加压压力为0.1MPa,酯化反应的温度为250℃,当酯化反应中的水馏出量达到理论值的93%时为酯化反应终点,三氧化二锑、二氧化钛和磷酸三苯酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.03wt%、0.20wt%和0.02wt%;
(1.2)缩聚反应;
酯化反应结束后,在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应,该阶段压力在30min内由常压平稳抽至绝对压力为480Pa,反应温度为250℃,反应时间为31min,然后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力进一步降至绝对压力为100Pa,反应温度为270℃,反应时间为50min,制得改性聚酯;
(1.3)对改性聚酯进行固相缩聚增粘得到特性粘度为1.0dL/g的改性聚酯熔体;
(2)将改性聚酯熔体进行熔融、计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型、松弛热处理和卷绕制得改性聚酯工业丝;
松弛热处理是指将卷绕的超喂率为4.9%的聚酯丝束经过一对平行排列且非共面同时温度为200℃的热板之间的空间,热板位于FDY设备中最后一组热定型辊与卷绕辊之间,沿聚酯丝束的运行方向,两热板的长度为3.0m,两热板的两端齐平,聚酯丝束从两热板中间穿过时,其与两热板之间的距离为5mm,最后一组热定型辊与卷绕辊之间的间距为300mm,两热板与最后一组热定型辊之间的间距为200mm;
纺丝工艺参数如下:
拉伸、热定型的工艺参数为:
制得的改性聚酯工业丝的单丝纤度为2.0dtex,断裂强度为8.8cN/dtex,线密度偏差率为0.2%,断裂强度CV值为2.4%,断裂伸长率为20.0%,断裂伸长CV值为6.4%,在190℃×15min×0.01cN/dtex条件下的干热收缩率为2.7%,网络度为10个/m;
(3)将改性聚酯工业丝进行整经、织造制得改性聚酯工业丝织造布,在改性聚酯工业丝织造布的双侧表面压延贴合TPU膜制得涤纶泳池面料;其中织造是在双轴向经编机完成的,改性聚酯工业丝织造布的织物纵密为3.6线圈/cm,横密为7.1线圈/cm,面密度为38.0g/m2。在压延贴合前还要进行底涂,底涂步骤为:i)以NCO:OH=2.0:1的摩尔比将异氰酸酯与聚醚多元醇聚合制得反应型湿固化聚氨酯热熔胶;ii)在常温下将反应型湿固化聚氨酯热熔胶涂覆到织物上,上胶量为织物质量的5wt%;iii)在80℃下进行热固化。在热固化处理后的改性聚酯工业丝织造布上进行TPU压延贴合,压延贴合的温度为175℃,压力为5MPa,时间为60s,单侧TPU膜的厚度为50μm。
最终制得的涤纶泳池面料的克重为200g/m2,遮光率为99%,撕裂强度为50N/cm,剥离强度为12N/cm,耐低温值为-30℃,耐低温值为织物在持续降低的温度下,刚开始发生龟裂的温度值,耐静水压值为80KPa,耐静水压值为织物在持续上升的水压作用下,刚开始发生渗透时的压力值。
对比例1
一种涤纶面料的制备方法,其步骤与实施例1基本相同,不同在于步骤(1)未添加5-叔丁基-1,3-苯二甲酸,步骤(2)不经过松弛热处理工序,且卷绕速度为2680m/min,卷绕的超喂率为1.47%。其制得的聚酯工业丝的单丝纤度为2.0dtex,断裂强度为8.3cN/dtex,线密度偏差率为0.2%,断裂强度CV值为2.4%,断裂伸长率为26.0%,断裂伸长CV值为6.4%,在190℃×15min×0.01cN/dtex条件下的干热收缩率为3.7%,网络度为10个/m。制得的涤纶面料的克重为200g/m2,遮光率为98%,撕裂强度为42N/cm,剥离强度为7N/cm,耐低温值为-30℃,耐静水压值为53KPa。
对比例2
一种涤纶面料的制备方法,其步骤与实施例1基本相同,不同在于步骤(1)未添加3-三甲硅基-1,2-丙二醇。其制得的聚酯工业丝的单丝纤度为2.0dtex,断裂强度为8.3cN/dtex,线密度偏差率为0.2%,断裂强度CV值为2.4%,断裂伸长率为22.0%,断裂伸长CV值为6.4%,在190℃×15min×0.01cN/dtex条件下的干热收缩率为2.7%,网络度为10个/m。制得的涤纶面料的克重为200g/m2,遮光率为98%,撕裂强度为40N/cm,剥离强度为7N/cm,耐低温值为-30℃,耐静水压值为52KPa。
