一種熔體直紡超細旦滌綸長絲及其制備方法

一種熔體直紡超細旦滌綸長絲及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種熔體直紡超細旦滌綸長絲及其制備方法，其特征在于，所述的熔體直紡超細旦滌綸長絲其纖度為0.1～0.35dpf，力學強度為2.8～4.5cN/dtex，斷裂生產率為13～25％，采用熔體直紡方式，以常規聚酯熔體為主熔體，通過管道添加泵前注入系統使改性聚酯熔體添加到主熔體管道中，然后經過主熔體管道的靜態混合器進行熔體混合，然后再進行熔融紡絲，卷繞得到熔體直紡超細旦滌綸長絲。本發明的超細旦滌綸長絲由于纖維直徑小，彎曲阻力小，紗線較柔軟；纖維比表面積增加，提高了吸水性和吸油性；同時具有優異的蓬松性與覆蓋性，具有高填充密度產生微氣候效應，保暖性，并且毛細管芯吸性，改善織物透濕性，單絲強力較低有利于磨毛等后處理加工。
【專利說明】
一種熔體直紡超細旦滌綸長絲及其制備方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及紡織生產技術領域，具體的說，是一種熔體直紡超細旦滌綸長絲及其制備方法。
【背景技術】
[0002]細旦纖維是指單絲纖度比較小的纖維，當纖維纖度小到一定程度時，纖維會突現出許許多多的新異性能。在超細纖維的開發過程中，滌綸長絲占有絕對的主導地位。國內外熔體直接紡絲法所獲得的纖維單絲纖度一般在0.5dpf以上，只有少數幾個熔體直紡廠家可以做到單絲纖度在0.3dpf左右。
[0003]中國專利申請號201210550104.0涉及滌綸長絲的制備方法技術領域，具體涉及超細旦滌綸長絲的制備方法，包括以超有光PET聚酯切片為原料，經預結晶、干燥、擠壓、過濾、紡絲箱體分配、計量栗分絲、噴絲、側吹風、卷繞、成品包裝過程進行生產;采用上述制備方法，使得最終的成品纖維具有高強度、低伸長率和低熱收縮等性能，其斷裂強度大于7.0cN/dtex，斷裂伸長率小于14%，沸水收縮率小于1.8%，干熱收縮小于4.5%。同時，還具有生產流程短、紡速高、毛絲少、斷頭少，而且生產流程短、生產成本低等特點，不僅用于高檔縫紉線、繡花線、漁網，同時還大量應用在各種汽車安全氣囊、軍用帳篷布及各種需要高強纖維作為輔料或增強材料的行業。
[0004]中國專利申請號201110451873.0涉及一種超細旦滌綸長絲的生產方法，包括以下步驟:以PET熔體為原料，依次經過過濾器、增壓栗、靜態混合器、紡絲箱體、緩冷管、環吹風、油嘴集束上油、切絲裝置、預網絡器、第一熱輥、第二熱輥、網絡器和卷繞頭。本發明的超細旦滌綸長絲的生產方法，具有如下技術效果:生產出的超細旦滌綸長絲性能良好，纖維條干不勻率為1.9%，滿卷率達到95%，線密度為55%，斷裂強度為3.92cN/dteX，斷裂伸長為30%。
[0005]中國專利申請號200710026149.7涉及一種超細旦滌綸長絲的制備方法。該方法采用了側吹風冷卻工藝，在紡制過程中通過調整無風區的高度、增加緩冷器以及改進噴絲板孔的排列方式和上油方式，可成功地制造出一種單絲纖度為0.2?0.5D.P.F的超細旦滌綸長絲;所得滌綸長絲具有優良的可紡性和優異的物理特性及加工性能。
[0006]中國專利申請號201310193322.8涉及一種細旦空變滌綸長絲面料，具體是一種75D滌綸復合纖維織物，該復合纖維織物為雙層中空結構，包括表經、表瑋和里經、里瑋。表經與表瑋構成的表面和里經與里瑋構成的里面選擇性地相交，形成雙層多點連接。其中，表經和里經采用70D有光尼龍，表瑋采用7f5D人造絲，里瑋采用7f5D滌綸加捻絲，其手感柔軟、透氣、吸濕和色澤亮麗。
[0007]中國專利申請號201510206797.5涉及一種細旦涼爽滌綸Π)Υ長絲及其生產方法，它的原料配方中包含以下重量分數的組分:第一PET切片92?94%、細旦涼爽母粒6?8%，所述細旦涼爽母粒包含下列重量份數原料:潤滑劑0.3?0.5份;鍺石粉5?10份;抗氧劑I?3份;分散劑10?20份；紫外吸收劑0.01?0.1份；第二PET切片20?50份。一方面利用鍺石粉、潤滑劑、分散劑、第二 PET切片之間的作用，能過使得細旦涼爽母粒與第一 PET切片能夠混合均勻，還能產生提高滌綸Π)Υ長絲韌性和強度的意想不到的效果；另一方面鍺石粉、抗氧劑、紫外吸收劑能夠賦予滌綸FDY長絲涼爽、抗氧化、除臭和抗靜電的效果，提高其使用壽命O
