專利名稱：納米碳酸鈣改性滌綸預(yù)取向絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成纖維，具體地，本發(fā)明涉及一種改性滌綸預(yù)取向絲。
背景技術(shù)：
滌綸作為合成纖維中的三大主力纖維之一，因其優(yōu)良的物理和化學(xué)特性被廣泛應(yīng)用于服裝面料以及其它非服裝領(lǐng)域。滌綸產(chǎn)品自問世以來，也曾以其懸垂性好、強(qiáng)度高、挺括而被下游用戶當(dāng)作主要紡織原料來織造各類紡織品。隨著經(jīng)濟(jì)全球化，市場國際化，人們對服裝的要求也越來越高了，不但要具有舒適性，還要具有功能性，面料就向輕、柔、功能性方向發(fā)展，合成纖維材料就需要不斷提高性能來滿足織造要求。近十年來，我國聚酯工業(yè)發(fā)展迅速，聚酯纖維產(chǎn)量已從2000年初的516. 5萬噸發(fā)展到2010年末的2700萬噸，平均年增長率超過25%，已經(jīng)占到全球聚酯產(chǎn)量的66%。滌綸已成為化學(xué)纖維中產(chǎn)量最大的合成纖維品種，廣泛應(yīng)用于衣著、裝飾、家用紡織品、產(chǎn)業(yè)用紡織品和國防、工業(yè)工程等國計民生各個方面。今后五年，還將保持快速增長。但是，作為紡織材料，聚酯纖維也有明顯的缺點(diǎn)。因此，選擇科學(xué)、高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、環(huán)保的加工方法， 對適應(yīng)和促進(jìn)聚酯工業(yè)、滌綸纖維的高速可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。雖然，在合成纖維中，聚酯纖維具有適合紡織應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的多種性能，因而其自大規(guī)模生產(chǎn)以來取得了令人矚目的發(fā)展。但隨著世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和世界工業(yè)的發(fā)展，聚酯纖維在性能和功能上不能完全滿足人們的要求。發(fā)展和創(chuàng)新的結(jié)果使得人們開發(fā)了一大批差別化、功能化以及高性能的合成纖維。目前差別化聚酯纖維新品種的開發(fā)和應(yīng)用代表了聚酯行業(yè)的發(fā)展方向。差別化聚酯產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)大致可以歸納為以下幾個方面(1)復(fù)合紡超細(xì)纖維的紡絲技術(shù)以及紡絲組件設(shè)計；(2)復(fù)合紡雙組分功能性纖維或差別化纖維的紡絲技術(shù)；(3)熔體直紡制備細(xì)旦、微細(xì)旦聚酯纖維的成套技術(shù)；(4)各種截面噴絲板的設(shè)計以及異形纖維的紡絲技術(shù)；(5)三異纖維的紡絲技術(shù)以及同板混纖噴絲板的設(shè)計；(6)異收縮混纖紗復(fù)合加工技術(shù)；(7)聚合物改性制備功能性聚酯及其纖維的制備；(8)聚合物改性制備智能纖維以及智能面料的開發(fā)應(yīng)用；(9)納米粉體原位聚合制備功能性聚酯及其纖維；(10)多種有機(jī)或無機(jī)納米粒子的制備和分散技術(shù)；(11)有機(jī)或無機(jī)納米粒子/聚合物基復(fù)合聚酯材料的制備及紡絲技術(shù)；(12)天然纖維和合成纖維、化纖長絲與短纖多維結(jié)合技術(shù)。由于納米材料所具有的“小尺寸效應(yīng)”、“界面效應(yīng)”、“量子尺寸效應(yīng)”和“宏觀量子隧道效應(yīng)”，使得納米材料在結(jié)構(gòu)、光電、磁和化學(xué)性質(zhì)等方面表現(xiàn)出與普通材料不同的特異性。
一般認(rèn)為，只要能直接進(jìn)行拉伸變形加工的原絲，并且加工前放置時間對原絲的性質(zhì)沒有大的影響，并在加工過程中不會出現(xiàn)生頭困難，不會造成成品絲毛絲、強(qiáng)度偏低、 染色不均勻的未拉伸絲，均可稱之為預(yù)取向絲或部分取向絲(ΡΟΥ)。POY工藝具有以下特占.