对比例3
一种涤纶面料的制备方法,其步骤与实施例1基本相同,不同在于步骤(2)不经过松弛热处理工序,且卷绕速度为2680m/min,卷绕的超喂率为1.47%。其制得的聚酯工业丝的单丝纤度为2.0dtex,断裂强度为8.3cN/dtex,线密度偏差率为0.2%,断裂强度CV值为2.4%,断裂伸长率为26.0%,断裂伸长CV值为6.4%,在190℃×15min×0.01cN/dtex条件下的干热收缩率为3.7%,网络度为10个/m;制得的涤纶面料的克重为200g/m2,遮光率为98%,撕裂强度为47N/cm,剥离强度为12N/cm,耐低温值为-30℃,耐静水压值为72KPa。
综合分析实施例1及对比例1~3可以发现,本发明通过添加5-叔丁基-1,3-苯二甲酸显著提升了涤纶面料的剥离强度。5-叔丁基-1,3-苯二甲酸通过提高聚酯的空洞自由体积使反应型湿固化聚氨酯热熔胶中的分子活泼基团如-NH2、-OH等在热处理过程中容易扩散进入到纤维空隙中,进而提高纤维与TPU薄膜之间的粘合作用,使得撕裂强度和剥离强度获得一定的提高。本发明还通过热处理温度与较高的超喂率的相互配合,提高了纤维结晶的完整性,减少了工业丝应用过程中的热收缩。此外,5-叔丁基-1,3-苯二甲酸的添加及松弛热处理对纤维其他性能影响较小,并不影响其加工性能及机械性能。
对比例4
一种涤纶面料的制备方法,其步骤与实施例1基本相同,不同在于步骤(1)采用1,2十二烷基二醇替代5-叔丁基-1,3-苯二甲酸。其制得的聚酯工业丝的单丝纤度为2.0dtex,断裂强度为8.5cN/dtex,线密度偏差率为0.2%,断裂强度CV值为2.4%,断裂伸长率为26.0%,断裂伸长CV值为6.4%,在190℃×15min×0.01cN/dtex条件下的干热收缩率为2.6%,网络度为10个/m。制得的涤纶面料的克重为200g/m2,遮光率为98%,撕裂强度为54N/cm,剥离强度为7N/cm,耐低温值为-30℃,耐静水压值为63KPa。
与实施例1对比可以发现,带叔丁基侧基的二元酸相对于含长支链取代基的1,2十二烷基二醇更有利于提升涤纶面料的剥离强度,这主要是因为一方面带叔丁基侧基的二元酸中的叔丁基增大的自由体积更多的是空洞自由体积,而长支链取代基增大的自由体积更多的是狭缝自由体积,另一方面带叔丁基侧基的二元酸中的叔丁基的刚性大于长支链取代基,减少了分子链之间的缠结,因而带叔丁基侧基的二元酸较含长支链取代基的1,2十二烷基二醇在分子链排列的方式上具有更多的自由体积,有利于使反应型湿固化聚氨酯热熔胶中的分子活泼基团如-NH2、-OH等在热处理过程中扩散进入到纤维空隙中,进而提高纤维与TPU薄膜之间的粘合作用,使得涤纶泳池面料的撕裂强度和剥离强度获得一定的提高。
实施例2
一种涤纶泳池面料的制备方法,具体步骤如下:
(1)制备改性聚酯;
(1.1)制备2-叔丁基-1,6-己二甲酸:首先将钨酸和过氧化氢混合,在室温下搅拌10min,然后加入2-叔丁基环己醇先在80℃的温度条件下反应1h,再升温至94℃反应2h,反应过程中,反应物始终处于回流状态,最后进行冷却结晶、洗涤和精制,其中反应开始时,钨酸、2-叔丁基环己醇和过氧化氢的摩尔比为1:35:120;
(1.2)酯化反应;
将摩尔比为1:1.5:0.04的对苯二甲酸、乙二醇和2-叔丁基-1,6-己二甲酸配成浆料,加入乙二醇锑、二氧化钛和磷酸三甲酯混合均匀后,在氮气氛围中加压进行酯化反应,加压压力为常压,酯化反应的温度为251℃,当酯化反应中的水馏出量达到理论值的92%时为酯化反应终点,乙二醇锑、二氧化钛和磷酸三甲酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.04wt%、0.22wt%和0.01wt%;
(1.3)缩聚反应;
酯化反应结束后,在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应,该阶段压力在30min内由常压平稳抽至绝对压力为500Pa,反应温度为252℃,反应时间为30min,然后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力进一步降至绝对压力为100Pa,反应温度为271℃,反应时间为55min,制得改性聚酯;