[0008]中國專利申請號200610085250.5涉及一種細旦高強低縮滌綸長絲的加工方法。以2500?3300M/MIN紡絲速度、不需要增加緩冷情況下加工獲得的常規POY滌綸預取向絲作為加工原料，對現有的雙熱盤平牽機進行改進，通過牽伸工藝的設計調整，依次經過一級牽伸、一次松弛熱定型、卷繞等工序加工，精確控制牽伸溫度、牽伸倍率和定型松弛率，生產出纖度為300?2000的細旦高強低縮滌綸長絲。產品強度達到8.0±0.56/0(7.0±0.4〇~DTEX)，斷裂伸長為14.0 % ± 3.0 %，沸水收縮率低于2.0% ,滿足制作中高檔滌綸長絲縫紉線的要求。
[0009]中國專利申請號201010153396.5涉及細旦滌綸BCF長絲的生產方法及所用噴絲板，包括以下步驟:(I)滌綸切片預結晶、干燥后經螺桿熔融擠出，所述滌綸切片為PET，粘度為0.64?1.0; (2)經噴絲板噴絲，噴絲板孔數為330?380孔，孔型為圓孔或三葉孔，圓孔孔徑0.4?0.6毫米，長徑比為1.5:1?3:1，三葉孔葉寬0.1?0.2毫米、葉長0.5?0.8毫米、長徑比為2:1?3:1; (3)冷卻:采用風速為0.1?0.15米/秒、溫度為18?25°C左右的側吹風進行冷卻；(4)上油、牽伸；(5)BCF膨化變形；(6)冷卻定型、輸出、纏結網絡、卷繞，所述細旦滌綸BCF長絲纖度為1100?2000分特，單絲纖度為3.06dpf?5.56dpf。
[0010]中國專利申請號201110452793.7涉及一種滌綸多孔細旦長絲的生產方法，包括以下步驟:以PET熔體為原料，依次經過終聚釜、熔體冷卻器、過濾器、增壓栗、熔體輸送管道、紡絲箱體、計量栗、紡絲組件、環冷風冷卻、集束上油和卷繞機，所說的紡絲溫度為290?2930C ;所說的紡絲速度為2700m/min;所說的環吹風溫度為22?23°C，風壓為130Pa;所說的上油率為0.45%。其滌綸多孔細旦長絲的生產方法，具有如下技術效果:生產出的滌綸多孔細旦長絲性能良好，質量穩定，線密度為266dtex，斷裂強度為2.77cN/dtex，斷裂伸長率為121%。
[0011]中國專利申請號201410038303.2涉及高密細旦雙面雙層滌綸長絲面料的制備方法，包括以下步驟:I)原材料選擇;2)空變復合及上漿;3)織造;4)染色、后整理。所生產的高密細旦雙面雙層滌綸面料，織物密度高達120根/厘米，纖度僅有50旦尼爾，纖維最細只有
0.02DPF，采用雙層表里互接組織制織，厚度最薄可以低于100克/平方米，面料織地細膩，能形成豐富的花紋肌理、色彩搭配和格紋組合，手感柔軟舒適、回復性性強，且織物透氣、透濕性能及抗靜電性能良好，是制作運動服、夾克、便西的理想面料。織機綜合運轉率達到了95%以上，而且布面平整保證了產品產量。
[0012]中國專利申請號201410848274.6涉及一種抗菌有色異形超細旦滌綸長絲及其制備方法，單根該纖維在30°C，單根纖維在30 0C時，伸長率25 %?30 %，斷裂強度為2?3.5cN/dtex，沸水收縮率為I?7%;其制備方法包含抗菌有色母粒的制備和抗菌有色異形超細旦纖維的制備二個步驟。其產品具有有色、抗菌、超細旦、異形多種功能，且超細旦纖維具有的毛細效應以及異性化使纖維表面產生的溝槽，可將體表的汗液借助于毛細管負壓作用和溝槽傳輸到體外并揮發掉，由此制成纖維具有吸濕排汗、干爽舒適、抗菌殺菌、色彩豐富、手感柔軟等特點。
[0013]中國專利申請號201410226611.8涉及一種大長寬比亮光超細旦扁平滌綸長絲及其制備方法，尤其是一種利用纖維紡絲過程中，噴絲板高長寬比制備得到的纖維截面長寬比大于15:1的滌綸長絲及其制備方法;本發明的目的是提供一種利用噴絲孔空隙間的空氣進行冷卻，在保證紡絲均勻性的基礎上，提高紡絲效率和具有抗倒伏性好、光澤性好和立毛感強的一種大長寬比亮光超細旦扁平滌綸長絲及其制備方法;所述的大長寬比亮光超細旦扁平滌綸長絲纖維截面呈矩形，且橫截面的長寬比為15:1?35:1;所述的大長寬比亮光超細旦扁平滌綸長絲單絲線密度為0.2?0.5dtex，單絲強度為2.0?3.0cN/dtex ；具有良好的垂懸性和彈性，有良好的皮膚觸感和細膩爽滑的性能。
[0014]中國專利申請號200710026148.2涉及一種滌綸細旦三角超有光FDY長絲及其制備方法，屬于滌綸纖維技術領域。本發明在細旦三角超有光滌綸長絲紡絲制備過程中，降低紡絲速度，縮短無風區距離，吹風冷卻條件緩和，采用噴嘴上油的方式，提高了上油的位置，成功制備出一種旦數<0.7DTEX，纖維截面接近正三角形，光澤超亮的細旦三角超有光Π)Υ滌綸長絲。所得滌綸長絲柔軟性極好、手感好，且產品毛絲少，短頭少，條干均勻，質量更加穩定。
