CN1896347A - 抗紫外超细涤纶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗紫外超细涤纶及其制备方法，其特征在于，重量份数组分为：聚酯98～70份，经表面偶联处理的抗紫外线添加剂2～30份，纤维的纤度为0.3－0.7dtex，抗紫外线添加剂的粒径为20－200nm，本发明的抗紫外超细涤纶，由于所采用的抗紫外线添加剂经过了偶连剂的处理，加入量大大提高，不仅具有显著的抗紫外功能，而且与母体材料的结合性能也大大提高，机械性能优良，大大拓展了应用范围，具有显著的社会和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种功能性涤纶及其制备方法，尤其涉及一种抗紫外超细涤纶及其制备方法。
背景技术
目前，随着纺织产品向轻薄化发展，超细涤纶已经成为新合纤的主导产品之一，与常规涤纶相比，具有很多优点，从使用的角度出发，它是最具有革新性的仿真材料。当然，超细涤纶也存在一些缺点如价格高、加工成本高，尤其是在后处理时更需要细心和熟练，静电现象也较严重，染色的深度和牢度有所下降，这些都有待改善。但是，超细纤维具有很多特殊的优良性能，市场竞争力强，发展已经成为当务之急，它的发展不仅会给纺织工业带来新的生机和活力，而且由于它极细，使纤维与细胞的亲和力增加，所以，在生物医学上也会有广阔的应用前景。
但是，现有的产品在数量和质量方面还很有限，尤其是功能性纤维，文献：“添加纳米氧化钛的聚酯纤维性能研究，纺织学报.2004，25(4)，14-15；2.”、“高TiO2含量PET纤维的研制，广东化纤，20-22，2002”和专利：
1.TI：Light-resistant PET；INVENTOR：Kuehnel，Horst；Heidrich，Wolfgang；Dinse，Hans Dieter；Tucek，Eberhard；Sattler，Wolf；APPLICATIONNUM.：DD 85-275339；
2.TI：Melt spinning dull polyester multifilaments containing titaniumoxide at high speeds with good packaging stability.INVENTOR：Ezuka，Toshihige；Moriyama，Katsuo；PATENT NUM.：JP 10219524 A2；
3.TI：Ultrafine synthetic fibers containing organic and inorganic lightstabilizers with lasting light resistance and manufacture thereof.INVENTOR：Hashimoto，Takashi；Watanabe，Koji；PATENT NUM.：JP 11247025 A2 14公开了一种抗紫外超细涤纶，其采用金属氧化物作为抗紫外材料，但是，其所获得的纤维的纤度仅为0.8dtex，不仅抗紫外较弱，而且机械性能较差，不能满足有关领域，如服用和建筑等领域应用的需要。因此，加快开发新的抗紫外超细涤纶，以适应人们现代生活的需求，是有关部门所十分关切的课题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种抗紫外超细涤纶及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明的超抗紫外超细涤纶的重量份数组分为：
聚酯98～70份，经表面偶连处理的抗紫外线添加剂2～30份
纤维的纤度为0.3-0.7dtex；
抗紫外线添加剂的粒径为20-200nm；
所说的聚酯的结构通式如式(1)：
其中：n＝52～73；
所说的经表面偶连剂处理的抗紫外线添加剂选自表面经过偶连剂处理的二氧化钛、氧化锌、滑石粉、陶土或碳酸钙等中的一种，优选氧化锌或二氧化钛；