(1.4)对改性聚酯进行固相缩聚增粘得到特性粘度为1.0dL/g的改性聚酯熔体;
(2)将改性聚酯熔体进行熔融、计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型、松弛热处理和卷绕制得改性聚酯工业丝;
松弛热处理是指将卷绕的超喂率为4.2%的聚酯丝束经过一对平行排列且非共面同时温度为207℃的热板之间的空间,热板位于FDY设备中最后一组热定型辊与卷绕辊之间,沿聚酯丝束的运行方向,两热板的长度为3.2m,两热板的两端齐平,聚酯丝束从两热板中间穿过时,其与两热板之间的距离为6mm,最后一组热定型辊与卷绕辊之间的间距为311mm,两热板与最后一组热定型辊之间的间距为220mm;
纺丝工艺参数如下:
拉伸、热定型的工艺参数为:
制得的改性聚酯工业丝的单丝纤度为1.7dtex,断裂强度为8.5cN/dtex,线密度偏差率为0.8%,断裂强度CV值为2.7%,断裂伸长率为19.0%,断裂伸长CV值为7.2%,在190℃×15min×0.01cN/dtex条件下的干热收缩率为2.4%,网络度为7个/m;
(3)将改性聚酯工业丝进行整经、织造制得改性聚酯工业丝织造布,在改性聚酯工业丝织造布的双侧表面压延贴合TPU膜制得涤纶泳池面料;其中织造是在双轴向经编机完成的,改性聚酯工业丝织造布的织物纵密为3.7线圈/cm,横密为7.2线圈/cm,面密度为40.0g/m2。在压延贴合前还要进行底涂,底涂步骤为:i)以NCO:OH=3.0:1的摩尔比将异氰酸酯与聚醚多元醇聚合制得反应型湿固化聚氨酯热熔胶;ii)在常温下将反应型湿固化聚氨酯热熔胶涂覆到织物上,上胶量为织物质量的7wt%;iii)在90℃下进行热固化。在热固化处理后的改性聚酯工业丝织造布上进行TPU压延贴合,压延贴合的温度为190℃,压力为5.5MPa,时间为75s,单侧TPU膜的厚度为70μm。
最终制得的涤纶泳池面料的克重为370g/m2,遮光率为99.5%,撕裂强度为65N/cm,剥离强度为12.5N/cm,耐低温值为-33℃,耐低温值为织物在持续降低的温度下,刚开始发生龟裂的温度值,,耐静水压值为84KPa,耐静水压值为织物在持续上升的水压作用下,刚开始发生渗透时的压力值。
实施例3
一种涤纶泳池面料的制备方法,具体步骤如下:
(1)制备改性聚酯;
(1.1)制备2-叔丁基-1,6-己二甲酸:首先将钨酸和过氧化氢混合,在室温下搅拌12min,然后加入2-叔丁基环己醇先在83℃的温度条件下反应1.5h,再升温至90℃反应2h,反应过程中,反应物始终处于回流状态,最后进行冷却结晶、洗涤和精制,其中反应开始时,钨酸、2-叔丁基环己醇和过氧化氢的摩尔比为1:33:120;
(1.2)酯化反应;
将摩尔比为1:1.8:0.035的对苯二甲酸、乙二醇和2-叔丁基-1,6-己二甲酸配成浆料,加入醋酸锑、二氧化钛和亚磷酸三甲酯混合均匀后,在氮气氛围中加压进行酯化反应,加压压力为常压,酯化反应的温度为252℃,当酯化反应中的水馏出量达到理论值的90%时为酯化反应终点,醋酸锑、二氧化钛和亚磷酸三甲酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.04wt%、0.23wt%和0.03wt%;
(1.3)缩聚反应;
酯化反应结束后,在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应,该阶段压力在35min内由常压平稳抽至绝对压力为450Pa,反应温度为253℃,反应时间为35min,然后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力进一步降至绝对压力为90Pa,反应温度为274℃,反应时间为60min,制得改性聚酯;
(1.4)对改性聚酯进行固相缩聚增粘得到特性粘度为1.1dL/g的改性聚酯熔体;
(2)将改性聚酯熔体进行熔融、计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型、松弛热处理和卷绕制得改性聚酯工业丝;