[0015]中國專利申請號201110451823.2涉及一種滌綸細旦低彈絲的生產方法，包括以下步驟:以滌綸長絲為原料，依次經過第一羅拉、第一熱箱、冷卻板、第二羅拉、網絡噴嘴、第二熱箱、第三羅拉、探絲器、上油輪、卷繞成型和加彈，所說的加彈速度為600?700m/min;所說的拉伸倍數為1.65;所說的熱定型溫度為室溫。滌綸細旦低彈絲的生產方法，具有如下技術效果:生產出的滌綸細旦低彈絲性能良好，質量穩定，線密度為55.1dtex，斷裂伸長率18.2%，斷裂強度為 3.75cN/dtex。
[0016]中國專利申請號201310285445.4涉及一種細旦十字異形滌綸長絲的生產工藝，采用FDY—步法生產路線，將PET切片預結晶干燥至切片含水率<20ppm，經螺桿擠壓機熔融擠出，采用十字形噴絲孔噴絲板進行紡絲，紡絲溫度為290?295°C，將紡絲得到的初生纖維側吹風冷卻，風溫為26?30°C，風速為0.3?0.5m/s，在側吹風冷卻之前增加緩冷器，然后油嘴上油、拉伸定形、加網絡并卷繞成型;提供的方法減少了斷頭、毛絲的出現，在確保異形度的同時提尚可紡性。提尚粗細節均勾性，提尚生廣效率，提尚廣品質量，降低廣品成本，節省勞動力，降低生產難度。在油劑中加入防腐劑，提高絲的集束性和抗靜電性。

【發明內容】

[0017]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種熔體直紡超細旦滌綸長絲及其制備方法。
[0018]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
[0019]一種熔體直紡超細旦滌綸長絲及其制備方法，所述的熔體直紡超細旦滌綸長絲其纖度為0.1?0.35dpf，力學強度為2.8?4.5cN/dtex，斷裂生產率為13?25% dpf表示每根纖維9000米長的克數。
[0020]一種熔體直紡超細旦滌綸長絲其具體步驟為:
[0021]第一步納米功能粉體的制備:
[0022]以納米氮化硅粉體為原料，在常溫條件下，在正戊烷溶液中進行高速攪拌并超聲分散，分散時間為2?3h，高速攪拌速度為2000?3000轉/分鐘，再在氮氣氣氛中，加入甲苯二異氰酸酯，在85?95°C反應溫度下，反應45?60min，反應結束后，然后再在110 °C條件下，減壓蒸餾45min，然后以減壓蒸餾產物再在120°C條件下干燥48h，制備得到納米功能粉體。
[0023]其中納米氮化硅粉體的平均粒徑為35?55納米，納米氮化硅粉體在正戊烷中的質量濃度為35?50g/L，甲苯二異氰酸甲苯酯與氮化硅的摩爾比為1:10?1:20。
[0024]納米氮化硅具有優異的抗紫外，抗菌效果，但常規的納米氮化硅粉體在添加使用過程中，由于比表面積大，容易團聚而難以分散，需要進行鈍化處理，而單一的無機表面修飾，對其在有機基體中分散性以及結合力難以控制，導致分散難度大，尤其是纖維在洗滌，耐曬后長期穩定性影響大;并且在聚酯高溫聚合過程中，過渡團聚的納米粉體不僅降低了聚酯的抗紫外抗菌效果，同時還會因為團聚顆粒的存在導致聚酯紡絲過程中出現斷頭、飄絲、斷絲等情況，而使紡絲困難，尤其是熔體直紡超細旦高速紡絲滌綸長絲困難，因此通過采用納米氮化硅表面的多羥基結構，使納米氮化硅表面與異氰酸基團進行反應，從而使納米氮化硅表面帶有異氰酸基團，而可以與聚酯低聚物進行反應，從而使納米氮化硅接枝在聚酯主鏈段上，提升其消光效果;避免了目前采用共混形式加入納米氮化硅制備高強，超細旦滌綸長絲時，由于納米氮化硅其在聚酯熔體中分散性差，導致抗紫外抗菌效果差，尤其是長期的清洗過程中帶著的納米氮化硅而導致功能變差，使其染色以及染色的色牢度降低，影響纖維的品質和性能，從而進一步影響超細旦滌綸長絲的穩定生產；
[0025]第二步酯化反應:
[0026]以對苯二甲酸，乙二醇，納米功能粉體為原料，先將對苯二甲酸，乙二醇，納米功能粉體，醋酸鈉，乙二醇銻和磷酸三苯酯加入到打漿釜中，在25?80°C條件下進行打漿45?60min得到酯化打漿液;通過酯化打漿，使對苯二甲酸與醇進行分散，然后再在把酯化打漿液通過聚合管道導入到酯化釜中，在氮氣氣氛中，酯化反應溫度為235?245°C，酯化反應壓力為0.15?0.25MPa，酯化反應時間為1.5?2.5h，等理論出水量達到95%時，反應結束后得到酯化物。
[0027]對苯二甲酸與納米功能粉體的質量比為1:0.01?0.03;
[0028]對苯二甲酸與乙二醇的摩爾比為1: 1.25?1:1.45；
[0029]對苯二甲酸與醋酸鈉的質量比值為1: 0.0005?1: 0.0085 ；
[0030]對苯二甲酸與乙二醇銻的質量比值為1:0.01%?1:0.035% ；
[0031]對苯二甲酸與磷酸三苯酯的質量比值為1:0.01%?1:0.035%;
