CN112680822A - 一种防透光改性pbt半消光纤维及其生产方式 - Google Patents
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Abstract
一种防透光改性PBT半消光纤维，包括以下重量份数的主要原料：75.9‑76.9份PBT树脂、19‑20份的玻纤增强剂、0.3‑1.3份的润滑剂、0.3‑1.3份的分散剂、0.25‑1.25份抗氧剂、0.5‑1.5份消光剂、1.45‑2.45份低温改质增韧剂和0.3‑1.3份可见光吸收剂；本发明在PBT纤维中加入了玻纤增强剂，有效提升了PBT纤维的抗拉强度；本发明在PBT纤维中加入了低温改质增韧剂，有效提升了PBT纤维在低温环境下的韧性；本发明在PBT纤维中加入了可见光吸收剂，增强的PBT纤维的防透光性能，使制成品的防透光性能大大增强；本发明在PBT纤维中加入了消光剂，使PBT纤维的光泽度降低。
Description
技术领域
本发明涉及化纤生产领域，具体涉及到一种防透光改性PBT半消光纤维及其生产方式。
背景技术
PBT纤维是聚对苯二甲酸丁二酯纤维的简称，由高纯度对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)与1，4－丁二醇酯化后缩聚的线性聚合物，经熔体纺丝制得的纤维，属于聚酯纤维的一种，由PBT制成的纤维具有聚酯纤维共有的一些性质，但由于在PBT大分子基本链节上的柔性部分较长，因而使PBT纤维的熔点和玻璃化温度较普通聚酯纤维为低，但纤维大分子链的柔性和弹性有所提高。
PBT纤维具有良好的耐久性、尺寸稳定性和较好的弹性，而且弹性不受湿度的影响；PBT纤维及其制品的手感柔软，吸湿性、耐磨性和纤维卷曲性好,拉伸弹性和压缩弹性极好，其弹性回复率优于涤纶，同时PBT纤维在干湿态条件下均具有特殊的伸缩性，而且弹性不受周围环境温度变化的影响；具有良好的染色性能，可用普通分散染料进行常压沸染，而无需载体；但是PBT纤维也有一些缺点如防透光性能较差，低温下韧性一般，光泽度太高，目前市面上缺少一种防透光改性PBT半消光纤维。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供一种防透光改性PBT半消光纤维，解决了传统的PBT纤维防透光性能较差，低温下韧性一般，光泽度太高的问题。
(二)技术方案
为解决所述技术问题，本发明提供一种防透光改性PBT半消光纤维，包括以下重量份数的主要原料：75.9-76.9份PBT树脂、19-20份的玻纤增强剂、0.3-1.3份的润滑剂、0.3-1.3份的分散剂、0.25-1.25份抗氧剂、0.5-1.5份消光剂、1.45-2.45份低温改质增韧剂和0.3-1.3份可见光吸收剂。
进一步优化的，所述PBT树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯。
进一步优化的，所述玻纤增强剂为无碱玻璃纤维。
进一步优化的，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
进一步优化的，所述分散剂为硅烷偶联剂。
进一步优化的，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比1:1的混合物。
进一步优化的，所述低温改质增韧剂为杜邦公司的Elvaroy 1820型号橡胶。
进一步优化的，所述可见光吸收剂为偶氮化合物。
一种防透光改性PBT半消光纤维的方法，包括以下步骤：
S1,称料：按重量份数称取75.9-76.9份PBT树脂、19-20份的玻纤增强剂、0.3-1.3份的润滑剂、0.3-1.3份的分散剂、0.25-1.25份抗氧剂、0.5-1.5份消光剂、1.45-2.45份低温改质增韧剂和0.3-1.3份可见光吸收剂；
S2,干燥：首先将步骤一称取的75.9-76.9份PBT树脂放入干燥机中，在110℃干燥3小时，得到干燥的PBT树脂备用；然后将步骤一称取的19-20份玻纤增强剂放入干燥机中，在100℃下干燥3小时，得到干燥的玻璃纤维备用；