松弛热处理是指将卷绕的超喂率为3.3%的聚酯丝束经过一对平行排列且非共面同时温度为215℃的热板之间的空间,热板位于FDY设备中最后一组热定型辊与卷绕辊之间,沿聚酯丝束的运行方向,两热板的长度为3.3m,两热板的两端齐平,聚酯丝束从两热板中间穿过时,其与两热板之间的距离为7mm,最后一组热定型辊与卷绕辊之间的间距为335mm,两热板与最后一组热定型辊之间的间距为235mm;
纺丝工艺参数如下:
拉伸、热定型的工艺参数为:
制得的改性聚酯工业丝的单丝纤度为1.5dtex,断裂强度为8.5cN/dtex,线密度偏差率为1.5%,断裂强度CV值为2.6%,断裂伸长率为18.8%,断裂伸长CV值为6.8%,在190℃×15min×0.01cN/dtex条件下的干热收缩率为2.2%,网络度为8个/m;
(3)将改性聚酯工业丝进行整经、织造制得改性聚酯工业丝织造布,在改性聚酯工业丝织造布的双侧表面压延贴合TPU膜制得涤纶泳池面料;其中织造是在双轴向经编机完成的,改性聚酯工业丝织造布的织物纵密为3.8线圈/cm,横密为7.3线圈/cm,面密度为42.0g/m2。在压延贴合前还要进行底涂,底涂步骤为:i)以NCO:OH=4.0:1的摩尔比将异氰酸酯与聚醚多元醇聚合制得反应型湿固化聚氨酯热熔胶;ii)在常温下将反应型湿固化聚氨酯热熔胶涂覆到织物上,上胶量为织物质量的8wt%;iii)在100℃下进行热固化。在热固化处理后的改性聚酯工业丝织造布上进行TPU压延贴合,压延贴合的温度为168℃,压力为5.2MPa,时间为70s,单侧TPU膜的厚度为80μm。
最终制得的涤纶泳池面料的克重为300g/m2,遮光率为99.9%,撕裂强度为68N/cm,剥离强度为13N/cm,耐低温值为-35℃,耐低温值为织物在持续降低的温度下,刚开始发生龟裂的温度值,耐静水压值为86KPa,耐静水压值为织物在持续上升的水压作用下,刚开始发生渗透时的压力值。
实施例4
一种涤纶泳池面料的制备方法,具体步骤如下:
(1)制备改性聚酯;
(1.1)制备3-叔丁基-1,6-己二甲酸:首先将钨酸和过氧化氢混合,在室温下搅拌13min,然后加入4-叔丁基环己醇先在85℃的温度条件下反应2h,再升温至90℃反应3h,反应过程中,反应物始终处于回流状态,最后进行冷却结晶、洗涤和精制,其中反应开始时,钨酸、4-叔丁基环己醇和过氧化氢的摩尔比为1:30:130;
(1.2)酯化反应;
将摩尔比为1:1.9:0.04的对苯二甲酸、乙二醇和3-叔丁基-1,6-己二甲酸配成浆料,加入醋酸锑、二氧化钛和磷酸三苯酯混合均匀后,在氮气氛围中加压进行酯化反应,加压压力为0.3MPa,酯化反应的温度为254℃,当酯化反应中的水馏出量达到理论值的96%时为酯化反应终点,醋酸锑、二氧化钛和磷酸三苯酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.03wt%、0.25wt%和0.05wt%;
(1.3)缩聚反应;
酯化反应结束后,在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应,该阶段压力在40min内由常压平稳抽至绝对压力为410Pa,反应温度为255℃,反应时间为32min,然后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力进一步降至绝对压力为95Pa,反应温度为275℃,反应时间为70min,制得改性聚酯;
(1.4)对改性聚酯进行固相缩聚增粘得到特性粘度为1.2dL/g的改性聚酯熔体;
(2)将改性聚酯熔体进行熔融、计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型、松弛热处理和卷绕制得改性聚酯工业丝;
松弛热处理是指将卷绕的超喂率为4.8%的聚酯丝束经过一对平行排列且非共面同时温度为222℃的热板之间的空间,热板位于FDY设备中最后一组热定型辊与卷绕辊之间,沿聚酯丝束的运行方向,两热板的长度为3.4m,两热板的两端齐平,聚酯丝束从两热板中间穿过时,其与两热板之间的距离为8mm,最后一组热定型辊与卷绕辊之间的间距为346mm,两热板与最后一组热定型辊之间的间距为250mm;
