專利名稱：納米氧化鋅改性滌綸預取向絲的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種合成纖維，具體地，本發(fā)明涉及一種改性滌綸預取向絲。
背景技術：
滌綸作為合成纖維中的三大主力纖維之一，因其優(yōu)良的物理和化學特性被廣泛應用于服裝面料以及其它非服裝領域。滌綸產品自問世以來，也曾以其懸垂性好、強度高、挺括而被下游用戶當作主要紡織原料來織造各類紡織品。隨著經濟全球化，市場國際化，人們對服裝的要求也越來越高了，不但要具有舒適性，還要具有功能性，面料就向輕、柔、功能性方向發(fā)展，合成纖維材料就需要不斷提高性能來滿足織造要求。近十年來，我國聚酯工業(yè)發(fā)展迅速，聚酯纖維產量已從2000年初的516. 5萬噸發(fā)展到2010年末的2700萬噸，平均年增長率超過25%，已經占到全球聚酯產量的66%。滌綸已成為化學纖維中產量最大的合成纖維品種，廣泛應用于衣著、裝飾、家用紡織品、產業(yè)用紡織品和國防、工業(yè)工程等國計民生各個方面。今后五年，還將保持快速增長。但是，作為紡織材料，聚酯纖維也有明顯的缺點。因此，選擇科學、高效、優(yōu)質、節(jié)能、環(huán)保的加工方法， 對適應和促進聚酯工業(yè)、滌綸纖維的高速可持續(xù)發(fā)展至關重要。雖然，在合成纖維中，聚酯纖維具有適合紡織應用和產業(yè)應用的多種性能，因而其自大規(guī)模生產以來取得了令人矚目的發(fā)展。但隨著世界科學技術的進步和世界工業(yè)的發(fā)展，聚酯纖維在性能和功能上不能完全滿足人們的要求。發(fā)展和創(chuàng)新的結果使得人們開發(fā)了一大批差別化、功能化以及高性能的合成纖維。目前差別化聚酯纖維新品種的開發(fā)和應用代表了聚酯行業(yè)的發(fā)展方向。差別化聚酯產品開發(fā)的技術大致可以歸納為以下幾個方面
(1)復合紡超細纖維的紡絲技術以及紡絲組件設計；
(2)復合紡雙組分功能性纖維或差別化纖維的紡絲技術；
(3)熔體直紡制備細旦、微細旦聚酯纖維的成套技術；
(4)各種截面噴絲板的設計以及異形纖維的紡絲技術；
(5)三異纖維的紡絲技術以及同板混纖噴絲板的設計；
(6)異收縮混纖紗復合加工技術；
(7)聚合物改性制備功能性聚酯及其纖維的制備；
(8)聚合物改性制備智能纖維以及智能面料的開發(fā)應用；
(9)納米粉體原位聚合制備功能性聚酯及其纖維；
(10)多種有機或無機納米粒子的制備和分散技術；
(11)有機或無機納米粒子/聚合物基復合聚酯材料的制備及紡絲技術；
(12)天然纖維和合成纖維、化纖長絲與短纖多維結合技術。由于納米材料所具有的“小尺寸效應”、“界面效應”、“量子尺寸效應”和“宏觀量子隧道效應”，使得納米材料在結構、光電、磁和化學性質等方面表現出與普通材料不同的特異性。
一般認為，只要能直接進行拉伸變形加工的原絲，并且加工前放置時間對原絲的性質沒有大的影響，并在加工過程中不會出現生頭困難，不會造成成品絲毛絲、強度偏低、 染色不均勻的未拉伸絲，均可稱之為預取向絲或部分取向絲(ΡΟΥ)。POY工藝具有以下特占.