所说的偶连剂选自硅烷偶联剂或钛酸酯偶连剂，硅烷偶联剂化学名称为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧硅烷，钛酸酯化学名称为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，可采用市售商品，如上海耀华化工厂生产的牌号为KH-570的硅烷偶连剂；南京曙光化工厂生产的牌号为NDZ-201的钛酸酯偶连剂；
抗紫外线添加剂的表面偶连处理方法，可采用文献：纳米二氧化钛粒子的表面处理及其分散性研究，蒋翀等，26(3)，2003公开的方法，如包括如下步骤：
在反应釜中分别加入40kg金属氧化物粉体和3-10kg的偶联剂及300升乙醇溶液。在强力搅拌器搅拌下，水浴加热，逐渐升温到70～85℃，恒温回流50～70min。将处理好粉体放在鼓风干燥箱中烘干，干燥箱温度为60～70℃。烘干后，在球磨机中研细。
通过偶联剂对纳米抗紫外线添加剂进行表面修饰后可以明显减缓纳米抗紫外线添加剂在分散介质中的沉降速率。
本发明的抗紫外超细涤纶纤维的制备方法包括如下步骤：
(1)抗紫外功能母粒的制备：
将经过表面偶连处理的抗紫外线添加剂、粘合剂与大有光聚酯切片混合均匀，然后加入双螺杆共混仪进行母粒制备。聚酯添加量98-70份，经表面偶连处理的抗紫外线添加剂2-30份。双螺杆转速60-250HZ，喂料速度20-100HZ，温度如下表：
单位：℃
| 一单元(喂入区) | 二单元(挤压区) | 三单元(计量区) | 四单元(挤出区) | 五单元(出口区) |
| 210-230 | 235-275 | 235-275 | 235-275 | 235-275 |
所说的大有光聚酯切片为市售产品，如仪征化纤股份有限公司纤维级牌号的产品；
所述的“大有光”指的是聚酯切片中不含TiO2，聚酯结构如式(1)；
(2)将步骤(1)获得抗紫外功能母粒添加到半消光聚酯切片中，在纺丝机上纺丝，获得目标纤维，纺丝方法，为常规的方法，如《涤纶生产基本知识》公开的方法，其纺丝速度可达到800m/min-3000m/min。
抗紫外功能母粒的重量为半消光聚酯切片重量的1～3％；
所说的半消光聚酯切片，可采用市售产品，如广东开平公司生产的半消光涤纶切片，术语“半消光”指的是聚酯切片含重量百分比0.05～0.15％左右的TiO2，该定义在《涤纶生产基本知识》中有明确的描述；
其中聚酯结构如式(1)；
采用本发明的方法制备的抗紫外超细涤纶纤维，由于所采用的抗紫外线添加剂经过了偶连剂的处理，加入量大大提高，不仅具有显著的抗紫外功能，而且与母体材料的结合性能也大大提高，机械性能优良，大大拓展了应用范围，具有显著的社会和经济效益。
具体实施方式
实施例1
经表面偶连处理的抗紫外线添加剂的制备：
将40kg二氧化钛与3kg偶连剂加入300升乙醇溶液。在强力搅拌器搅拌下，水浴加热，逐渐升温到80℃，恒温回流60min。将处理好粉体放在鼓风干燥箱中烘干，干燥箱温度为67℃。烘干后，在球磨机中研细。
抗紫外功能母粒的制备：
将经过表面偶连处理的抗紫外线添加剂、粘合剂与大有光聚酯切片混合均匀，然后加入双螺杆共混仪进行母粒制备。
聚酯添加量90份，经表面偶连处理的抗紫外线添加剂10份。双螺杆转速60转，喂料速度20转，温度如下表：
单位：℃
| 一单元(喂入区) | 二单元(挤压区) | 三单元(计量区) | 四单元(挤出区) | 五单元(出口区) |
| 210 | 255 | 255 | 255 | 255 |
聚酯结构如式(1)，其中：n＝65
将获得的50公斤抗紫外功能母粒在纺丝过程中添加到450公斤聚酯切片中纺丝，采用上海经纬机械厂生产的一部位复合纺丝试验机，聚酯结构如式(1)，其中：n＝65；
纺丝过程的工艺条件如下：
干切片含水率 50PPM
螺杆挤压机温度 270℃
箱体温度 290℃
预过滤器后压 90kg/cm2
预过滤器滤芯 25μ
喷丝板规格 0.18/0.56/96
