CN111334896A - 一种涤纶膨体长丝及其制备方法 - Google Patents

一种涤纶膨体长丝及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种涤纶膨体长丝及其制备方法，包括以下重量份数的成分：30～50份的聚对苯二甲酸乙二醇酯、20～30份的常压阳离子可染聚酯、20～30份间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠、15～25份可降解添加剂、8～15份的负离子添加剂、1～2份的荧光增白剂和5～8份油剂。本发明属于合成纤维的加工技术领域，具体提供了一种涤纶膨体长丝及其制备方法，通过在制备涤纶膨体长丝的同时加入可降解添加剂和负离子添加剂，使得制备的涤纶膨体长丝可释放负离子，同时，可以在废弃之后更加容易生物降解，纺丝之前对纺丝原料干燥，解决了因PET切片熔融温度高，原料所含水分在熔融挤出过程中，与PET大分子发生水解反应，导致聚合度下降，纺丝困难，产品质量下降的问题。

Description

一种涤纶膨体长丝及其制备方法
技术领域
本发明属于合成纤维的加工技术领域，具体是指一种涤纶膨体长丝及其制备方法。
背景技术
随着纺织行业环境保护的要求，以及充分利用资源的推动，业内人士掀起了回收废旧聚酯原料及相关产品的热潮，不仅可减少其对环境造成的污染，而且可节省石油资源，降低生产成本。膨体连续长丝(BulkContinuousFilament，简称BCF)技术是利用热流体喷射变形加工生产化纤膨体长丝的工艺。现在最广泛采用的生产方法是纺丝—拉伸—变形—卷绕一步法，它具有工艺流程短、投资少、产量高等优点。BCF产品具有膨松性好、三维卷曲成形稳定、手感优良的特点，已被广泛应用在家用及商用地毯、汽车坐垫、装饰织物等领域。
现代社会，人们生活和工作压力都很大，舒适的室内环境，对于缓解人们的压力至关重要，而负氧离子不仅能够净化环境，清除污染，而且经过医学研究表明，空气中负离子增加，有利于血氧输送、吸收和利用，调节肌体功能平衡的作用，同时，目前对家用住宅用的地毯屡屡曝光甲醛含量超标、细菌和螨虫含量超标的问题，因此如何充分发挥其装饰美化效果的同时，消除有毒有害物质的负面效果成为本产品开发设计的方向之一。
另外，近年来，随着中国经济持续快速增长和国内居民消费能力的不断提高，国内涤纶纤维的需求量也不断增长。中国涤纶纤维产能以惊人的速度增长着，使得中国逐渐发展成为世界涤纶类产品的重要加工基地，并成为世界涤纶纤维产量最大的国家，而2015年中国涤纶长丝产量合计为2958.07万吨，如此多的涤纶丝，其制备的产品将会更多，而如此巨大的数量的涤纶产品将会对环境造成严重的污染，给人类的生存环境带来严重的威胁。
发明内容
为解决上述现有难题，本发明提供了一种可释放负离子，且可生物降解的涤纶膨体长丝及其制备方法。
本发明采用的技术方案如下：一种涤纶膨体长丝，包括以下重量份数的成分：30～50份的聚对苯二甲酸乙二醇酯、20～30份的常压阳离子可染聚酯、20～30份间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠、15～25份可降解添加剂、8～15份的负离子添加剂、1～2份的荧光增白剂和5～8份油剂。
进一步地，所述可降解添加剂包括以下重量份数的成分：20～35份的甲壳素、15～30份的聚乙烯醇、5～15份的脂肪族芳族酯、25～40份的木薯粉、6～10份的改性聚乳酸和2～3份的有机单糖。
进一步地，所述负离子添加剂包括以下重量份数的成分：30～55份的电气石、18～30份的银系抗菌剂、10～15份的三氧化二铽、7～15份石墨烯和3～7份纳米碳硅粉。
进一步地，所述油剂包括以下重量数的成分：30～50份的矿物油、10～15份的抗静电剂、25～30份的三羟甲基丙烷三酸酯、5～15份的非离子表面活性剂和15～30份异丙醇。
进一步地，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的黏度为0.60～0.80dl/g，所述常压阳离子可染聚酯的黏度为0.50～0.70dl/g，所述间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠的黏度为0.45～0.60dl/g，所述可降解涤纶黏度为0.57～0.65dl/g。
一种涤纶膨体长丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备可降解添加剂：称取对应重量份数的甲壳素、聚乙烯醇、脂肪族芳族酯、木薯粉、改性聚乳酸和有机单糖，放入搅拌混合器中在75～90℃条件下充分搅拌，即可制得可降解添加剂；
(2)制备负离子添加剂：称取对应重量份数的电气石、银系抗菌剂、三氧化二铽石墨烯和纳米碳硅粉混合搅拌均匀，加入碾磨设备中碾磨粉碎至直径为40～65nm，过筛，干燥；