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(1)紡絲繞卷速度高，繞卷筒子硬度高、重量大、便于運輸；
(2)紡絲過程穩(wěn)定，適宜DTY加工，并且預取向絲存放穩(wěn)定性好。本申請的發(fā)明人致力于將納米材料在功能特異性方面的特點引入到滌綸纖維的合成中，并結合現有技術中的預取向絲生產工藝完成了本發(fā)明。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了滿足人們對紡織面料的多方面需要，不斷開發(fā)功能性的聚酯纖維，我們通過納米改性劑，對傳統(tǒng)的聚酯纖維進行改性。為了實現上述目的，本發(fā)明提供了以下技術方案
一種納米氧化鋅改性滌綸預取向絲的制備方法，包括改性聚酯熔體的制備和直紡滌綸預取向絲(POY)的制備；在改性聚酯熔體的制備工藝中采用對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG) 單體為原料，并添加有納米改性劑制備得到改性共聚酯熔體，上述聚酯熔體直接通過熔體輸送，經計量、紡絲組件擠出、吹風冷卻、上油、甬道、卷繞制得納米氧化鋅改性滌綸預取向絲；其特征在于所述的納米氧化鋅改性共聚酯熔體的制備工藝包括如下步驟
首先在連續(xù)聚酯設備上，采用對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)單體，按照PTA與EG 的摩爾比1 1.20-1 1.30的比例各自連續(xù)穩(wěn)定地計量并加入到漿料釜中打漿，打漿釜內加入納米氧化鋅改性劑、納米二氧化鈦、消光劑二氧化鈦，其中納米氧化鋅的加入量與對苯二甲酸的摩爾比為1. 25-2. 25%，納米二氧化鈦的加入量與對苯二甲酸的摩爾比為 0. 35-0. 65%，消光劑二氧化鈦的加入量與苯二甲酸的摩爾比為0. 10-0. 15% ；
然后將上述漿料連續(xù)穩(wěn)定輸送至酯化-I、酯化-II反應釜中，酯化-II反應釜中同時連續(xù)添加穩(wěn)定劑，控制酯化率96. 0%-99. 0%，熔體的黏度控制為0. 64-0. 68 ；將酯化物泵送到縮聚工段，按縮聚工藝在溫度266-269 °C的條件下制得改性聚酯熔體，其中所述的穩(wěn)定劑為磷酸三甲酯，其加入量與對苯二甲酸的摩爾比為0. 28-0. 45%。其中，所述的納米氧化鋅的平均粒徑為20 nm-100 nm，優(yōu)選為20 nm-50 nm。其中，所述的納米二氧化鈦的平均粒徑為20 nm-100 nm，優(yōu)選為20 nm-50 nm。其中，所述的消光劑二氧化鈦的平均粒徑為200 nm-350 nm。其中，改性滌綸預取向絲(POY)的制備工藝包括如下步驟將上述改性共聚酯熔體，通過熔體輸送管道設備，輸送到熔體直紡長絲生產設備上，經計量泵、紡絲組件、吹風冷卻、上油、甬道、卷繞工藝，其中控制熔體輸送管道的溫度為265-269 °C，紡絲箱體溫度為 282-286 "C，側吹風風速0. 35-0. 70米/秒。其中，改性滌綸預取向絲的含油率為0. 42-0. 58 %。其中，改性滌綸預取向絲為大有光。其中，本發(fā)明的改性聚酯熔體適合用來紡織規(guī)格為68D/48F的POY絲。本發(fā)明的有益效果是提供了一種改性滌綸聚酯熔體預取向絲的工藝。并且本發(fā)明的改性滌綸POY絲中，添加有納米級別的氧化鋅和二氧化鈦，制備得到的纖維具有良好防紫外線功能，對紫外線的反射能力高達50%-60%。并且制備得到的POY絲結晶度在0. 7-1. 2% 之間；斷裂伸長率為75-132 %。結構一體性參數在0.35-0. 90之間，沸水收縮率在40%-65% 之間。
具體實施例方式下面將結合具體的實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步的解釋和說明。實施例1
納米氧化鋅改性聚酯的制備工藝
首先，在連續(xù)聚酯設備上，采用對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)單體，按照PTA與EG的摩爾比1 1.25的比例各自連續(xù)穩(wěn)定地計量并加入到漿料釜中打漿，打漿釜內加入納米氧化鋅改性劑、納米二氧化鈦、消光劑二氧化鈦，其中納米氧化鋅的加入量與對苯二甲酸的摩爾比為1. 75%，納米二氧化鈦的加入量與對苯二甲酸的摩爾比為0. 35%，消光劑二氧化鈦的加入量與苯二甲酸的摩爾比為0. 12% ；
