一种结晶性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结晶性低熔点聚酯纤维及其制备方法，结晶性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、1,3‑丙二醇链段、一缩二丙二醇链段和分子量调节剂组成；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。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‑水洗工艺，牵伸采用加入亚硫酸钠的油浴牵伸，经卷曲、切断和干燥获得结晶性低熔点聚酯纤维。本发明专利技术制得的结晶性低熔点聚酯纤维熔点低，乙醛与丙烯醛的总含量低。

【技术实现步骤摘要】
一种结晶性低熔点聚酯纤维及其制备方法
本专利技术属于结晶性低熔点聚酯纤维领域，涉及一种结晶性低熔点聚酯纤维及其制备方法，特别是涉及一种乙醛与丙烯醛的总含量较低的结晶性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、砂洗的优良性能和易渗胶、剥离强度高的特点，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。对于某些对粘结时间、强度要求高的材料，结晶性低熔点聚酯纤维具有粘结时间短、强度高的优点。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。在低熔点聚酯和普通聚酯的酯化和缩聚反应过程中会发生一系列的副反应，产生许多副产物，其中影响较大的为丙烯醛和乙醛，丙烯醛和乙醛都会引起身体不适症状。对低熔点聚酯的应用产生不利的影响，特别是限制了其在汽车、密闭环境中的应用。丙烯醛和乙醛作为聚合反应的副产物，无法在聚合中完全消除，因此如何减少在结晶性低熔点聚酯纤维中乙醛和丙烯醛的含量是生产过程的一个难点。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的结晶性低熔点聚酯纤维的低熔点聚酯起熔点高，熔融速度慢以及结晶性低熔点聚酯纤维中乙醛和丙烯醛的总含量高等问题，实现大规模化的生产，提供一种结晶性低熔点聚酯纤维及其制备方法。本专利技术的结晶性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，制得的结晶性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，本专利技术采用技术方案：本专利技术的一种结晶性低熔点聚酯纤维，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、1,3-丙二醇链段、一缩二丙二醇链段和分子量调节剂组成；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、一缩二丙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，不利于分子量的增长，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。一缩二丙二醇链段的加入，由于其具有较大的柔性，有利于大分子的结晶。结晶性低熔点固化速度快，可以应用于一些特殊领域，同时，结晶增强了纤维的内聚能，使粘结强度升高。所述结晶性低熔点聚酯纤维中乙醛和丙烯醛的含量＜0.5ppm。如上所述的一种结晶性低熔点聚酯纤维，单丝纤度为2.0～4.0dtex，断裂强度≥3.10cN/dtex；所述皮芯结构的皮芯面积比为40～60:60～40；所述结晶性低熔点聚酯纤维的结晶度为10％～15％。如上所述的一种结晶性低熔点聚酯纤维，所述低熔点聚酯的熔点在100℃～160℃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≥57％；所述低熔点聚酯的数均分子量为20000-37000，所述低熔点聚酯的分子量分布指数D＝2.4～4.3。所述低熔点聚酯的熔点是指其起熔点。如上所述的一种结晶性低熔点聚酯纤维，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。本专利技术还提供一种结晶性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、1,3-丙二醇、一缩二丙二醇和分子量调节剂进行酯化反应；(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-水洗工艺；经卷曲、切断和干燥获得结晶性低熔点聚酯纤维。水洗的目的是进一步减少乙醛和丙烯醛的总含量，同时也清洗纤维表面上携带的亚硫酸钠。如上所述的一种结晶性低熔点聚酯纤维的制备方法，对苯二甲酸、间苯二甲酸、一缩二丙二醇与1,3-丙二醇的摩尔比为1:0.3～0.5:0.1～0.3:1.8～2.5；分子量调节剂的加入量为苯二甲酸摩尔数的3％～5％。如上所述的一种结晶性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、1,3-丙二醇、一缩二丙二醇和分子量调节剂配成浆料后，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；该阶段压力由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下，温度控制在260～270℃，反应时间为30～50分钟；然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力降至绝对压力小于100Pa，反应温度控制在270～275℃，反应时间50～90分钟，制得低熔点聚酯。如上所述的一种结晶性低熔点聚酯纤维的制备方法，纺丝的主要工艺参数为：纺丝温度：皮层263-276℃，芯层280-288℃，纺丝速度：500-1100m/min；吹风为两道冷却环吹风；第一道环吹风温为50℃～80℃，环吹风风速为1.0m/s～3.0m/s；第二道环吹风温为14℃～20℃，环吹风风速为2.0m/s～4.0m/s；两道冷却环吹风间隔30～50cm；牵伸采用油浴牵伸，油浴内加入5～10wt％的亚硫酸钠，所述油浴的温度为65℃～70℃；水洗的温度为65℃～70℃；牵伸倍数为2.7～3.0倍；卷曲温度50-60℃，卷曲主压0.4-0.6MPa，卷曲背压0.2-0.4MPa，卷曲数8-12个/25mm，卷曲度12-14％，干燥温度为65℃～75℃，时间10min～20min。如上所述的一种结晶性低熔点聚酯纤维的制备方法，所述催化剂为三氧化二锑、1,3-丙二醇锑或醋酸锑，催化剂加入量为苯二甲酸总重量的0.01％～0.05％；所述稳定剂为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结晶性低熔点聚酯纤维，其特征是：所述结晶性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、1,3‑丙二醇链段、一缩二丙二醇链段和分子量调节剂链段组成；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；所述结晶性低熔点聚酯纤维中乙醛与丙烯醛的总含量＜0.5ppm。

【技术特征摘要】
1.一种结晶性低熔点聚酯纤维，其特征是：所述结晶性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、1,3-丙二醇链段、一缩二丙二醇链段和分子量调节剂链段组成；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；所述结晶性低熔点聚酯纤维中乙醛与丙烯醛的总含量＜0.5ppm。2.根据权利要求1所述的一种结晶性低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述结晶性低熔点聚酯纤维的单丝纤度为2.0～4.0dtex，断裂强度≥3.10cN/dtex；所述皮芯结构的皮芯面积比为40～60:60～40；所述结晶性低熔点聚酯纤维的结晶度为10％～15％。3.根据权利要求1所述的一种结晶性低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述低熔点聚酯的熔点在100℃～160℃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≥57％；所述低熔点聚酯的数均分子量为20000-37000，所述低熔点聚酯的分子量分布指数D＝2.4～4.3。4.根据权利要求1所述的一种结晶性低熔点聚酯纤维，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.如权利要求1-4任一所述的一种结晶性低熔点聚酯纤维的制备方法，其特征是包括步骤：a)低熔点聚酯聚合；(1)将对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,3-丙二醇、一缩二丙二醇和分子量调节剂进行酯化反应；(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-水洗工艺；经卷曲、切断和干燥获得结晶性低熔点聚酯纤维。6.根据权利要求5所述的一种结晶性低熔点聚酯纤维的制备方法，其特征在于，对苯二甲酸、间苯二甲酸、一缩二丙二醇与1,3-丙二醇的摩尔比为1:0.3～0.5:0.1～0.3:1.8～2.5；分子量...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱兴荣，詹勇，余小平，
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