一种三维卷曲低熔点聚酯纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种三维卷曲低熔点聚酯纤维及其制备方法，三维卷曲低熔点聚酯纤维为皮芯结构，皮层为低熔点聚酯，芯层为PET；所述低熔点聚酯由对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙二醇链段、二甘醇链段、分子量调节剂以及含支链的十二碳二醇链段组成；所述分子量调节剂为1,8‑萘二甲酸、邻苯二甲酸、1,2‑环戊烷二甲酸、1,2‑环己烷二甲酸或者它们所对应的二甲酯或二乙酯；制备方法包括低熔点聚酯聚合和皮芯复合纺丝步骤，后经卷曲、上油、切断和干燥获得三维卷曲低熔点聚酯纤维；复合纺丝工艺中喷丝板的芯层喷丝孔为“月牙形”。本发明专利技术制得的三维卷曲低熔点聚酯纤维熔点低。

【技术实现步骤摘要】
一种三维卷曲低熔点聚酯纤维及其制备方法
本专利技术属于三维卷曲低熔点聚酯纤维领域，涉及一种三维卷曲低熔点聚酯纤维及其制备方法。
技术介绍
当前，非织造布行业发展迅速，尤其是聚酯非织造布行业需要一种熔点比普通聚酯低、但与普通聚酯有着良好相容性的聚合物作为热粘合纤维，通常我们通过对普通聚酯的改性来制备低熔点聚酯。低熔点共聚酯是对普通聚酯进行化学改性而得到的一种熔点较低的聚酯，由于其结构与普通聚酯的化学结构相似，因此其保留了普通聚酯的部分特性，与普通聚酯具有良好的相容性。这种改性共聚酯不仅熔点低、流动性较好，并且价格适中，因此用途极为广泛。低熔点共聚酯可制成皮芯复合纤维，应用于服装、医疗卫生等领域，还可用于与羊毛混纺改善精纺毛织物的洗可穿性能；特别是低熔点共聚酯纺制的热黏合纤维应用于非织造布行业中，可使涤纶絮片更为柔软、蓬松。低熔点共聚酯也可以开发成聚酯热熔胶产品，具有耐水洗、干洗、砂洗的优良性能，易渗胶，剥离强度高，是一种高档黏合原料。此外，低熔点共聚酯也可用作色母粒、热熔胶，还可以直接应用于建材、涂料等行业。低熔点聚酯的市场需求量很大，相比于国外，国内低熔点纤维的发展起步较晚，且品种比较单一，在原料、技术和设备上与国际领先产品还有一定差距,目前国内的大部分产品还停留在开发阶段，在实现产业化的道路上还面临着诸多困难。一方面现存的低熔点聚酯的起熔点较高，另一方面它熔融速度慢，极大的影响了低熔点聚酯的使用。起熔点高，熔融速度慢。三维卷曲纤维可用作枕芯、床垫、盖被、床罩、睡袋、羽绒服、沙发等物品的填充料，也可取代进口的涤纶中空短纤，而用于出口的软体玩具的填充料。专利
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的三维卷曲低熔点聚酯纤维的低熔点聚酯起熔点高，熔融速度慢等问题，实现大规模化的生产，提供一种三维卷曲低熔点聚酯纤维及其制备方法。本专利技术的三维卷曲低熔点聚酯纤维的为皮芯结构，皮层为低熔点聚酯，芯层为普通聚酯，制得的三维卷曲低熔点聚酯纤维的起熔点有所降低且熔融速度加快，在相应温度下立刻熔融，熔融效果好。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维，为皮芯结构；所述皮芯结构中的皮层为低熔点聚酯；所述皮芯结构中的芯层为PET；所述低熔点聚酯由对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙二醇链段、二甘醇链段、分子量调节剂和含支链的十二碳二醇链段组成；所述分子量调节剂链段对应的分子量调节剂具体为1,8-萘二甲酸、邻苯二甲酸、1,2-环戊烷二甲酸、1,2-环己烷二甲酸或者它们所对应的二甲酯或二乙酯；其中间苯二甲酸链段、二甘醇链段、含支链的十二碳二醇链段的加入破坏分子结构的规整性，从而降低熔点；分子量调节剂的加入起到一个空间位阻的作用，邻位上的基团占据了较大的空间位置，阻碍了对羧基碳原子的进攻，使分子量变小，分子量分布变宽，当相对分子量分布变宽时，低熔点聚酯熔体的流动温度下降，这是由于此时分子链发生相对位移的温度范围变宽，尤其是低相对分子质量组分起到了内增塑的作用，使聚酯熔体开始发生流动的温度下降，因此使低熔点聚酯能在相应的温度下迅速熔融，提高了低熔点聚酯的熔融性能。