然后，將上述漿料連續(xù)穩(wěn)定輸送至酯化-I、酯化-II反應釜中，酯化-II反應釜中添加穩(wěn)定劑，控制酯化率98%，黏度控制在0. 65 ；將酯化物泵送到縮聚工段，經過預縮聚和終縮聚制得改性聚酯熔體，其中所述的穩(wěn)定劑為磷酸三甲酯，其加入量與對苯二甲酸的摩爾比為0. 36%。其中，具體的酯化和縮聚反應條件如表1所示。表1改性聚酯酯化和縮聚反應條件_
條件酯化I酯化III預縮聚I終縮聚
反應溫度 /°C__261__263_266 269
R應壓力一 0. 38MPa— 0.27MPa“ 7KPa 85Pa
#留時間/min100120|θ0 |l80
改性滌綸預取向絲(ΡΟΥ)的制備工藝
將上述改性聚酯熔體，通過熔體輸送管道設備，輸送到熔體直紡長絲生產設備上，經計量泵、紡絲組件、吹風冷卻、上油、甬道、卷繞工藝，其中控制熔體輸送管道的溫度為268 V， 紡絲箱體溫度為283 0C，側吹風風速0. 45 m/s,制備規(guī)格為68D/48F的POY絲。制備得到的纖維具有良好防紫外線功能，對紫外線的反射能力高達50%-60%。
權利要求
1.一種納米氧化鋅改性滌綸預取向絲的制備方法，包括改性聚酯熔體的制備和直紡滌綸預取向絲(POY)的制備；在改性聚酯熔體的制備工藝中采用對苯二甲酸(PTA)、乙二醇 (EG)單體為原料，并添加有納米改性劑制備得到改性共聚酯熔體，上述聚酯熔體直接通過熔體輸送，經計量、紡絲組件擠出、吹風冷卻、上油、甬道、卷繞制得納米氧化鋅改性滌綸預取向絲；其特征在于所述的納米氧化鋅改性共聚酯熔體的制備工藝包括如下步驟首先，在連續(xù)聚酯設備上，采用對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)單體，按照PTA與EG 的摩爾比1 1.20-1 1.30的比例各自連續(xù)穩(wěn)定地計量并加入到漿料釜中打漿，打漿釜內加入納米氧化鋅改性劑、納米二氧化鈦、消光劑二氧化鈦，其中納米氧化鋅的加入量與對苯二甲酸的摩爾比為1.25-2. 25%，納米二氧化鈦的加入量與對苯二甲酸的摩爾比為 0. 35-0. 65%，消光劑二氧化鈦的加入量與苯二甲酸的摩爾比為0. 10-0. 15% ；然后，將上述漿料連續(xù)穩(wěn)定輸送至酯化-I、酯化-II反應釜中，酯化-II反應釜中同時連續(xù)添加穩(wěn)定劑，控制酯化率96. 0%-99. 0%，熔體的黏度控制為0. 64-0. 68 ；將酯化物泵送到縮聚工段，按縮聚工藝在溫度266-269 V的條件下制得改性聚酯熔體，其中所述的穩(wěn)定劑為磷酸三甲酯，其加入量與對苯二甲酸的摩爾比為0. 28-0. 45%。
2.權利要求1所述的制備方法，其特征在于改性滌綸預取向絲的制備工藝包括如下步驟將上述改性共聚酯熔體，通過熔體輸送管道設備，輸送到熔體直紡長絲生產設備上， 經計量泵、紡絲組件、吹風冷卻、上油、甬道、卷繞工藝，其中控制熔體輸送管道的溫度為 265-269 V，紡絲箱體溫度為282-286 V，側吹風風速0. 35-0. 70米/秒。
3.權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的納米氧化鋅的平均粒徑為20 nm-100 nm，優(yōu)選為 20 nm-50 nm。
4.權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的納米二氧化鈦的平均粒徑為20 nm-100 nm，優(yōu)選為 20 nm-50 nm。
5.權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的改性滌綸預取向絲的規(guī)格為 68D/48F。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米氧化鋅改性滌綸預取向絲的制備方法，包括改性聚酯熔體的制備和直紡滌綸預取向絲(POY)的制備；在改性聚酯熔體的制備工藝中采用對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)單體為原料，并添加有納米改性劑制備得到改性共聚酯熔體，上述聚酯熔體直接通過熔體輸送，經計量、紡絲組件擠出、吹風冷卻、上油、甬道、卷繞制得納米氧化鋅改性滌綸預取向絲。本發(fā)明的方法制備得到的纖維具有良好防紫外線功能，對紫外線的反射能力高達50%-60%。
文檔編號D01F1/10GK102251313SQ20111016300
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權日2011年6月17日
發(fā)明者沈家康, 王國柱, 趙廣兵 申請人:江蘇鷹翔化纖股份有限公司