一种超短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超短低熔点聚酯纤维及其制备方法，超短低熔点聚酯纤维为皮芯结构，皮层为低熔点聚酯，芯层为PET；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；分子量调节剂链段对应的分子量调节剂具体为一元酸系列或二元酸系列；制备方法包括低熔点聚酯聚合和皮芯复合纺丝步骤，后纺采用牵伸工艺，经上油、切断和干燥获得超短低熔点聚酯纤维。本发明专利技术制得超短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。

【技术实现步骤摘要】
一种超短低熔点聚酯纤维及其制备方法
本专利技术属超短低熔点聚酯纤维术领域，涉及一种超短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。超短低熔点聚酯纤维可用于造纸中，主要用于粘合纤维，可提高纸张的干、湿强度，尤其适用于制造有高湿强度要求的纸张，如热封型茶叶滤纸、电池隔膜纸等。专利技术内容本专利技术的目的是克服现有技术的超短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，提供一种超短低熔点聚酯纤维及其制备方法。本专利技术的超短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，制得的超短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：本专利技术的一种超短低熔点聚酯纤维，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一元酸系列或二元酸系列；所述一元酸为苯甲酸、对甲基苯甲酸或对乙基苯甲酸，或者为它们所对应的甲酯或乙酯，或者为饱和脂肪酸或其所对应的甲酯或乙酯；所述二元酸系列为1,8-萘二甲酸、邻苯二甲酸、1,2-环戊烷二甲酸或1,2-环己烷二甲酸以及它们所对应的二甲酯或二乙酯；所述饱和脂肪酸是指碳原子数为9-30的脂肪酸；所述超短低熔点聚酯纤维的长度为3～10mm。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；分子量调节剂中的一元酸系列的加入减小了低熔点聚酯的分子量，二元酸系列的加入增加空间位阻效应，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，不利于分子量的增长；减小了低熔点聚酯的分子量，拓宽高聚物的分子量分布，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。选择碳原子数为9-30的饱和脂肪酸，是因为碳原子数低的饱和脂肪酸的沸点偏低，缩聚时会脱出，影响其含量的稳定性；碳原子数高的饱和脂肪酸，其羧酸的活性下降，会影响其反应程度。如上所述的一种超短低熔点聚酯纤维，单丝纤度为1.5～3.00dtex，断裂伸长率为50～60％；倍长≤2mg/g；断裂强度≥3.20cN/dtex；所述皮芯结构的皮芯面积比为40～60:60～40。如上所述的一种超短低熔点聚酯纤维，所述低熔点聚酯的熔点在100℃～150℃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≥81％；所述低熔点聚酯的数均分子量为20000-34000，所述低熔点聚酯的分子量分布指数D＝2.7～4.6。所述低熔点聚酯的熔点是指其起熔点。如上所述的一种超短低熔点聚酯纤维，所述分子量调节剂链段中的一元酸链段的含量为苯二甲酸链段摩尔数的0.01％～0.05％，所述分子量调节剂链段中二元酸链段的含量为苯二甲酸链段摩尔数的1.5％～3％；所述的苯二甲酸为对苯二甲酸和间苯二甲酸。如上所述的一种超短低熔点聚酯纤维，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％。本专利技术还提供如上所述的一种超短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，经上亲水性油剂后切断、干燥和打包，获得超短低熔点聚酯纤维。如上所述的一种超短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和乙二醇的摩尔比为1:0.4～0.6:0.1～0.3:0.05～0.1:1.8～2.5如上所述的一种超短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反应；该阶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超短低熔点聚酯纤维，其特征是：所述超短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一元酸系列或二元酸系列；所述一元酸为苯甲酸、对甲基苯甲酸或对乙基苯甲酸，或者为它们所对应的甲酯或乙酯，或者为饱和脂肪酸或其所对应的甲酯或乙酯；所述二元酸系列为1,8‑萘二甲酸、邻苯二甲酸、1,2‑环戊烷二甲酸或1,2‑环己烷二甲酸以及它们所对应的二甲酯或二乙酯；所述饱和脂肪酸是指碳原子数为9‑30的脂肪酸；所述超短低熔点聚酯纤维的长度为3～10mm。

【技术特征摘要】
1.一种超短低熔点聚酯纤维，其特征是：所述超短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一元酸系列或二元酸系列；所述一元酸为苯甲酸、对甲基苯甲酸或对乙基苯甲酸，或者为它们所对应的甲酯或乙酯，或者为饱和脂肪酸或其所对应的甲酯或乙酯；所述二元酸系列为1,8-萘二甲酸、邻苯二甲酸、1,2-环戊烷二甲酸或1,2-环己烷二甲酸以及它们所对应的二甲酯或二乙酯；所述饱和脂肪酸是指碳原子数为9-30的脂肪酸；所述超短低熔点聚酯纤维的长度为3～10mm。2.根据权利要求1所述的一种超短低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述超短低熔点聚酯纤维的单丝纤度为1.5～3.00dtex，断裂伸长率为50～60％；倍长≤2mg/100g；断裂强度≥3.20cN/dtex；所述皮芯结构的皮芯面积比为40～60:60～40。3.根据权利要求1所述的一种超短低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述低熔点聚酯的熔点在100℃～150℃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≥81％；所述低熔点聚酯的数均分子量为20000-34000，所述低熔点聚酯的分子量分布指数D＝2.7～4.6。4.根据权利要求1所述的一种超短低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述分子量调节剂链段中的一元酸链段的含量为苯二甲酸链段摩尔数的0.01％～0.05％，所述分子量调节剂链段中二元酸链段的含量为苯二甲酸链段摩尔数的1.5％～3％。5.根据权利要求1所述的一种超短低熔点聚酯纤维，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹勇，余小平，朱兴荣，
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