一种低熔融粘度低熔点聚酯纤维及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种低熔融粘度低熔点聚酯纤维及其制备方法和应用，所述低熔融粘度低熔点聚酯纤维具有皮芯结构，且皮层材质为低熔点聚酯(其分子链由对苯二甲酸链段、乙二醇链段、3

【技术实现步骤摘要】
一种低熔融粘度低熔点聚酯纤维及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于低熔点聚酯
，涉及一种低熔融粘度低熔点聚酯纤维及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]低熔点聚酯是对普通聚酯进行改性而得到的一种熔点较低的聚酯，低熔点聚酯的熔点一般在90～200℃之间，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。低熔点聚酯可以在更低温度下熔融，并具有较强的黏结性能，主要被用于热熔胶来使用，相比于其他种类的胶粘剂，其具有黏结快、性能稳定、力学性能好、弹性好、无毒、无污染、能耗低等优良性能。
[0003]当前低熔点聚酯的生产主要是以间苯二甲酸(IPA)和二甘醇(DEG)为改性组分加入到普通PET聚酯中，IPA是非对称结构，它的加入改变了分子链的对称性，破坏了PET原有的规整结构，使链的排列松弛，运动能力增加，使得聚酯的熔点降低；而二甘醇主链较长，同时还带有使分子链易旋转的醚键，大大提高了分子链的柔顺性，也会降低聚酯的熔点。
[0004]目前低熔点聚酯被广泛应用于非织造布行业，在当前飞速发展的非织造布行业中，热粘合法由于使用纤维型粘合剂的加工方法，使得该方法加工简单、生产速度高、能耗低、运用灵活，由于产品不带任何化学试剂，因而不污染环境、对人体无害，所以得到了优先发展。热粘合法是利用高分子材料的热塑性，施加给聚合物纤维材料一定热量，使聚合物纤维材料部分软化熔融，经冷却固化后使纤维相互粘结在一起的加固方法。对于聚酯类非织布行业，它们需要一种熔点较常规聚酯低，且与常规聚酯有着良好相容性的聚合物做热粘合纤维。根据“相似相容”原理，以涤纶为主体纤维的非织布应以其同族聚酯纤维来粘合，即低熔点聚酯。
[0005]然而目前低熔点聚酯存在熔程长、熔融粘度高等问题，这使得低熔点聚酯熔融时流动性差，在应用于非织造布生产中不能很好地分散在主体纤维中，从而影响到后续产品的质量，目前对于低熔点聚酯熔融粘度较高的解决方案大多是引入长链段改性组分，如己二醇等，且添加量较大，这种方法可以提高分子链的柔顺性，使得链内旋转的位垒低，流动单元链段短，降低了低熔点聚酯的熔融粘度。但是这种方法在降低了熔融粘度同时还降低了低熔点聚酯的玻璃化转变温度，这就限制了低熔点聚酯的应用范围，使其只能在较低温度下使用。
[0006]对于非织造织物(如纤维絮片)在一定温度下，低熔点纤维中熔点低的皮层聚合物熔化，在纤维网中起到黏合连接纤维的作用，而熔点高和强度大的芯层聚合物在黏结中起到支撑纤维网的作用，使制成的絮片有较高的弹性回复性和黏结牢度。当作为黏结的低熔点纤维量一定时，对于熔融粘度高的低熔点纤维，能够起黏合作用的支架少，主体纤维与皮芯复合纤维之间黏合力弱，絮片间纤维之间黏合不牢固，粘结强度差，压缩弹性率就小。因此，降低低熔点纤维的熔融粘度，提高其流动性，可以有效地增加黏合点，提高粘结强度和压缩弹性率。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种低熔融粘度低熔点聚酯纤维及其制备方法和应用。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]一种低熔融粘度低熔点聚酯纤维，所述低熔融粘度低熔点聚酯纤维具有皮芯结构，且皮层材质为低熔点聚酯，芯层材质为常规聚酯(即未经改性的对苯二甲酸乙二醇酯)；
[0010]所述低熔点聚酯为改性聚酯，所述改性聚酯的分子链由对苯二甲酸链段、乙二醇链段、 3
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丁二醇链段和二甘醇链段组成；所述常规聚酯的分子链由对苯二甲酸链段和乙二醇链段组成；
[0011]所述低熔点聚酯的玻璃化温度为68～72℃，熔点为100～130℃，黏流活化能为 21.6～30.3kJ/mol，常规聚酯的黏流活化能是79.2kJ/mol，现有技术中的低熔点聚酯的黏流活化能为34.7～56.3kJ/mol。粘流活化能(Eη)是高聚物熔体产生粘性流动所需要克服的能垒的度量，可以用于评价熔融粘度。当分子链柔顺性好时，链内旋转的位垒低，流动单元链段就短。本专利技术的低熔点聚酯的黏流活化能较普通低熔点共聚酯的黏流活化能(34.7～56.3kJ/mol)低得多，这主要是3
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丁二醇含有支链，且支链长度不产生缠结，支化分子间相互作用力较小，链内旋转的位垒低，因而分子链段移动时所需能量相对较小，黏流活化能低，在相同的温度下就能产生较大的分子之间的相对位移。
[0012]作为优选的技术方案：
[0013]如上所述的一种低熔融粘度低熔点聚酯纤维，所述改性聚酯的分子链中对苯二甲酸链段、乙二醇链段、3
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丁二醇链段和二甘醇链段的摩尔比为1:0.53～0.62:0.29