[0032]聚酯聚合過程中先進行打漿工藝，利用乙二醇溶液把對苯二甲酸以及添加助劑進行溶解分散，降低固液反應的界面效應，提高后期聚合過程中酯化速率，避免因固液界面過大，導致反應實驗過長，副產物二甘醇增多，而導致產品質量的下降；同時常規的酯化工藝采用常壓酯化，不僅需要高含量的乙二醇，導致乙二醇的過渡揮發導致酯化出水不準，酯化工藝難以調控，同時過渡的乙二醇揮發，造成大量的能源浪費，同時在酯化過程中過渡的乙二醇導致二甘醇含量提升，產物顏色發黃，因此需添加過多的防醚劑，導致產物質量降低；而采用加壓酯化工藝，提高乙二醇的飽和蒸氣壓，降低乙二醇的過渡揮發，在提高對苯二甲酸與乙二醇的接觸濃度的基礎上，保證反應活性，提高反應速率。
[0033]把改性的氮化硅為功能粉體與原料進行打漿，實現納米粉體的原位打漿再進行后期的酯化步驟，不僅實現了納米氮化硅的均勻分散，提高聚酯的抗紫外抗菌效果，同時由于異氰酸基團與氮化硅的羥基官能團進行反應，使異氰酸基團引入分子主鏈段上，起到永久固定氮化硅功能顆粒，避免功能粉體的團聚，同時利于滌綸長絲的高速紡絲，尤其是超細旦長絲的紡絲，避免斷絲，飄絲的產生；
[0034]第三步縮聚反應:
[0035]將第二步得到的酯化物通過聚合管道導入到縮聚釜中，在常壓條件下，以氮氣為保護氣體，在反應溫度為245?255 °C，反應時間為2.0?2.5h，酯化反應結束后得到縮聚物；
[0036]第四步終縮聚反應:
[0037]將第三步得到的縮聚物通過聚合管道導入到終縮聚反應釜中，然后通過高溫高真空條件進行終縮聚制備得到所需的改性聚酯切片；高溫高真空反應溫度為275?285°C，反應真空度控制為10?60Pa，反應時間為1.5?2.5h;
[0038]終縮聚反應是聚酯熔體分子量進一步提升的過程，利用酯化的酯交換反應，使聚酯分子量進一步提升;在酯化反應過程中利用分布酯化的技術，同時終縮聚反應中利用低真空度條件下的酯交換反應，提高引入在主鏈上的納米氮化硅的分散，同時提高異氰酸酯與羥基的進一步反應;使體系中端羧基和端羥基反應，脫除水分，控制聚酯酯交換反應，提高聚酯聚合度，滿足后期熔體管道輸送和紡絲；
[0039]第五步熔體直紡超細旦滌綸長絲的制備
[0040]采用熔體直紡在線添加管道添加注入系統，以第四步制備得到的改性聚酯切片為管道添加栗前注入原料，以常規聚酯熔體為主熔體，通過管道添加栗前注入系統使改性聚酯熔體添加到主熔體管道中，然后經過主熔體管道的靜態混合器進行熔體混合，在經熔體輸送和熔體分配，再經紡前過濾，進入到紡絲組件，進行熔融紡絲，經環吹風冷卻、上油，牽伸，卷繞得到熔體直紡超細旦滌綸長絲。
[0041 ]控制管道添加栗前注入系統中改性聚酯熔體的計量栗與常規聚酯熔體的計量栗的流量比為1:5?1:10。
[0042]所述的熔體直紡超細旦滌綸長絲環吹風風速為0.35?0.5米/分鐘，環吹風風筒長度為120?165厘米，拉伸倍數為1.8?2.2倍，卷繞張力控制為20?23cN，紡絲卷繞速度為3500?4500米/分鐘。
[0043]與現有技術相比，本發明的積極效果是:
[0044]超細旦滌綸長絲由于纖維直徑小，彎曲阻力小，紗線較柔軟;纖維比表面積增加，提高了吸水性和吸油性；同時具有優異的蓬松性與覆蓋性，具有高填充密度產生微氣候效應，保暖性，并且毛細管芯吸性，改善織物透濕性，單絲強力較低有利于磨毛等后處理加工。單絲超細旦滌綸長絲由于本身纖維直徑小，而紡絲要求纖維品質高，因此對紡絲工藝要求高，紡絲聚酯切片品質要求更為苛刻，尤其是功能性產品，要求更為嚴格;而本發明通過含有反應官能團的甲苯二異氰酸酯為無機粉體的表面修飾劑，提高無機粉體分散性，降低納米粉體的過渡團聚對紡絲的困難，同時通過甲苯二異氰酸酯與聚酯中羥基結構反應，固定無機粉體，從而提升超細旦滌綸長絲紡絲穩定性，并且有機結構甲苯二異氰酸酯為表面修飾劑，提升與聚酯基體的結合力，從而利于纖維紡絲；同時采用在線添加栗前注入系統，不僅可以起到大容量的聚酯聚合的在線添加改性，同時也滿足小批量，多批次產品的改性，同時由于注入的功能熔體在管線中停留時間短，因此降解少，對主熔體的影響較低，滿足后期的紡絲的改性。
【附圖說明】
[0045]圖1本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0046]以下提供本發明一種熔體直紡超細旦滌綸長絲及其制備方法的【具體實施方式】。
[0047]實施例1
[0048]一種熔體直紡超細旦滌綸長絲及其制備方法，所述的熔體直紡超細旦滌綸長絲其纖度為0.2dpf，力學強度為2.8?4.5cN/dtex，斷裂生產率為13?25%。
[0049]—種熔體直紡超細旦滌綸長絲其具體步驟為:
[0050]第一步納米功能粉體的制備:
[0051]以納米氮化硅粉體為原料，在常溫條件下，在正戊烷溶液中進行高速攪拌并超聲分散，分散時間為2?3h，高速攪拌速度為2000?3000轉/分鐘，再在氮氣氣氛中，加入甲苯二異氰酸酯，在85?95°C反應溫度下，反應45?60min，反應結束后，然后再在110 °C條件下，減壓蒸餾45min，然后以減壓蒸餾產物再在120°C條件下干燥48h，制備得到納米功能粉體。
[0052]其中納米氮化硅粉體的平均粒徑為35納米，納米氮化硅粉體在正戊烷中的質量濃度為35g/L，甲苯二異氰酸甲苯酯與氮化硅的摩爾比為1:10。
[0053]納米氮化硅具有優異的抗紫外，抗菌效果，但常規的納米氮化硅粉體在添加使用過程中，由于比表面積大，容易團聚而難以分散，需要進行鈍化處理，而單一的無機表面修飾，對其在有機基體中分散性以及結合力難以控制，導致分散難度大，尤其是纖維在洗滌，耐曬后長期穩定性影響大;并且在聚酯高溫聚合過程中，過渡團聚的納米粉體不僅降低了聚酯的抗紫外抗菌效果，同時還會因為團聚顆粒的存在導致聚酯紡絲過程中出現斷頭、飄絲、斷絲等情況，而使紡絲困難，尤其是熔體直紡超細旦高速紡絲滌綸長絲困難，因此通過采用納米氮化硅表面的多羥基結構，使納米氮化硅表面與異氰酸基團進行反應，從而使納米氮化硅表面帶有異氰酸基團，而可以與聚酯低聚物進行反應，從而使納米氮化硅接枝在聚酯主鏈段上，提升其消光效果;避免了目前采用共混形式加入納米氮化硅制備高強，超細旦滌綸長絲時，由于納米氮化硅其在聚酯熔體中分散性差，導致抗紫外抗菌效果差，尤其是長期的清洗過程中帶著的納米氮化硅而導致功能變差，使其染色以及染色的色牢度降低，影響纖維的品質和性能，從而進一步影響超細旦滌綸長絲的穩定生產；
[0054]第二步酯化反應:
[0055]以對苯二甲酸，乙二醇，納米功能粉體為原料，先將對苯二甲酸，乙二醇，納米功能粉體，醋酸鈉，乙二醇銻和磷酸三苯酯加入到打漿釜中，在25?80°C條件下進行打漿45?60min得到酯化打漿液;通過酯化打漿，使對苯二甲酸與醇進行分散，然后再在把酯化打漿液通過聚合管道導入到酯化釜中，在氮氣氣氛中，酯化反應溫度為235?245°C，酯化反應壓力為0.15?0.25MPa，酯化反應時間為1.5?2.5h，等理論出水量達到95%時，反應結束后得到酯化物。
[0056]對苯二甲酸與納米功能粉體的質量比為1:0.01；
[0057]對苯二甲酸與乙二醇的摩爾比為1:1.25；
[0058]對苯二甲酸與醋酸鈉的質量比值為1: 0.0005 ；
[0059]對苯二甲酸與乙二醇銻的質量比值為1:0.01%;
[0060]對苯二甲酸與磷酸三苯酯的質量比值為1:0.01% ;
[0061]聚酯聚合過程中先進行打漿工藝，利用乙二醇溶液把對苯二甲酸以及添加助劑進行溶解分散，降低固液反應的界面效應，提高后期聚合過程中酯化速率，避免因固液界面過大，導致反應實驗過長，副產物二甘醇增多，而導致產品質量的下降；同時常規的酯化工藝采用常壓酯化，不僅需要高含量的乙二醇，導致乙二醇的過渡揮發導致酯化出水不準，酯化工藝難以調控，同時過渡的乙二醇揮發，造成大量的能源浪費，同時在酯化過程中過渡的乙二醇導致二甘醇含量提升，產物顏色發黃，因此需添加過多的防醚劑，導致產物質量降低；而采用加壓酯化工藝，提高乙二醇的飽和蒸氣壓，降低乙二醇的過渡揮發，在提高對苯二甲酸與乙二醇的接觸濃度的基礎上，保證反應活性，提高反應速率。
[0062]把改性的氮化硅為功能粉體與原料進行打漿，實現納米粉體的原位打漿再進行后期的酯化步驟，不僅實現了納米氮化硅的均勻分散，提高聚酯的抗紫外抗菌效果，同時由于異氰酸基團與氮化硅的羥基官能團進行反應，使異氰酸基團引入分子主鏈段上，起到永久固定氮化硅功能顆粒，避免功能粉體的團聚，同時利于滌綸長絲的高速紡絲，尤其是超細旦長絲的紡絲，避免斷絲，飄絲的產生；
[0063]第三步縮聚反應:
[0064]將第二步得到的酯化物通過聚合管道導入到縮聚釜中，在常壓條件下，以氮氣為保護氣體，在反應溫度為245?255 °C，反應時間為2.0?2.5h，酯化反應結束后得到縮聚物；
[0065]第四步終縮聚反應:
[0066]將第三步得到的縮聚物通過聚合管道導入到終縮聚反應釜中，然后通過高溫高真空條件進行終縮聚制備得到所需的改性聚酯切片；高溫高真空反應溫度為275?285°C，反應真空度控制為10?60Pa，反應時間為1.5?2.5h;
[0067]終縮聚反應是聚酯熔體分子量進一步提升的過程，利用酯化的酯交換反應，使聚酯分子量進一步提升;在酯化反應過程中利用分布酯化的技術，同時終縮聚反應中利用低真空度條件下的酯交換反應，提高引入在主鏈上的納米氮化硅的分散，同時提高異氰酸酯與羥基的進一步反應;使體系中端羧基和端羥基反應，脫除水分，控制聚酯酯交換反應，提高聚酯聚合度，滿足后期熔體管道輸送和紡絲；
[0068]第五步熔體直紡超細旦滌綸長絲的制備