纺丝工艺参数如下:
拉伸、热定型的工艺参数为:
制得的改性聚酯工业丝的单丝纤度为1.2dtex,断裂强度为8.5cN/dtex,线密度偏差率为-1.5%,断裂强度CV值为2.7%,断裂伸长率为18.9%,断裂伸长CV值为7.5%,在190℃×15min×0.01cN/dtex条件下的干热收缩率为2.6%,网络度为6个/m;
(3)将改性聚酯工业丝进行整经、织造制得改性聚酯工业丝织造布,在改性聚酯工业丝织造布的双侧表面压延贴合TPU膜制得涤纶泳池面料;织造及底涂的工艺参数同实施例1,压延贴合的温度为175℃,压力为5.5MPa,时间为75s,单侧TPU膜的厚度为100μm。
最终制得的涤纶泳池面料的克重为400g/m2,遮光率为99.8%,撕裂强度为65N/cm,剥离强度为12.6N/cm,耐低温值为-36℃,耐低温值为织物在持续降低的温度下,刚开始发生龟裂的温度值,耐静水压值为87KPa,耐静水压值为织物在持续上升的水压作用下,刚开始发生渗透时的压力值。
实施例5
一种涤纶泳池面料的制备方法,具体步骤如下:
(1)制备改性聚酯;
(1.1)制备3-叔丁基-1,6-己二甲酸:首先将钨酸和过氧化氢混合,在室温下搅拌14min,然后加入4-叔丁基环己醇先在82℃的温度条件下反应2h,再升温至92℃反应3h,反应过程中,反应物始终处于回流状态,最后进行冷却结晶、洗涤和精制,其中反应开始时,钨酸、4-叔丁基环己醇和过氧化氢的摩尔比为1:40:130;
(1.2)酯化反应;
将摩尔比为1:2.0:0.042的对苯二甲酸、乙二醇和3-叔丁基-1,6-己二甲酸配成浆料,加入乙二醇锑、二氧化钛和亚磷酸三甲酯混合均匀后,在氮气氛围中加压进行酯化反应,加压压力为0.2MPa,酯化反应的温度为256℃,当酯化反应中的水馏出量达到理论值的99%时为酯化反应终点,乙二醇锑、二氧化钛和亚磷酸三甲酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.03wt%、0.20wt%和0.04wt%;
(1.3)缩聚反应;
酯化反应结束后,在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应,该阶段压力在45min内由常压平稳抽至绝对压力为490Pa,反应温度为257℃,反应时间为40min,然后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力进一步降至绝对压力为90Pa,反应温度为277℃,反应时间为75min,制得改性聚酯;
(1.4)对改性聚酯进行固相缩聚增粘得到特性粘度为1.05dL/g的改性聚酯熔体;
(2)将改性聚酯熔体进行熔融、计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型、松弛热处理和卷绕制得改性聚酯工业丝;
松弛热处理是指将卷绕的超喂率为4.0%的聚酯丝束经过一对平行排列且非共面同时温度为232℃的热板之间的空间,热板位于FDY设备中最后一组热定型辊与卷绕辊之间,沿聚酯丝束的运行方向,两热板的长度为3.6m,两热板的两端齐平,聚酯丝束从两热板中间穿过时,其与两热板之间的距离为8.5mm,最后一组热定型辊与卷绕辊之间的间距为368mm,两热板与最后一组热定型辊之间的间距为260mm;
纺丝工艺参数如下:
拉伸、热定型的工艺参数为:
制得的改性聚酯工业丝的单丝纤度为2.0dtex,断裂强度为8.3cN/dtex,线密度偏差率为1.0%,断裂强度CV值为2.6%,断裂伸长率为18.8%,断裂伸长CV值为6.8%,在190℃×15min×0.01cN/dtex条件下的干热收缩率为2.5%,网络度为7个/m;
(3)将改性聚酯工业丝进行整经、织造制得改性聚酯工业丝织造布,在改性聚酯工业丝织造布的双侧表面压延贴合TPU膜制得涤纶泳池面料;织造及底涂的工艺参数同实施例2,压延贴合的温度为180℃,压力为5.2MPa,时间为60s,单侧TPU膜的厚度为80μm。
最终制得的涤纶泳池面料的克重为250g/m2,遮光率为99%,撕裂强度为55N/cm,剥离强度为12.5N/cm,耐低温值为-32℃,耐低温值为织物在持续降低的温度下,刚开始发生龟裂的温度值,耐静水压值为82KPa,耐静水压值为织物在持续上升的水压作用下,刚开始发生渗透时的压力值。