^ \\\ ·(1)紡絲繞卷速度高，繞卷筒子硬度高、重量大、便于運(yùn)輸；(2)紡絲過程穩(wěn)定，適宜DTY加工，并且預(yù)取向絲存放穩(wěn)定性好。本申請的發(fā)明人致力于將納米材料在功能特異性方面的特點(diǎn)引入到滌綸纖維的合成中，并結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)中的預(yù)取向絲生產(chǎn)工藝完成了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了滿足人們對紡織面料的多方面需要，不斷開發(fā)功能性的聚酯纖維，我們通過納米改性劑，對傳統(tǒng)的聚酯纖維進(jìn)行改性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案一種納米碳酸鈣改性滌綸預(yù)取向絲的制備方法，包括縮聚改性聚酯熔體的制備步驟和直紡滌綸預(yù)取向絲(POY)的制備工藝；在縮聚改性聚酯熔體的制備工藝中采用對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)單體為原料，并添加有納米碳酸鈣改性劑制備得到改性共聚酯熔體，上述聚酯熔體直接通過熔體輸送，經(jīng)計量、紡絲組件擠出、吹風(fēng)冷卻、上油、甬道、卷繞制得納米碳酸鈣改性滌綸預(yù)取向絲；其特征在于所述的納米碳酸鈣改性共聚酯熔體的制備工藝包括如下步驟首先在連續(xù)聚酯設(shè)備上，采用對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)單體，按照PTA與EG 的摩爾比1 1.20-1 1.30的比例各自連續(xù)穩(wěn)定地計量并加入到漿料釜中打漿，打漿釜內(nèi)加入納米碳酸鈣改性劑、消光劑二氧化鈦，其中納米碳酸鈣的加入量與對苯二甲酸的摩爾比為0. 8-1. 2 %，消光劑二氧化鈦的加入量與苯二甲酸的摩爾比為0. 15-0. 20% ；然后將上述漿料連續(xù)穩(wěn)定輸送至酯化-I、酯化-II反應(yīng)釜中，酯化-II反應(yīng)釜中同時連續(xù)添加穩(wěn)定劑，控制酯化率97. 5% -99. 5%，熔體的黏度控制為0. 65-0. 69 ；將酯化物泵送到縮聚工段，按縮聚工藝在溫度265-267°C的條件下制得改性共聚酯熔體，其中所述的穩(wěn)定劑為磷酸三甲酯，其加入量與對苯二甲酸的摩爾比為0. 10-0. 18%。其中，所述的納米碳酸鈣的平均粒徑為10nm-500nm。更優(yōu)選的其平均粒徑為 50nm-150nm,并且最大粒徑不超過500nm。其中，所述的二氧化鈦為金紅石相。其平均粒徑為lOOmiHBOOnm。其中，改性滌綸預(yù)取向絲(POY)的制備工藝包括如下步驟將上述改性共聚酯熔體，通過熔體輸送管道設(shè)備，輸送到熔體直紡長絲生產(chǎn)設(shè)備上，經(jīng)計量泵、紡絲組件、吹風(fēng)冷卻、上油、甬道、卷繞工藝，其中控制熔體輸送管道的溫度為^6468°C，紡絲箱體溫度為 ^9-291°C，側(cè)吹風(fēng)風(fēng)速0. 35-0. 70米/秒。其中，改性滌綸預(yù)取向絲的含油率為0. 35-0. 42%。其中，改性滌綸預(yù)取向絲為半消光。其中，紡絲組件中噴絲板的孔徑在0. 15-0. 35mm，噴絲孔的長徑比大于2.0，本發(fā)明的改性聚酯熔體特別適合用來紡織規(guī)格為30DA8F的POY絲。本發(fā)明的有益效果是，提供了一種連續(xù)改性滌綸聚酯熔體預(yù)取向絲的工藝。并且本發(fā)明的改性滌綸POY絲中，添加有納米級別的碳酸鈣，制備得到的纖維有珍珠光澤，有美容養(yǎng)顏，嫩白肌膚功效；并且制備得到的POY絲結(jié)晶度在0. 8-1. 8%之間；斷裂伸長率為122-138%，具有良好的可加工性能。結(jié)構(gòu)一體性參數(shù)在0.45-0. 9之間，沸水收縮率在 35% -75%之間。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的解釋和說明。實(shí)施例1納米碳酸鈣改性聚酯的制備工藝首先，在連續(xù)聚酯設(shè)備上，采用對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)單體，按照PTA與 EG的摩爾比1 1. 25的比例各自連續(xù)穩(wěn)定地計量并加入到漿料釜中打漿，打漿釜內(nèi)加入納米碳酸鈣改性劑、消光劑二氧化鈦，其中納米碳酸鈣的加入量與對苯二甲酸的摩爾比為 0.9%，消光劑為金紅石結(jié)構(gòu)的二氧化鈦，其加入量與苯二甲酸的摩爾比為0. 20% ；然后，將上述漿料連續(xù)穩(wěn)定輸送至酯化-I、酯化-II反應(yīng)釜中，酯化-II反應(yīng)釜中同時連續(xù)添加穩(wěn)定劑，控制酯化率99%，黏度控制在0. 67 ；將酯化物泵送到縮聚工段，按縮聚工藝在溫度266°C，真空度IOKPa的條件下制得改性聚酯熔體，其中所述的穩(wěn)定劑為磷酸三甲酯，其加入量與對苯二甲酸的摩爾比為0. 16%。其中，具體的酯化和縮聚反應(yīng)條件如表 1所示。表1改性聚酯酯化和縮聚反應(yīng)條件