[0069]采用熔體直紡在線添加管道添加注入系統，以第四步制備得到的改性聚酯切片為管道添加栗前注入原料，以常規聚酯熔體為主熔體，通過管道添加栗前注入系統使改性聚酯熔體添加到主熔體管道中，然后經過主熔體管道的靜態混合器進行熔體混合，在經熔體輸送和熔體分配，再經紡前過濾，進入到紡絲組件，進行熔融紡絲，經環吹風冷卻、上油，牽伸，卷繞得到熔體直紡超細旦滌綸長絲。
[0070]控制管道添加栗前注入系統中改性聚酯熔體的計量栗與常規聚酯熔體的計量栗的流量比為1: 5。
[0071 ] 所述的熔體直紡超細旦滌綸長絲環吹風風速為0.35?0.5米/分鐘，環吹風風筒長度為120?165厘米，拉伸倍數為1.8?2.2倍，卷繞張力控制為20?23cN，紡絲卷繞速度為3500?4500米/分鐘。
[0072] 實施例2
[0073]一種熔體直紡超細旦滌綸長絲及其制備方法，所述的熔體直紡超細旦滌綸長絲其纖度為0.25dpf，力學強度為2.8?4.5cN/dtex，斷裂生產率為13?25 % dpf表示每根纖維9000米長的克數。
[0074]一種熔體直紡超細旦滌綸長絲其具體步驟為:
[0075]第一步納米功能粉體的制備:
[0076]以納米氮化硅粉體為原料，在常溫條件下，在正戊烷溶液中進行高速攪拌并超聲分散，分散時間為2?3h，高速攪拌速度為2000?3000轉/分鐘，再在氮氣氣氛中，加入甲苯二異氰酸酯，在85?95°C反應溫度下，反應45?60min，反應結束后，然后再在110 °C條件下，減壓蒸餾45min，然后以減壓蒸餾產物再在120°C條件下干燥48h，制備得到納米功能粉體。
[0077]其中納米氮化硅粉體的平均粒徑為35?55納米，納米氮化硅粉體在正戊烷中的質量濃度為40g/L，甲苯二異氰酸甲苯酯與氮化硅的摩爾比為1:15。
[0078]納米氮化硅具有優異的抗紫外，抗菌效果，但常規的納米氮化硅粉體在添加使用過程中，由于比表面積大，容易團聚而難以分散，需要進行鈍化處理，而單一的無機表面修飾，對其在有機基體中分散性以及結合力難以控制，導致分散難度大，尤其是纖維在洗滌，耐曬后長期穩定性影響大;并且在聚酯高溫聚合過程中，過渡團聚的納米粉體不僅降低了聚酯的抗紫外抗菌效果，同時還會因為團聚顆粒的存在導致聚酯紡絲過程中出現斷頭、飄絲、斷絲等情況，而使紡絲困難，尤其是熔體直紡超細旦高速紡絲滌綸長絲困難，因此通過采用納米氮化硅表面的多羥基結構，使納米氮化硅表面與異氰酸基團進行反應，從而使納米氮化硅表面帶有異氰酸基團，而可以與聚酯低聚物進行反應，從而使納米氮化硅接枝在聚酯主鏈段上，提升其消光效果;避免了目前采用共混形式加入納米氮化硅制備高強，超細旦滌綸長絲時，由于納米氮化硅其在聚酯熔體中分散性差，導致抗紫外抗菌效果差，尤其是長期的清洗過程中帶著的納米氮化硅而導致功能變差，使其染色以及染色的色牢度降低，影響纖維的品質和性能，從而進一步影響超細旦滌綸長絲的穩定生產；
[0079]第二步酯化反應:
[0080]以對苯二甲酸，乙二醇，納米功能粉體為原料，先將對苯二甲酸，乙二醇，納米功能粉體，醋酸鈉，乙二醇銻和磷酸三苯酯加入到打漿釜中，在25?80°C條件下進行打漿45?60min得到酯化打漿液;通過酯化打漿，使對苯二甲酸與醇進行分散，然后再在把酯化打漿液通過聚合管道導入到酯化釜中，在氮氣氣氛中，酯化反應溫度為235?245°C，酯化反應壓力為0.15?0.25MPa，酯化反應時間為1.5?2.5h，等理論出水量達到95%時，反應結束后得到酯化物。
[0081 ]對苯二甲酸與納米功能粉體的質量比為1:0.02；
[0082]對苯二甲酸與乙二醇的摩爾比為1:1.35；
[0083]對苯二甲酸與醋酸鈉的質量比值為1: 0.0065 ；
[0084]對苯二甲酸與乙二醇銻的質量比值為1:0.025%;
[0085]對苯二甲酸與磷酸三苯酯的質量比值為1:0.025% ；
[0086]聚酯聚合過程中先進行打漿工藝，利用乙二醇溶液把對苯二甲酸以及添加助劑進行溶解分散，降低固液反應的界面效應，提高后期聚合過程中酯化速率，避免因固液界面過大，導致反應實驗過長，副產物二甘醇增多，而導致產品質量的下降；同時常規的酯化工藝采用常壓酯化，不僅需要高含量的乙二醇，導致乙二醇的過渡揮發導致酯化出水不準，酯化工藝難以調控，同時過渡的乙二醇揮發，造成大量的能源浪費，同時在酯化過程中過渡的乙二醇導致二甘醇含量提升，產物顏色發黃，因此需添加過多的防醚劑，導致產物質量降低；而采用加壓酯化工藝，提高乙二醇的飽和蒸氣壓，降低乙二醇的過渡揮發，在提高對苯二甲酸與乙二醇的接觸濃度的基礎上，保證反應活性，提高反應速率。