实施例6
一种涤纶泳池面料的制备方法,具体步骤如下:
(1)制备改性聚酯;
(1.1)制备2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸:首先将钨酸和过氧化氢混合,在室温下搅拌15min,然后加入2,4-二叔丁基环己醇先在83℃的温度条件下反应1.5h,再升温至92℃反应2.5h,反应过程中,反应物始终处于回流状态,最后进行冷却结晶、洗涤和精制,其中反应开始时,钨酸、2,4-二叔丁基环己醇和过氧化氢的摩尔比为1:40:120;
(1.2)酯化反应;
将摩尔比为1:1.2:0.05的对苯二甲酸、乙二醇和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸配成浆料,加入三氧化二锑、二氧化钛和磷酸三甲酯混合均匀后,在氮气氛围中加压进行酯化反应,加压压力为0.2MPa,酯化反应的温度为258℃,当酯化反应中的水馏出量达到理论值的95%时为酯化反应终点,三氧化二锑、二氧化钛和磷酸三甲酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.04wt%、0.23wt%和0.01wt%;
(1.3)缩聚反应;
酯化反应结束后,在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应,该阶段压力在35min内由常压平稳抽至绝对压力为430Pa,反应温度为258℃,反应时间为40min,然后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力进一步降至绝对压力为94Pa,反应温度为280℃,反应时间为80min,制得改性聚酯;
(1.4)对改性聚酯进行固相缩聚增粘得到特性粘度为1.1dL/g的改性聚酯熔体;
(2)将改性聚酯熔体进行熔融、计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型、松弛热处理和卷绕制得改性聚酯工业丝;
松弛热处理是指将卷绕的超喂率为3.0%的聚酯丝束经过一对平行排列且非共面同时温度为235℃的热板之间的空间,热板位于FDY设备中最后一组热定型辊与卷绕辊之间,沿聚酯丝束的运行方向,两热板的长度为3.8m,两热板的两端齐平,聚酯丝束从两热板中间穿过时,其与两热板之间的距离为9mm,最后一组热定型辊与卷绕辊之间的间距为384mm,两热板与最后一组热定型辊之间的间距为280mm;
纺丝工艺参数如下:
拉伸、热定型的工艺参数为:
制得的改性聚酯工业丝的单丝纤度为1.0dtex,断裂强度为8.0cN/dtex,线密度偏差率为0.4%,断裂强度CV值为3.0%,断裂伸长率为18.0%,断裂伸长CV值为8.0%,在190℃×15min×0.01cN/dtex条件下的干热收缩率为2.0%,网络度为3个/m;
(3)将改性聚酯工业丝进行整经、织造制得改性聚酯工业丝织造布,在改性聚酯工业丝织造布的双侧表面压延贴合TPU膜制得涤纶泳池面料;织造及底涂的工艺参数同实施例3,压延贴合的温度为175℃,压力为5.5MPa,时间为90s,单侧TPU膜的厚度为100μm。
最终制得的涤纶泳池面料的克重为400g/m2,遮光率为100%,撕裂强度为70N/cm,剥离强度为13N/cm,耐低温值为-36℃,耐低温值为织物在持续降低的温度下,刚开始发生龟裂的温度值,耐静水压值为88KPa,耐静水压值为织物在持续上升的水压作用下,刚开始发生渗透时的压力值。
实施例7
一种涤纶泳池面料的制备方法,具体步骤如下:
(1)制备改性聚酯;
(1.1)制备2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸:首先将钨酸和过氧化氢混合,在室温下搅拌11min,然后加入2,4-二叔丁基环己醇先在80℃的温度条件下反应1h,再升温至95℃反应2.2h,反应过程中,反应物始终处于回流状态,最后进行冷却结晶、洗涤和精制,其中反应开始时,钨酸、2,4-二叔丁基环己醇和过氧化氢的摩尔比为1:35:150;
(1.2)酯化反应;