(3)纺丝原料干燥：称取对应重量份数的聚对苯二甲酸乙二醇酯、常压阳离子可染聚酯、间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠和可降解涤纶放置于真空烘箱中，在120℃～145℃的条件下干燥10～12h，使原料含水率低于50ppm；
(4)纺丝：将步骤(3)干燥得到的聚对苯二甲酸乙二醇酯、常压阳离子可染聚酯、间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠和可降解涤纶分别切片混合，冷却干燥，再与可降解添加剂、负离子添加剂混合，混合物加入BCF纺丝机组的螺杆挤出机熔融挤出，然后依次经侧吹风冷却、上油、拉伸、变形、冷却定型和卷绕成形等步骤制得涤纶膨体长丝。
进一步地，所述螺杆熔融挤出温度为230～255℃，挤出压力为65bar。
进一步地，所述侧吹风风速为0.5～1米/分，冷却风温为18～5℃。
进一步地，所述上油油轮转速18～30r/min，上油率为0.6～1.2％。
进一步地，所述牵伸包括预牵伸和主牵伸，所述牵伸工序牵伸倍数为1.2～2.5。
本发明实现的有益效果：本发明一种涤纶膨体长丝及其制备方法，通过在制备涤纶膨体长丝的同时加入可降解添加剂和负离子添加剂，使得制备的涤纶膨体长丝可释放负离子，同时，可以在废弃之后更加容易生物降解，纺丝之前对纺丝原料干燥，解决了因PET切片熔融温度高，原料所含水分在熔融挤出过程中，与PET大分子发生水解反应，导致聚合度下降，纺丝困难，产品质量下降的问题。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：一种涤纶膨体长丝，包括以下重量份数的成分：30份的聚对苯二甲酸乙二醇酯、20份的常压阳离子可染聚酯、20份间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠、15份可降解添加剂、8份的负离子添加剂、1份的荧光增白剂和5份油剂。
其中，所述可降解添加剂包括以下重量份数的成分：20份的甲壳素、15份的聚乙烯醇、5份的脂肪族芳族酯、25份的木薯粉、6份的改性聚乳酸和2份的有机单糖。所述负离子添加剂包括以下重量份数的成分：30份的电气石、18份的银系抗菌剂、10份的三氧化二铽、7份石墨烯和3份纳米碳硅粉。所述油剂包括以下重量数的成分：30份的矿物油、10份的抗静电剂、25份的三羟甲基丙烷三酸酯、5份的非离子表面活性剂和15份异丙醇。所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的黏度为0.60～0.80dl/g，所述常压阳离子可染聚酯的黏度为0.50～0.70dl/g，所述间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠的黏度为0.45～0.60dl/g，所述可降解涤纶黏度为0.57～0.65dl/g。
一种涤纶膨体长丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备可降解添加剂：称取对应重量份数的甲壳素、聚乙烯醇、脂肪族芳族酯、木薯粉、改性聚乳酸和有机单糖，放入搅拌混合器中在75℃条件下充分搅拌，即可制得可降解添加剂；
(2)制备负离子添加剂：称取对应重量份数的电气石、银系抗菌剂、三氧化二铽石墨烯和纳米碳硅粉混合搅拌均匀，加入碾磨设备中碾磨粉碎至直径为40～65nm，过筛，干燥；
(3)纺丝原料干燥：称取对应重量份数的聚对苯二甲酸乙二醇酯、常压阳离子可染聚酯、间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠和可降解涤纶放置于真空烘箱中，在120℃～145℃的条件下干燥10～12h，使原料含水率低于50ppm；
(4)纺丝：将步骤(3)干燥得到的聚对苯二甲酸乙二醇酯、常压阳离子可染聚酯、间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠和可降解涤纶分别切片混合，冷却干燥，再与可降解添加剂、负离子添加剂混合，混合物加入BCF纺丝机组的螺杆挤出机熔融挤出，然后依次经侧吹风冷却、上油、拉伸、变形、冷却定型和卷绕成形等步骤制得涤纶膨体长丝。
其中，所述螺杆熔融挤出温度为230～255℃，挤出压力为65bar。所述侧吹风风速为0.5～1米/分，冷却风温为18～5℃。所述上油油轮转速18～30r/min，上油率为0.6～1.2％。所述牵伸包括预牵伸和主牵伸，所述牵伸工序牵伸倍数为1.2～2.5。
实施例2：