[0087]把改性的氮化硅為功能粉體與原料進行打漿，實現納米粉體的原位打漿再進行后期的酯化步驟，不僅實現了納米氮化硅的均勻分散，提高聚酯的抗紫外抗菌效果，同時由于異氰酸基團與氮化硅的羥基官能團進行反應，使異氰酸基團引入分子主鏈段上，起到永久固定氮化硅功能顆粒，避免功能粉體的團聚，同時利于滌綸長絲的高速紡絲，尤其是超細旦長絲的紡絲，避免斷絲，飄絲的產生；
[0088]第三步縮聚反應:
[0089]將第二步得到的酯化物通過聚合管道導入到縮聚釜中，在常壓條件下，以氮氣為保護氣體，在反應溫度為245?255 °C，反應時間為2.0?2.5h，酯化反應結束后得到縮聚物；
[0090]第四步終縮聚反應:
[0091]將第三步得到的縮聚物通過聚合管道導入到終縮聚反應釜中，然后通過高溫高真空條件進行終縮聚制備得到所需的改性聚酯切片；高溫高真空反應溫度為275?285°C，反應真空度控制為10?60Pa，反應時間為1.5?2.5h;
[0092]終縮聚反應是聚酯熔體分子量進一步提升的過程，利用酯化的酯交換反應，使聚酯分子量進一步提升;在酯化反應過程中利用分布酯化的技術，同時終縮聚反應中利用低真空度條件下的酯交換反應，提高引入在主鏈上的納米氮化硅的分散，同時提高異氰酸酯與羥基的進一步反應;使體系中端羧基和端羥基反應，脫除水分，控制聚酯酯交換反應，提高聚酯聚合度，滿足后期熔體管道輸送和紡絲；
[0093]第五步熔體直紡超細旦滌綸長絲的制備
[0094]采用熔體直紡在線添加管道添加注入系統，以第四步制備得到的改性聚酯切片為管道添加栗前注入原料，以常規聚酯熔體為主熔體，通過管道添加栗前注入系統使改性聚酯熔體添加到主熔體管道中，然后經過主熔體管道的靜態混合器進行熔體混合，在經熔體輸送和熔體分配，再經紡前過濾，進入到紡絲組件，進行熔融紡絲，經環吹風冷卻、上油，牽伸，卷繞得到熔體直紡超細旦滌綸長絲。
[0095]控制管道添加栗前注入系統中改性聚酯熔體的計量栗與常規聚酯熔體的計量栗的流量比為1:7。
[0096]所述的熔體直紡超細旦滌綸長絲環吹風風速為0.35?0.5米/分鐘，環吹風風筒長度為120?165厘米，拉伸倍數為1.8?2.2倍，卷繞張力控制為20?23cN，紡絲卷繞速度為3500?4500米/分鐘。
[0097]實施例3
[0098]一種熔體直紡超細旦滌綸長絲及其制備方法，所述的熔體直紡超細旦滌綸長絲其纖度為0.35dpf，力學強度為2.8?4.5cN/dtex，斷裂生產率為13?25%。
[0099]一種熔體直紡超細旦滌綸長絲其具體步驟為:
[0100]第一步納米功能粉體的制備:
[0101]以納米氮化硅粉體為原料，在常溫條件下，在正戊烷溶液中進行高速攪拌并超聲分散，分散時間為2?3h，高速攪拌速度為2000?3000轉/分鐘，再在氮氣氣氛中，加入甲苯二異氰酸酯，在85?95°C反應溫度下，反應45?60min，反應結束后，然后再在110 °C條件下，減壓蒸餾45min，然后以減壓蒸餾產物再在120°C條件下干燥48h，制備得到納米功能粉體。
[0102]其中納米氮化硅粉體的平均粒徑為55納米，納米氮化硅粉體在正戊烷中的質量濃度為50g/L，甲苯二異氰酸甲苯酯與氮化硅的摩爾比為1:20。
[0103]第二步酯化反應:
[0104]以對苯二甲酸，乙二醇，納米功能粉體為原料，先將對苯二甲酸，乙二醇，納米功能粉體，醋酸鈉，乙二醇銻和磷酸三苯酯加入到打漿釜中，在25?80°C條件下進行打漿45?60min得到酯化打漿液;通過酯化打漿，使對苯二甲酸與醇進行分散，然后再在把酯化打漿液通過聚合管道導入到酯化釜中，在氮氣氣氛中，酯化反應溫度為235?245°C，酯化反應壓力為0.15?0.25MPa，酯化反應時間為1.5?2.5h，等理論出水量達到95%時，反應結束后得到酯化物。
[0105]對苯二甲酸與納米功能粉體的質量比為1:0.03；
[0106]對苯二甲酸與乙二醇的摩爾比為1:1.45;
[0107]對苯二甲酸與醋酸鈉的質量比值為1: 0.0085 ；
[0108]對苯二甲酸與乙二醇銻的質量比值為1:0.035%;
[0109]對苯二甲酸與磷酸三苯酯的質量比值為1:0.035%;
[0110]第三步縮聚反應:
[0111]將第二步得到的酯化物通過聚合管道導入到縮聚釜中，在常壓條件下，以氮氣為保護氣體，在反應溫度為245?255 °C，反應時間為2.0?2.5h，酯化反應結束后得到縮聚物；
[0112]第四步終縮聚反應:
[0113]將第三步得到的縮聚物通過聚合管道導入到終縮聚反應釜中，然后通過高溫高真空條件進行終縮聚制備得到所需的改性聚酯切片；高溫高真空反應溫度為275?285°C，反應真空度控制為10?60Pa，反應時間為1.5?2.5h;
[0114]第五步熔體直紡超細旦滌綸長絲的制備