權(quán)利要求
1.一種納米碳酸鈣改性滌綸預(yù)取向絲的制備方法，包括縮聚改性聚酯熔體的制備步驟和直紡滌綸預(yù)取向絲(POY)的制備工藝；在縮聚改性聚酯熔體的制備工藝中采用對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)單體為原料，并添加有納米碳酸鈣改性劑制備得到改性共聚酯熔體， 上述聚酯熔體直接通過熔體輸送，經(jīng)計量、紡絲組件擠出、吹風(fēng)冷卻、上油、甬道、卷繞制得納米碳酸鈣改性滌綸預(yù)取向絲；其特征在于所述的納米碳酸鈣改性共聚酯熔體的制備工藝包括如下步驟首先，在連續(xù)聚酯設(shè)備上，采用對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)單體，按照PTA與EG的摩爾比1 1.20-1 1.30的比例各自連續(xù)穩(wěn)定地計量并加入到漿料釜中打漿，打漿釜內(nèi)加入納米碳酸鈣改性劑、消光劑二氧化鈦，其中納米碳酸鈣的加入量與對苯二甲酸的摩爾比為0. 8-1. 2 %，消光劑二氧化鈦的加入量與苯二甲酸的摩爾比為0. 15-0. 20% ；然后，將上述漿料連續(xù)穩(wěn)定輸送至酯化一 I、酯化-II反應(yīng)釜中，酯化-II反應(yīng)釜中同時連續(xù)添加穩(wěn)定劑，控制酯化率97. 5% -99. 5%，熔體的黏度控制為0. 65-0. 69 ；將酯化物泵送到縮聚工段，按縮聚工藝在溫度265-267°C的條件下制得改性共聚酯熔體，其中所述的穩(wěn)定劑為磷酸三甲酯，其加入量與對苯二甲酸的摩爾比為0. 10-0. 18%。
2.權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于改性滌綸預(yù)取向絲(POY)的制備工藝包括如下步驟將上述改性共聚酯熔體，通過熔體輸送管道設(shè)備，輸送到熔體直紡長絲生產(chǎn)設(shè)備上，經(jīng)計量泵、紡絲組件、吹風(fēng)冷卻、上油、甬道、卷繞工藝，其中控制熔體輸送管道的溫度為 278-287°C，紡絲箱體溫度為289-291 °C，側(cè)吹風(fēng)風(fēng)速0. 35-0. 70米/秒。
3.權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的改性滌綸預(yù)取向絲的含油率為 0. 55-0. 7wt%0
4.權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的改性滌綸預(yù)取向絲為半消光。
5.權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的改性滌綸預(yù)取向絲的規(guī)格為 30D/36F。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米碳酸鈣改性滌綸預(yù)取向絲的制備方法，包括縮聚改性聚酯熔體的制備步驟和直紡滌綸預(yù)取向絲(POY)的制備工藝；在縮聚改性聚酯熔體的制備工藝中采用對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)單體為原料，并添加有納米碳酸鈣改性劑制備得到改性共聚酯熔體，上述聚酯熔體直接通過熔體輸送，經(jīng)計量、紡絲組件擠出、吹風(fēng)冷卻、上油、甬道、卷繞制得納米碳酸鈣改性滌綸預(yù)取向絲。本發(fā)明的方法制備得到的纖維有珍珠光澤，有美容養(yǎng)顏，嫩白肌膚功效；并且制備得到的POY絲結(jié)晶度在0.8-1.8％之間；斷裂伸長率為122-138％，具有良好的可加工性能。
文檔編號C08G63/183GK102330173SQ20111013127
公開日2012年1月25日 申請日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者沈家康, 王國柱, 趙廣兵, 鈕真榮 申請人:江蘇鷹翔化纖股份有限公司