组件滤材 80目金属砂
风温 25℃
风湿 70％
风速 0.45m/min
上油率 0.53
卷绕速度 800m/min获得目标纤维。
采用GB/T14460-2001规定的方法机械检测，结果如下：
单丝线密度(dtex) 0.8
线密度偏差率(％) 0
断裂强度(cn/dtex) 2.85
断裂强度变异系数(cv％) 1.24
断裂伸度(％) 19.20
断裂伸度变异系数(cv％) 3.44
采用GB/T17032-1997规定的方法检测，针织物紫外线透过率：主峰波长300nm左右处的透过率为0.2387％。
实施例2
经表面偶连处理的抗紫外线添加剂的制备：
将40kg二氧化钛与10kg偶连剂加入300升乙醇溶液。在强力搅拌器搅拌下，水浴加热，逐渐升温到80℃，恒温回流60min。将处理好粉体放在鼓风干燥箱中烘干，干燥箱温度为67℃。烘干后，在球磨机中研细。
抗紫外功能母粒的制备：
将经过表面偶连处理的抗紫外线添加剂、粘合剂与大有光聚酯切片混合均匀，然后加入双螺杆共混仪进行母粒制备。聚酯添加量70份，经表面偶连处理的抗紫外线添加剂30份。双螺杆转速250转，喂料速度100转。
温度如下表：
单位：℃
| 一单元(喂入区) | 二单元(挤压区) | 三单元(计量区) | 四单元(挤出区) | 五单元(出口区) |
| 205 | 265 | 255 | 265 | 265 |
聚酯结构如式(1)，其中：n＝52
将获得的30公斤抗紫外功能母粒在纺丝过程中添加到870公斤聚酯切片中纺丝，采用上海经纬机械厂生产的一部位复合纺丝试验机，聚酯结构如式(1)，其中：n＝52
工艺条件：
纺丝工艺条件：干切片含水率 25PPM
螺杆挤压机温度 290℃
箱体温度 290℃
预过滤器后压 90kg/cm2
预过滤器滤芯 25μ
喷丝板规格 0.18/0.56/96
组件滤材 80目金属砂
风温 25℃
风湿 70％
风速 0.45m/min
上油率 0.53
卷绕速度 3000m/min获得目标纤维。
采用GB/T14460-2001规定的方法机械检测，结果如下：
单丝线密度(dtex) 0.31
线密度偏差率(％) 0
断裂强度(cn/dtex) 3.63
断裂强度变异系数(cv％) 2.24
断裂伸度(％) 26.19
断裂伸度变异系数(cv％) 5.44
采用GB/T17032-1997规定的方法检测，针织物紫外线透过率：主峰波长300nm左右处的透过率为0.3398％。
Claims (5)
1.一种抗紫外超细涤纶，其特征在于，重量份数组分为：聚酯98～70份，经表面偶连处理的抗紫外线添加剂2～30份，纤维的纤度为0.3-0.7dtex，抗紫外线添加剂的粒径为20-200nm，所说的聚酯的结构通式如式(1)：
其中：n＝52～73。
2.根据权利要求1所述的抗紫外超细涤纶，其特征在于，所说的经表面偶连剂处理的抗紫外线添加剂选自表面经过偶连剂处理的二氧化钛、氧化锌、滑石粉、陶土或碳酸钙中的一种。
3.根据权利要求2所述的抗紫外超细涤纶，其特征在于，所说的经表面偶连剂处理的抗紫外线添加剂选自氧化锌或二氧化钛。
4.根据权利要求1、2或3所述的抗紫外超细涤纶的制备方法，包括如下步骤：
(1)抗紫外功能母粒的制备：
将经过表面偶连处理的抗紫外线添加剂、粘合剂与大有光聚酯切片混合均匀，然后加入双螺杆共混仪进行母粒制备，聚酯添加量98-70份，经表面偶连处理的抗紫外线添加剂2-30份，聚酯结构如式(1)；
(2)将步骤(1)获得抗紫外功能母粒添加到半消光聚酯切片中，在纺丝机上纺丝，获得目标纤维，抗紫外功能母粒的重量为半消光聚酯切片重量的1～3％，聚酯结构如式(1)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)双螺杆转速60-250Hz，喂料速度20-100Hz。
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