一种涤纶膨体长丝，包括以下重量份数的成分：40份的聚对苯二甲酸乙二醇酯、25份的常压阳离子可染聚酯、25份间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠、20份可降解添加剂、11.5份的负离子添加剂、1.5份的荧光增白剂和6.5份油剂。
其中，所述可降解添加剂包括以下重量份数的成分：27.5份的甲壳素、22.5份的聚乙烯醇、10份的脂肪族芳族酯、32.5份的木薯粉、8份的改性聚乳酸和2.5份的有机单糖。所述负离子添加剂包括以下重量份数的成分：42.5份的电气石、24份的银系抗菌剂、12.5份的三氧化二铽、11份石墨烯和5份纳米碳硅粉。所述油剂包括以下重量数的成分：40份的矿物油、12.5份的抗静电剂、27.5份的三羟甲基丙烷三酸酯、10份的非离子表面活性剂和22.5份的异丙醇。所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的黏度为0.60～0.80dl/g，所述常压阳离子可染聚酯的黏度为0.50～0.70dl/g，所述间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠的黏度为0.45～0.60dl/g，所述可降解涤纶黏度为0.57～0.65dl/g。
一种涤纶膨体长丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备可降解添加剂：称取对应重量份数的甲壳素、聚乙烯醇、脂肪族芳族酯、木薯粉、改性聚乳酸和有机单糖，放入搅拌混合器中在75℃条件下充分搅拌，即可制得可降解添加剂；
(2)制备负离子添加剂：称取对应重量份数的电气石、银系抗菌剂、三氧化二铽石墨烯和纳米碳硅粉混合搅拌均匀，加入碾磨设备中碾磨粉碎至直径为40～65nm，过筛，干燥；
(3)纺丝原料干燥：称取对应重量份数的聚对苯二甲酸乙二醇酯、常压阳离子可染聚酯、间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠和可降解涤纶放置于真空烘箱中，在120℃～145℃的条件下干燥10～12h，使原料含水率低于50ppm；
(4)纺丝：将步骤(3)干燥得到的聚对苯二甲酸乙二醇酯、常压阳离子可染聚酯、间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠和可降解涤纶分别切片混合，冷却干燥，再与可降解添加剂、负离子添加剂混合，混合物加入BCF纺丝机组的螺杆挤出机熔融挤出，然后依次经侧吹风冷却、上油、拉伸、变形、冷却定型和卷绕成形等步骤制得涤纶膨体长丝。
其中，所述螺杆熔融挤出温度为230～255℃，挤出压力为65bar。所述侧吹风风速为0.5～1米/分，冷却风温为18～5℃。所述上油油轮转速18～30r/min，上油率为0.6～1.2％。所述牵伸包括预牵伸和主牵伸，所述牵伸工序牵伸倍数为1.2～2.5。
实施例3：
一种涤纶膨体长丝，包括以下重量份数的成分：50份的聚对苯二甲酸乙二醇酯、30份的常压阳离子可染聚酯、30份间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠、25份可降解添加剂、15份的负离子添加剂、2份的荧光增白剂和8份油剂。
其中，所述可降解添加剂包括以下重量份数的成分：35份的甲壳素、30份的聚乙烯醇、15份的脂肪族芳族酯、40份的木薯粉、10份的改性聚乳酸和3份的有机单糖。所述负离子添加剂包括以下重量份数的成分：55份的电气石、30份的银系抗菌剂、15份的三氧化二铽、15份石墨烯和7份纳米碳硅粉。所述油剂包括以下重量数的成分：50份的矿物油、15份的抗静电剂、230份的三羟甲基丙烷三酸酯、15份的非离子表面活性剂和30份异丙醇。所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的黏度为0.60～0.80dl/g，所述常压阳离子可染聚酯的黏度为0.50～0.70dl/g，所述间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠的黏度为0.45～0.60dl/g，所述可降解涤纶黏度为0.57～0.65dl/g。
一种涤纶膨体长丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备可降解添加剂：称取对应重量份数的甲壳素、聚乙烯醇、脂肪族芳族酯、木薯粉、改性聚乳酸和有机单糖，放入搅拌混合器中在75℃条件下充分搅拌，即可制得可降解添加剂；
(2)制备负离子添加剂：称取对应重量份数的电气石、银系抗菌剂、三氧化二铽石墨烯和纳米碳硅粉混合搅拌均匀，加入碾磨设备中碾磨粉碎至直径为40～65nm，过筛，干燥；