S3,混合：将步骤一称取的0.3-1.3份的润滑剂、0.3-1.3份的分散剂、0.25-1.25份抗氧剂、0.5-1.5份消光剂、1.45-2.45份低温改质增韧剂备用、0.3-1.3份可见光吸收剂和步骤二干燥后得到的PBT树脂依次加入高混机中，在转速为400转/min、温度为160℃条件下混合17.5min，得到混合物；
S4,成型：将步骤三得到的混合物放入双螺杆挤出机中熔融共混，双螺杆挤出机的机筒分为1～6区，1区温度为215℃、2区温度为225℃、3区温度为235℃、4区温度为232.5℃、5区温度为242.5℃、6区温度为255℃，熔融共混的转速为270转/min，熔融共混的熔体压力为7MPa，在共混的同时以125kg/min的加料速度加入步骤二得到的干燥玻璃纤维，最后从双螺杆挤出机出口挤出，然后依次经冷却成型和切割制备成粒径为1～2mm、长度为2～3mm的颗粒，即得到防透光半消光改性PBT材料；
S5,抽丝：将步骤四得到的防透光半消光改性PBT材料加入化学纤维抽丝机，经过抽丝后得到防透光改性PBT半消光纤维。
(三)有益效果
1.本发明在PBT纤维中加入了玻纤增强剂，有效提升了PBT纤维的抗拉强度。
2.本发明在PBT纤维中加入了低温改质增韧剂，有效提升了PBT纤维在低温环境下的韧性。
3.本发明在PBT纤维中加入了可见光吸收剂，增强的PBT纤维的防透光性能，使制成品的防透光性能大大增强。
4.本发明在PBT纤维中加入了消光剂，使PBT纤维的光泽度降低，符合制成品的光泽度需要。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明提供一种防透光改性PBT半消光纤维，包括以下重量份数的主要原料：75.9-76.9份PBT树脂、19-20份的玻纤增强剂、0.3-1.3份的润滑剂、0.3-1.3份的分散剂、0.25-1.25份抗氧剂、0.5-1.5份消光剂、1.45-2.45份低温改质增韧剂和0.3-1.3份可见光吸收剂。
具体的且优选的，配料比为：75.9-76.9份PBT树脂、19-20份的玻纤增强剂、0.3份的润滑剂、0.3份的分散剂、0.25份抗氧剂、0.5份消光剂、1.45份低温改质增韧剂和0.3份可见光吸收剂。
其中PBT树脂为主要原料，即聚对苯二甲酸丁二醇酯，它是对苯二甲酸与1,4-丁二醇的缩聚物,PBT制成的纤维强度为30.91～35.32cN/tex，伸长率30％～60％，熔点为223℃，其结晶化速度比聚对苯二甲酸乙二酯快10倍，有极好的伸长弹性回复率和柔软易染色的特点，由PBT制成的纤维具有聚酯纤维共有的一些性质，但由于在PBT大分子基本链节上的柔性部分较长，因而使PBT纤维的熔点和玻璃化温度较普通聚酯纤维为低，但纤维大分子链的柔性和弹性有所提高。
PBT纤维具有良好的耐久性、尺寸稳定性和较好的弹性，而且弹性不受湿度的影响；PBT纤维及其制品的手感柔软，吸湿性、耐磨性和纤维卷曲性好,拉伸弹性和压缩弹性极好，其弹性回复率优于涤纶；PBT纤维在干湿态条件下均具有特殊的伸缩性，而且弹性不受周围环境温度变化的影响；具有良好的染色性能，可用普通分散染料进行常压沸染，而无需载体；PBT纤维可以染得纤维色泽鲜艳，色牢度及耐氯性优良；同时其具有优良的耐化学药品性、耐光性和耐热性。
PBT纤维特别适用于制作游泳衣、连袜裤、训练服、体操服、健美服、网球服、舞蹈紧身衣、弹力牛仔服、滑雪裤、长筒袜、医疗上应用的绷带等高弹性纺织品；PBT纤维的长丝可经变形加工后使用，而短纤维可与其他纤维进行混纺，也可用于包芯纱制作弹力劳动布，还可用于制织仿毛织品。
辅料玻纤增强剂起到增强PBT纤维抗拉强度的作用，其中主要成分为玻璃纤维，是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差；它是叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石七种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成；玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。