作为优选的技术方案：如上所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维，单丝纤度为7～15dtex，断裂强度≥3.10cN/dtex；所述皮芯结构的皮芯面积比为40～60:60～40；所述三维卷曲低熔点聚酯纤维的膨松特性38～42cm3/g；所述膨松特性是通过QJ/YH08·4206-1994膨松仪测试得到；复合纺丝工艺中喷丝板的芯层喷丝孔为“月牙形”；所述“月牙形”为90°≤α≤180°，R2：R1＝1:1.2～1.5，其中α指的是“月牙形”中的小圆弧对应的圆心角；R1的指的是“月牙形”中的大圆弧对应的圆周半径，R2的指的是“月牙形”中的小圆弧对应的圆周半径。由于纤维截面的不对称形状，纤维在冷却时会产生不均匀的微观结构，纤维截面方向上的微观结构各异，在后加工中经过牵伸会产生不同的收缩效应，从而使纤维具有自卷能力而形成三维卷曲。如上所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维，所述低熔点聚酯的熔点在100℃～170℃之间；在升温速度为5℃/min时，在熔点以上20℃的范围内，低熔点聚酯熔融程度≥75％；所述低熔点聚酯的数均分子量为20000-33000，所述低熔点聚酯的分子量分布指数D＝2.4～4.2。所述低熔点聚酯的熔点是指其起熔点。如上所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维，所述分子量调节剂链段为苯二甲酸链段摩尔数的3％～5％。所述的苯二甲酸是指对苯二甲酸和间苯二甲酸。如上所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维，所述含支链的十二碳二醇链段是指支链位于十二碳二醇链段中的一个非端基碳上且支链为含有5-10个碳原子的直链碳链的十二碳二醇链段；含支链的十二碳二醇链段对应的含支链的十二碳二醇具体为2-戊基-1,12十二碳二醇、2-己基-1,12十二碳二醇、2-庚基-12十二碳二醇、2-辛基-1,12十二碳二醇、2-壬基-1,12十二碳二醇、2-癸基-1,12十二碳二醇、3-戊基-1,12十二碳二醇、3-己基-1,12十二碳二醇、3-庚基-12十二碳二醇、3-辛基-1,12十二碳二醇、3-壬基-1,12十二碳二醇、3-癸基-1,12十二碳二醇、4-戊基-1,12十二碳二醇、4-己基-1,12十二碳二醇、4-庚基-12十二碳二醇、4-辛基-1,12十二碳二醇、4-壬基-1,12十二碳二醇、4-癸基-1,12十二碳二醇、5-戊基-1,12十二碳二醇、5-己基-1,12十二碳二醇、5-庚基-12十二碳二醇、5-辛基-1,12十二碳二醇、5-壬基-1,12十二碳二醇、5-癸基-1,12十二碳二醇、6-戊基-1,12十二碳二醇、6-己基-1,12十二碳二醇、6-庚基-12十二碳二醇、6-辛基-1,12十二碳二醇、6-壬基-1,12十二碳二醇或6-癸基-1,12十二碳二醇中的一种以上；所述含支链的十二碳二醇链段为对苯二甲酸链段摩尔数的5～10％。本专利技术还提供一种三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法，包括步骤：a)低熔点聚酯聚合；(1)将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇、分子量调节剂和含支链的十二碳二醇进行酯化反应；(2)然后，进行缩聚反应，制得低熔点聚酯；b)纺丝；前纺采用皮芯复合纺丝工艺，以所述低熔点聚酯为皮层，以PET为芯层；后纺采用牵伸工艺，牵伸采用油浴牵伸，所述油浴的温度为65℃～75℃；经卷曲、切断和干燥获得低熔点聚酯纤维。如上所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法，对苯二甲酸、间苯二甲酸、二甘醇、含支链的十二碳二醇与乙二醇的摩尔比为1:0.4～0.6:0.1～0.3:0.05～0.1:1.8～2.5；；所述分子量调节剂的含量为苯二甲酸摩尔数的3％～5％。