将摩尔比为1:2.0:0.05的对苯二甲酸、乙二醇和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸配成浆料,加入乙二醇锑、二氧化钛和磷酸三苯酯混合均匀后,在氮气氛围中加压进行酯化反应,加压压力为0.3MPa,酯化反应的温度为260℃,当酯化反应中的水馏出量达到理论值的91%时为酯化反应终点,乙二醇锑、二氧化钛和磷酸三苯酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.05wt%、0.25wt%和0.05wt%;
(1.3)缩聚反应;
酯化反应结束后,在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应,该阶段压力在50min内由常压平稳抽至绝对压力为400Pa,反应温度为260℃,反应时间为50min,然后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力进一步降至绝对压力为88Pa,反应温度为282℃,反应时间为90min,制得改性聚酯;
(1.4)对改性聚酯进行固相缩聚增粘得到特性粘度为1.15dL/g的改性聚酯熔体;
(2)将改性聚酯熔体进行熔融、计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型、松弛热处理和卷绕制得改性聚酯工业丝;
松弛热处理是指将卷绕的超喂率为5.0%的聚酯丝束经过一对平行排列且非共面同时温度为240℃的热板之间的空间,热板位于FDY设备中最后一组热定型辊与卷绕辊之间,沿聚酯丝束的运行方向,两热板的长度为4.0m,两热板的两端齐平,聚酯丝束从两热板中间穿过时,其与两热板之间的距离为10mm,最后一组热定型辊与卷绕辊之间的间距为400mm,两热板与最后一组热定型辊之间的间距为300mm;
纺丝工艺参数如下:
拉伸、热定型的工艺参数为:
制得的改性聚酯工业丝的单丝纤度为1.1dtex,断裂强度为8.1cN/dtex,线密度偏差率为-0.5%,断裂强度CV值为2.9%,断裂伸长率为18.1%,断裂伸长CV值为8.0%,在190℃×15min×0.01cN/dtex条件下的干热收缩率为2.8%,网络度为4个/m;
(3)将改性聚酯工业丝进行整经、织造制得改性聚酯工业丝织造布,在改性聚酯工业丝织造布的双侧表面压延贴合TPU膜制得涤纶泳池面料;织造及底涂的工艺参数同实施例1,压延贴合的温度为175℃,压力为5.5MPa,时间为75s,单侧TPU膜的厚度为50μm。
最终制得的涤纶泳池面料的克重为250g/m2,遮光率为99%,撕裂强度为68N/cm,剥离强度为12.8N/cm,耐低温值为-31℃,耐低温值为织物在持续降低的温度下,刚开始发生龟裂的温度值,耐静水压值为81KPa,耐静水压值为织物在持续上升的水压作用下,刚开始发生渗透时的压力值。
Claims (10)
1.涤纶泳池面料的制备方法,其特征是:将改性聚酯工业丝进行整经、织造和压延贴合TPU膜制得涤纶泳池面料;
所述改性聚酯工业丝是通过将改性聚酯熔体进行固相缩聚增粘、熔融、计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型、松弛热处理和卷绕制得的;
所述固相缩聚增粘前改性聚酯的制备方法为:将对苯二甲酸、乙二醇和带叔丁基侧基的二元酸混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应;
带叔丁基侧基的二元酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸或2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸;
所述松弛热处理是指将改性聚酯工业丝在适当的松弛状态经过一定温度的空间;
所述适当的松弛状态是指卷绕的超喂率为3.0~5.0%;
所述一定温度是指200~240℃。
2.根据权利要求1所述的涤纶泳池面料的制备方法,其特征在于,改性聚酯工业丝的单丝纤度为1.0~2.0dtex,断裂强度≥8.0cN/dtex,线密度偏差率为±1.5%,断裂强度CV值≤3.0%,断裂伸长率为18.0~20.0%,断裂伸长CV值≤8.0%,在190℃×15min×0.01cN/dtex条件下的干热收缩率为2.0~2.8%,网络度为(5~8)±2个/m;