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0.34:0.09～0.13；所述常规聚酯的分子链中对苯二甲酸链段和乙二醇链段的摩尔比为1:1。在聚酯合成过程中，乙二醇的沸点为199℃左右，而3
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丁二醇的沸点为220℃左右，远高于乙二醇的沸点，在缩聚过程中，抽真空时，主要是乙二醇被抽出，3
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丁二醇被抽出很少，基本与投料量一致；二甘醇的沸点则更高，在245℃左右，同时在聚酯合成中还会生成约占PET 1.0mol％的二甘醇，因此在共聚酯中二甘醇的量会有所增加。
[0014]如上所述的一种低熔融粘度低熔点聚酯纤维，所述低熔融粘度低熔点聚酯纤维的单丝纤度为4～5dtex，断裂强度≥3.8cN/dtex，断裂伸长为50～60％，卷曲数为8～12个/25mm，纤维长度为51mm。
[0015]如上所述的一种低熔融粘度低熔点聚酯纤维，所述皮芯结构的皮芯比为45～55:55～45。
[0016]如上所述的一种低熔融粘度低熔点聚酯纤维，所述低熔点聚酯的数均分子量为 20000～25000g/mol，分子量分布D＝2.2～3.0。
[0017]本专利技术还提供制备如上任一项所述的一种低熔融粘度低熔点聚酯纤维的方法，包括如下步骤：
[0018](1)常规聚酯的制备；
[0019]将对苯二甲酸、乙二醇、催化剂和稳定剂配成浆料后，进行酯化反应，酯化反应结束后，在负压的条件下，依次进行低真空阶段的缩聚反应和高真空阶段的缩聚反应，制得常规聚酯；低真空阶段的缩聚反应的压力为5000～500Pa，高真空阶段的缩聚反应的压力小于100Pa；
[0020](2)低熔点聚酯的制备；
[0021]将对苯二甲酸、乙二醇、3
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丁二醇和二甘醇、催化剂和稳定剂配成浆料后，进行酯化反应，得到酯化产物；酯化反应结束后，升温搅拌混合，在负压的条件下，依次进行低真空阶段的缩聚反应和高真空阶段的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低熔融粘度低熔点聚酯纤维，其特征是：所述低熔融粘度低熔点聚酯纤维具有皮芯结构，且皮层材质为低熔点聚酯，芯层材质为常规聚酯；所述低熔点聚酯为改性聚酯，所述改性聚酯的分子链由对苯二甲酸链段、乙二醇链段、3
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丁二醇链段和二甘醇链段组成；所述常规聚酯的分子链由对苯二甲酸链段和乙二醇链段组成；所述低熔点聚酯的玻璃化温度为68～72℃，熔点为100～130℃，黏流活化能为21.6～30.3kJ/mol。2.根据权利要求1所述的一种低熔融粘度低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述改性聚酯的分子链中对苯二甲酸链段、乙二醇链段、3
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0.34:0.09～0.13；所述常规聚酯的分子链中对苯二甲酸链段和乙二醇链段的摩尔比为1:1。3.根据权利要求1所述的一种低熔融粘度低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述低熔融粘度低熔点聚酯纤维的单丝纤度为4～5dtex，断裂强度≥3.8cN/dtex，断裂伸长为50～60％，卷曲数为8～12个/25mm，纤维长度为51mm。4.根据权利要求1所述的一种低熔融粘度低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述皮芯结构的皮芯比为45～55:55～45。5.根据权利要求1所述的一种低熔融粘度低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述低熔点聚酯的数均分子量为20000～25000g/mol，分子量分布D＝2.2～3.0。6.制备如权利要求1～5任一项所述的一种低熔融粘度低熔点聚酯纤维的方法，其特征是包括如下步骤：(1)常规聚酯的制备；将对苯二甲酸、乙二醇、催化剂和稳定剂配成浆料后，进行酯化反应，酯化反应结束后，在负压的条件下，依次进行低真空阶段的缩聚反应和高真空阶段的缩聚反应，制得常规聚酯；低真空阶段的缩聚反应的压力为5000～500Pa，高真空阶段的缩聚反应的压力小于100Pa；(2)低熔点聚酯的制备；将对苯二甲酸、乙二醇、3
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丁二醇和二甘醇、催化剂和稳定剂配成浆料后，进行酯化反应，得到酯化产物；酯化反应结束后，升温搅拌混合，在负压的条件下，依次进行低真空阶段的缩聚反应和高真空阶段的缩聚反应，制得改性聚酯，即低熔点聚酯；低真空阶段的缩聚反应的压力为5000～500...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹勇，孙毅，石宇，
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：