辅料润滑剂、分散剂、抗氧剂起到保持各种原料性能并使其混合均匀的作用，有利于后续的抽丝步骤。
辅料消光剂主要起到消光的作用，是化纤生产中应用的一种助剂，添加到成纤高聚物后再行纺丝，可改善纤维表面过强的光学反射，故名消光剂；其消光的原理在于该消光剂的折射率与成纤高聚物的折射率相差很大，添加后所纺得的纤维，使入射光产生散射而被消除极光，降低透明度，增加白度；化纤生产中常用的消光剂为二氧化钛(TiO2)，粒度<1μm，根据不同的消光要求，消光剂的添加量可在0.03％～4.0％之间。
辅料低温改质增韧剂有助于提升PBT纤维在低温下的韧性，具体在本发明中为杜邦公司Elvaroy 1820型号橡胶。
增韧剂是指能增加基材柔韧性的物质；某些热固性树脂胶黏剂，如环氧树脂、酚醛树脂和不饱和聚酯树脂胶黏剂固化后伸长率低，脆性较大，当粘接部位承受外力时很容易产生裂纹，并迅速扩展，导致胶层开裂，不耐疲劳，不能作为结构粘接之用；因此，必须设法降低脆性，增大韧性，提高承载强度；凡能减低脆性，增加韧性，而又不影响基材主要性能的物质称为增韧剂。
增韧剂一般都含有活性基团，能与树脂发生化学反应，固化后不完全相容，有时还要分相，会获得较理想的增韧效果，使热变形温度不变或下降甚微，而抗冲击性能又明显改善；一些低分子液体或称之为增塑剂之物加入树脂之中，虽然也能降低脆性，但刚性、强度、热变形温度却大幅度下降，不能满足结构粘接要求，因此，增塑剂与增韧剂是完全不同的；有些线型高分子化合物，能与树脂混溶，含有活性基团，可以参与树脂的固化反应，提高断裂伸长率和冲击强度，但热变形温度有所下降，这种物质称之为增柔剂，常用的有液体聚硫橡胶、液体丁腈橡胶，由于它们与树脂适量配合，可以制成结构胶黏剂，所以也将增柔剂归入增韧剂之类。增柔与增韧虽是相互关联又不相同的概念，但实际上却很难严格区分开来；从理论上讲增韧与增柔不同，增韧它不使材料整体柔化，而是将环氧树脂固化物均相体系变成一个多相体系，即增韧剂聚集成球形颗粒在环氧树脂的交联网络构成的连续相中形成分散相，抗开裂性能发生突变，断裂韧性显著提高，但力学性能、耐热性损失较小。
辅料为可见光吸收剂，具体的是指偶氮化合物，偶氮化合物吸收可见光(约380-495nm)的性能特别好，而且在本发明中不会与其他原料发生反应，故选用偶氮化合物作为可见光吸收剂。
一种防透光改性PBT半消光纤维的方法，包括以下步骤：
S1,称料：按重量份数称取75.9-76.9份PBT树脂、19-20份的玻纤增强剂、0.3-1.3份的润滑剂、0.3-1.3份的分散剂、0.25-1.25份抗氧剂、0.5-1.5份消光剂、1.45-2.45份低温改质增韧剂和0.3-1.3份可见光吸收剂；
S2,干燥：首先将步骤一称取的75.9-76.9份PBT树脂放入干燥机中，在110℃干燥3小时，得到干燥的PBT树脂备用；然后将步骤一称取的19-20份玻纤增强剂放入干燥机中，在100℃下干燥3小时，得到干燥的玻璃纤维备用；
S3,混合：将步骤一称取的0.3-1.3份的润滑剂、0.3-1.3份的分散剂、0.25-1.25份抗氧剂、0.5-1.5份消光剂、1.45-2.45份低温改质增韧剂备用、0.3-1.3份可见光吸收剂和步骤二干燥后得到的PBT树脂依次加入高混机中，在转速为400转/min、温度为160℃条件下混合17.5min，得到混合物；
S4,成型：将步骤三得到的混合物放入双螺杆挤出机中熔融共混，双螺杆挤出机的机筒分为1～6区，1区温度为215℃、2区温度为225℃、3区温度为235℃、4区温度为232.5℃、5区温度为242.5℃、6区温度为255℃，熔融共混的转速为270转/min，熔融共混的熔体压力为7MPa，在共混的同时以125kg/min的加料速度加入步骤二得到的干燥玻璃纤维，最后从双螺杆挤出机出口挤出，然后依次经冷却成型和切割制备成粒径为1～2mm、长度为2～3mm的颗粒，即得到防透光半消光改性PBT材料；