涤纶泳池面料的克重为200~400g/m2,遮光率≥99%,撕裂强度50~70N/cm,剥离强度≥12N/cm,耐低温值≤-30℃,耐低温值为织物在持续降低的温度下,刚开始发生龟裂的温度值,耐静水压值≥80KPa,耐静水压值为织物在持续上升的水压作用下,刚开始发生渗透时的压力值。
3.根据权利要求1所述的涤纶泳池面料的制备方法,其特征在于,所述2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸的合成方法为:
首先将钨酸和过氧化氢混合,在室温下搅拌10~15min,然后加入原料醇先在80~85℃的温度条件下反应1~2h,再升温至90~95℃反应2~3h,反应过程中,反应物始终处于回流状态,最后进行冷却结晶、洗涤和精制;
反应开始时,钨酸、原料醇和过氧化氢的摩尔比为1:30~40:120~150;
所述2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸对应的原料醇分别为2-叔丁基环己醇、4-叔丁基环己醇和2,4-二叔丁基环己醇。
4.根据权利要求3所述的涤纶泳池面料的制备方法,其特征在于,所述固相缩聚增粘前改性聚酯的制备步骤如下:
(1)酯化反应;
将对苯二甲酸、乙二醇和带叔丁基侧基的二元酸配成浆料,加入催化剂、消光剂和稳定剂混合均匀后,在氮气氛围中加压进行酯化反应,加压压力为常压~0.3MPa,酯化反应的温度为250~260℃,当酯化反应中的水馏出量达到理论值的90%以上时为酯化反应终点;
(2)缩聚反应;
酯化反应结束后,在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应,该阶段压力在30~50min内由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下,反应温度为250~260℃,反应时间为30~50min,然后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力进一步降至绝对压力100Pa以下,反应温度为270~282℃,反应时间为50~90min。
5.根据权利要求4所述的涤纶泳池面料的制备方法,其特征在于,所述对苯二甲酸、乙二醇和带叔丁基侧基的二元酸的摩尔比为1:1.2~2.0:0.03~0.05,所述催化剂、消光剂和稳定剂的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.03~0.05wt%、0.20~0.25wt%和0.01~0.05wt%。
6.根据权利要求5所述的涤纶泳池面料的制备方法,其特征在于,所述催化剂为三氧化二锑、乙二醇锑或醋酸锑,所述消光剂为二氧化钛,所述稳定剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲酯或亚磷酸三甲酯。
7.根据权利要求6所述的涤纶泳池面料的制备方法,其特征在于,所述固相缩聚增粘后改性聚酯的特性粘度为1.0~1.2dL/g。
8.根据权利要求1所述的涤纶泳池面料的制备方法,其特征在于,所述一定温度的空间是指一对平行排列且非共面的热板之间的空间,热板位于FDY设备中最后一组热定型辊与卷绕辊之间;沿改性聚酯工业丝的运行方向,两热板的长度为3.0~4.0m,两热板的两端齐平;改性聚酯工业丝从两热板中间穿过时,其与两热板之间的距离为5~10mm。
9.根据权利要求8所述的涤纶泳池面料的制备方法,其特征在于,最后一组热定型辊与卷绕辊之间的间距为300~400mm;两热板与最后一组热定型辊之间的间距为200~300mm。
10.根据权利要求1所述的涤纶泳池面料的制备方法,其特征在于,所述改性聚酯工业丝的纺丝工艺参数如下:
拉伸、热定型的工艺参数为:
所述压延贴合的温度为175~190℃,压力为5~5.5MPa,时间为60~75s;所述TPU膜位于改性聚酯工业丝织造布的双面表面,单侧TPU膜的厚度为50~100μm。
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