(3)纺丝原料干燥：称取对应重量份数的聚对苯二甲酸乙二醇酯、常压阳离子可染聚酯、间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠和可降解涤纶放置于真空烘箱中，在120℃～145℃的条件下干燥10～12h，使原料含水率低于50ppm；
(4)纺丝：将步骤(3)干燥得到的聚对苯二甲酸乙二醇酯、常压阳离子可染聚酯、间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠和可降解涤纶分别切片混合，冷却干燥，再与可降解添加剂、负离子添加剂混合，混合物加入BCF纺丝机组的螺杆挤出机熔融挤出，然后依次经侧吹风冷却、上油、拉伸、变形、冷却定型和卷绕成形等步骤制得涤纶膨体长丝。
其中，所述螺杆熔融挤出温度为230～255℃，挤出压力为65bar。所述侧吹风风速为0.5～1米/分，冷却风温为18～5℃。所述上油油轮转速18～30r/min，上油率为0.6～1.2％。所述牵伸包括预牵伸和主牵伸，所述牵伸工序牵伸倍数为1.2～2.5。
经试生产，产品卷曲率提高到7.8％，成品率提高到94.3％。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种涤纶膨体长丝，其特征在于，包括以下重量份数的成分：30～50份的聚对苯二甲酸乙二醇酯、20～30份的常压阳离子可染聚酯、20～30份间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠、15～25份可降解添加剂、8～15份的负离子添加剂、1～2份的荧光增白剂和5～8份油剂。
2.根据权利要求1所述的一种涤纶膨体长丝，其特征在于，所述可降解添加剂包括以下重量份数的成分：20～35份的甲壳素、15～30份的聚乙烯醇、5～15份的脂肪族芳族酯、25～40份的木薯粉、6～10份的改性聚乳酸和2～3份的有机单糖。
3.根据权利要求1所述的一种涤纶膨体长丝，其特征在于，所述负离子添加剂包括以下重量份数的成分：30～55份的电气石、18～30份的银系抗菌剂、10～15份的三氧化二铽、7～15份石墨烯和3～7份纳米碳硅粉。
4.根据权利要求1所述的一种涤纶膨体长丝，其特征在于，所述油剂包括以下重量数的成分：30～50份的矿物油、10～15份的抗静电剂、25～30份的三羟甲基丙烷三酸酯、5～15份的非离子表面活性剂和15～30份异丙醇。
5.根据权利要求1所述的一种涤纶膨体长丝，其特征在于，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的黏度为0.60～0.80dl/g，所述常压阳离子可染聚酯的黏度为0.50～0.70dl/g，所述间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠的黏度为0.45～0.60dl/g，所述可降解涤纶黏度为0.57～0.65dl/g。
6.一种涤纶膨体长丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备可降解添加剂：称取对应重量份数的甲壳素、聚乙烯醇、脂肪族芳族酯、木薯粉、改性聚乳酸和有机单糖，放入搅拌混合器中在75～90℃条件下充分搅拌，即可制得可降解添加剂；
(2)制备负离子添加剂：称取对应重量份数的电气石、银系抗菌剂、三氧化二铽石墨烯和纳米碳硅粉混合搅拌均匀，加入碾磨设备中碾磨粉碎至直径为40～65nm，过筛，干燥；
(3)纺丝原料干燥：称取对应重量份数的聚对苯二甲酸乙二醇酯、常压阳离子可染聚酯、间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠和可降解涤纶放置于真空烘箱中，在120℃～145℃的条件下干燥10～12h，使原料含水率低于50ppm；
(4)纺丝：将步骤(3)干燥得到的聚对苯二甲酸乙二醇酯、常压阳离子可染聚酯、间苯二甲酸二甲酯～5～磺酸钠和可降解涤纶分别切片混合，冷却干燥，再与可降解添加剂、负离子添加剂混合，混合物加入BCF纺丝机组的螺杆挤出机熔融挤出，然后依次经侧吹风冷却、上油、拉伸、变形、冷却定型和卷绕成形等步骤制得涤纶膨体长丝。
7.根据权利要求2所述的一种涤纶膨体长丝的制备方法，其特征在于，所述螺杆熔融挤出温度为230～255℃，挤出压力为65bar。
8.根据权利要求2所述的一种涤纶膨体长丝的制备方法，其特征在于，所述侧吹风风速为0.5～1米/分，冷却风温为18～5℃。
9.根据权利要求2所述的一种涤纶膨体长丝的制备方法，其特征在于，所述上油油轮转速18～30r/min，上油率为0.6～1.2％。
10.根据权利要求2所述的一种涤纶膨体长丝的制备方法，其特征在于，所述牵伸包括预牵伸和主牵伸，所述牵伸工序牵伸倍数为1.2～2.5。
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