[0115]采用熔體直紡在線添加管道添加注入系統，以第四步制備得到的改性聚酯切片為管道添加栗前注入原料，以常規聚酯熔體為主熔體，通過管道添加栗前注入系統使改性聚酯熔體添加到主熔體管道中，然后經過主熔體管道的靜態混合器進行熔體混合，在經熔體輸送和熔體分配，再經紡前過濾，進入到紡絲組件，進行熔融紡絲，經環吹風冷卻、上油，牽伸，卷繞得到熔體直紡超細旦滌綸長絲。
[0116]控制管道添加栗前注入系統中改性聚酯熔體的計量栗與常規聚酯熔體的計量栗的流量比為1:10。
[0117]所述的熔體直紡超細旦滌綸長絲環吹風風速為0.35?0.5米/分鐘，環吹風風筒長度為120?165厘米，拉伸倍數為1.8?2.2倍，卷繞張力控制為20?23cN，紡絲卷繞速度為3500?4500米/分鐘。
[0118]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種熔體直紡超細旦滌綸長絲，其特征在于，所述的熔體直紡超細旦滌綸長絲其纖度為0.1?0.35dpf，力學強度為2.8?4.5cN/dtex，斷裂生產率為13?25%。2.如權利要求1所述的一種熔體直紡超細旦滌綸長絲的制備方法，其特征在于，其具體步驟為 第一步納米功能粉體的制備: 以納米氮化硅粉體為原料，在常溫條件下，在正戊烷溶液中進行高速攪拌并超聲分散，分散時間為2?3h，高速攪拌速度為2000?3000轉/分鐘，再在氮氣氣氛中，加入甲苯二異氰酸酯，在85?95°C反應溫度下，反應45?60min，反應結束后，然后再在110°C條件下，減壓蒸餾45min，然后以減壓蒸餾產物再在120°C條件下干燥48h，制備得到納米功能粉體； 第二步酯化反應: 以對苯二甲酸，乙二醇，納米功能粉體為原料，先將對苯二甲酸，乙二醇，納米功能粉體，醋酸鈉，乙二醇銻和磷酸三苯酯加入到打漿釜中，在25?80°C條件下進行打漿45?60min得到酯化打漿液;通過酯化打漿，使對苯二甲酸與醇進行分散，然后再在把酯化打漿液通過聚合管道導入到酯化釜中，在氮氣氣氛中，酯化反應溫度為235?245°C，酯化反應壓力為0.15?0.25MPa，酯化反應時間為1.5?2.5h，等理論出水量達到95%時，反應結束后得到酯化物； 第三步縮聚反應: 第四步終縮聚反應: 將第三步得到的縮聚物通過聚合管道導入到終縮聚反應釜中，然后通過高溫高真空條件進行終縮聚制備得到所需的改性聚酯切片；高溫高真空反應溫度為275?285°C，反應真空度控制為10?60Pa，反應時間為1.5?2.5h; 第五步熔體直紡超細旦滌綸長絲的制備 采用熔體直紡在線添加管道添加注入系統，以第四步制備得到的改性聚酯切片為管道添加栗前注入原料，以常規聚酯熔體為主熔體，通過管道添加栗前注入系統使改性聚酯熔體添加到主熔體管道中，然后經過主熔體管道的靜態混合器進行熔體混合，在經熔體輸送和熔體分配，再經紡前過濾，進入到紡絲組件，進行熔融紡絲，經環吹風冷卻，上油，牽伸，卷繞得到熔體直紡超細旦滌綸長絲。3.如權利要求2所述的一種熔體直紡超細旦滌綸長絲的制備方法，其特征在于，在第一步納米功能粉體的制備中，納米氮化娃粉體的平均粒徑為3 5?5 5納米，納米氮化娃粉體在正戊烷中的質量濃度為35?50g/L，甲苯二異氰酸甲苯酯與氮化硅的摩爾比為1:10?1:20。4.如權利要求2所述的一種熔體直紡超細旦滌綸長絲的制備方法，其特征在于，在第二步酯化反應中，對苯二甲酸與納米功能粉體的質量比為1:0.01?0.03。5.如權利要求2所述的一種熔體直紡超細旦滌綸長絲的制備方法，其特征在于，第三步縮聚反應:將第二步得到的酯化物通過聚合管道導入到縮聚釜中，在常壓條件下，以氮氣為保護氣體，在反應溫度為245?255 °C，反應時間為2.0?2.5h，酯化反應結束后得到縮聚物。6.如權利要求2所述的一種熔體直紡超細旦滌綸長絲的制備方法，其特征在于，在第五步熔體直紡超細旦滌綸長絲的制備中， 控制管道添加栗前注入系統中改性聚酯熔體的計量栗與常規聚酯熔體的計量栗的流量比為1:5?1:10。7.如權利要求2所述的一種熔體直紡超細旦滌綸長絲的制備方法，其特征在于，在第五步熔體直紡超細旦滌綸長絲的制備中， 所述的熔體直紡超細旦滌綸長絲環吹風風速為0.35?0.5米/分鐘，環吹風風筒長度為120?165厘米，拉伸倍數為1.8?2.2倍，卷繞張力控制為20?23cN，紡絲卷繞速度為3500?4500米/分鐘。
【文檔編號】D01F6/62GK105926060SQ201610409490
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月12日
【發明人】諶建國, 劉智敏, 魯傳旺, 陳文陽, 李藝龍
【申請人】福建百宏聚纖科技實業有限公司