S5,抽丝：将步骤四得到的防透光半消光改性PBT材料加入化学纤维抽丝机，经过抽丝后得到防透光改性PBT半消光纤维。
综上所述，上述实施方式并非是本发明的限制性实施方式，凡本领域的技术人员在本发明的实质内容的基础上所进行的修饰或者等效变形，均在本发明的技术范畴。
Claims (9)
1.一种防透光改性PBT半消光纤维，其特征在于，包括以下重量份数的主要原料：75.9-76.9份PBT树脂、19-20份的玻纤增强剂、0.3-1.3份的润滑剂、0.3-1.3份的分散剂、0.25-1.25份抗氧剂、0.5-1.5份消光剂、1.45-2.45份低温改质增韧剂和0.3-1.3份可见光吸收剂。
2.根据权利要求1所述的一种防透光改性PBT半消光纤维，其特征在于，所述PBT树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯。
3.根据权利要求2所述的一种防透光改性PBT半消光纤维，其特征在于，所述玻纤增强剂为无碱玻璃纤维。
4.根据权利要求3所述的一种防透光改性PBT半消光纤维，其特征在于，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
5.根据权利要求4所述的一种防透光改性PBT半消光纤维，其特征在于，所述分散剂为硅烷偶联剂。
6.根据权利要求5所述的一种防透光改性PBT半消光纤维，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比1:1的混合物。
7.根据权利要求6所述的一种防透光改性PBT半消光纤维，其特征在于，所述低温改质增韧剂为橡胶。
8.根据权利要求7所述的一种防透光改性PBT半消光纤维，其特征在于，所述可见光吸收剂为偶氮化合物。
9.一种制备如权利要求1-8任意一项所述的一种防透光改性PBT半消光纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1,称料：按重量份数称取75.9-76.9份PBT树脂、19-20份的玻纤增强剂、0.3-1.3份的润滑剂、0.3-1.3份的分散剂、0.25-1.25份抗氧剂、0.5-1.5份消光剂、1.45-2.45份低温改质增韧剂和0.3-1.3份可见光吸收剂；
S2,干燥：首先将步骤一称取的75.9-76.9份PBT树脂放入干燥机中，在110℃干燥3小时，得到干燥的PBT树脂备用；然后将步骤一称取的19-20份玻纤增强剂放入干燥机中，在100℃下干燥3小时，得到干燥的玻璃纤维备用；
S3,混合：将步骤一称取的0.3-1.3份的润滑剂、0.3-1.3份的分散剂、0.25-1.25份抗氧剂、0.5-1.5份消光剂、1.45-2.45份低温改质增韧剂备用、0.3-1.3份可见光吸收剂和步骤二干燥后得到的PBT树脂依次加入高混机中，在转速为400转/min、温度为160℃条件下混合17.5min，得到混合物；
S4,成型：将步骤三得到的混合物放入双螺杆挤出机中熔融共混，双螺杆挤出机的机筒分为1～6区，1区温度为215℃、2区温度为225℃、3区温度为235℃、4区温度为232.5℃、5区温度为242.5℃、6区温度为255℃，熔融共混的转速为270转/min，熔融共混的熔体压力为7MPa，在共混的同时以125kg/min的加料速度加入步骤二得到的干燥玻璃纤维，最后从双螺杆挤出机出口挤出，然后依次经冷却成型和切割制备成粒径为1～2mm、长度为2～3mm的颗粒，即得到防透光半消光改性PBT材料；
S5,抽丝：将步骤四得到的防透光半消光改性PBT材料加入化学纤维抽丝机，经过抽丝后得到防透光改性PBT半消光纤维。
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- 2020-12-29 CN CN202011592984.9A patent/CN112680822A/zh active Pending
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