如上所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维的制备方法，低熔点聚酯聚合的具体步骤为：(1)酯化反应；将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇、分子量调节剂和含支链的十二碳二醇配成浆料后，进行酯化反应，在氮气氛围下加压反应，加压压力为常压～0.3MPa，温度为230℃～250℃，当酯化反应中的水的馏出量达到理论值的90％以上时为酯化反应终点，得到酯化产物；(2)缩聚反应；然后，在催化剂和稳定剂的作用下，在负压的条件下开始低真空阶段的缩聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维卷曲低熔点聚酯纤维，其特征是：所述三维卷曲低熔点聚酯纤维为皮芯结构；所述皮芯结构中的皮层为低熔点聚酯；所述皮芯结构中的芯层为PET；所述低熔点聚酯由对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙二醇链段、二甘醇链段、分子量调节剂链段以及含支链的十二碳二醇链段组成；所述分子量调节剂链段对应的分子量调节剂具体为1,8‑萘二甲酸、邻苯二甲酸、1,2‑环戊烷二甲酸、1,2‑环己烷二甲酸或者它们所对应的二甲酯或二乙酯。

【技术特征摘要】
1.一种三维卷曲低熔点聚酯纤维，其特征是：所述三维卷曲低熔点聚酯纤维为皮芯结构；所述皮芯结构中的皮层为低熔点聚酯；所述皮芯结构中的芯层为PET；所述低熔点聚酯由对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙二醇链段、二甘醇链段、分子量调节剂链段以及含支链的十二碳二醇链段组成；所述分子量调节剂链段对应的分子量调节剂具体为1,8-萘二甲酸、邻苯二甲酸、1,2-环戊烷二甲酸、1,2-环己烷二甲酸或者它们所对应的二甲酯或二乙酯。2.根据权利要求1所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述三维卷曲低熔点聚酯纤维的单丝纤度为7～15dtex，断裂强度≥3.10cN/dtex；所述皮芯结构的皮芯面积比为40～60:60～40；所述三维卷曲低熔点聚酯纤维的膨松特性38～42cm3/g；复合纺丝工艺中喷丝板的芯层喷丝孔为“月牙形”；所述“月牙形”的形状为90°≤α≤180°，R2：R1＝1:1.2～1.5；其中α指的是“月牙形”中的小圆弧对应的圆心角；R1的指的是“月牙形”中的大圆弧对应的圆周半径，R2的指的是“月牙形”中的小圆弧对应的圆周半径。3.根据权利要求1所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述低熔点聚酯的熔点在100℃～170℃之间；在升温速度为5℃/min，在熔点以上20℃的范围内时，低熔点聚酯熔融程度≥75％；所述低熔点聚酯的数均分子量为20000-33000，所述低熔点聚酯的分子量分布指数D＝2.4～4.2。4.根据权利要求1所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述分子量调节剂链段为苯二甲酸链段摩尔数的3％～5％。5.根据权利要求1所述的一种三维卷曲低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述含支链的十二碳二醇链段是指支链位于十二碳二醇链段中的一个非端基碳上且支链为含有5-10个碳原子的直链碳链的十二碳二醇链段；含支链的十二碳二醇链段对应的含支链的十二碳二醇具体为2-戊基-1,12十二碳二醇、2-己基-1,12十二碳二醇、2-庚基-12十二碳二醇、2-辛基-1,12十二碳二醇、2-壬基-1,12十二碳二醇、2-癸基-1,12十二碳二醇、3-戊基-1,12十二碳二醇、3-己基-1,12十二碳二醇、3-庚基-12十二碳二醇、3-辛基-1,12十二碳二醇、3-壬基-1,12十二碳二醇、3-癸基-1,12十二碳二醇、4-戊基-1,12十二碳二醇、4-己基-1,12十二碳二醇、4-庚基-12十二碳二醇、4-辛基-1,12十二碳二醇、4-壬基-1,12十二碳二醇、4-癸基-1,12十二碳二醇、5-戊基-1,12十二碳二醇、5-己基-1,12十二碳二醇、5-庚基-12十二碳二醇、5-辛基-1,12十二碳二醇、5-壬基-1,12十二碳二醇、5-癸基-1,12十二碳二醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：余小平，朱兴荣，张盛，
申请(专利权)人：扬州富威尔复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32