專利名稱：納米二氧化硅改性滌綸纖維的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成纖維的制備方法，具體地，本發(fā)明涉及一種納米二氧化硅改性滌綸纖維的制備方法。
背景技術(shù)：
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(lǐng)域。滌綸產(chǎn)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(jīng)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(chǎn)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(jīng)占到全球聚酯產(chǎn)量的66%。滌綸已成為化學纖維中產(chǎn)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(chǎn)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(zhì)、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(guān)重要。雖然，在合成纖維中，聚酯纖維具有適合紡織應用和產(chǎn)業(yè)應用的多種性能，因而其自大規(guī)模生產(chǎn)以來取得了令人矚目的發(fā)展。但隨著世界科學技術(shù)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(jié)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(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)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(shù)以及紡絲組件設(shè)計；
(2)復合紡雙組分功能性纖維或差別化纖維的紡絲技術(shù)；
(3)熔體直紡制備細旦、微細旦聚酯纖維的成套技術(shù)；
(4)各種截面噴絲板的設(shè)計以及異形纖維的紡絲技術(shù)；
(5)三異纖維的紡絲技術(shù)以及同板混纖噴絲板的設(shè)計；
(6)異收縮混纖紗復合加工技術(shù)；
(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(shù)；
(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(shù)；
(12)天然纖維和合成纖維、化纖長絲與短纖多維結(jié)合技術(shù)。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(jié)構(gòu)、光電、磁和化學性質(zhì)等方面表現(xiàn)出與普通材料不同的特異性。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(jié)合現(xiàn)有技術(shù)中的切片紡絲工藝完成了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)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(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案
一種納米二氧化硅改性滌綸纖維的制備方法，包括改性滌綸切片的制備和共混FDY工藝紡絲；其特征在于所述的改性滌綸切片的制備工藝包括如下步驟
首先，在連續(xù)聚酯設(shè)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(nèi)加入納米二氧化硅、納米二氧化鋯、消光劑二氧化鈦，其中納米二氧化硅的加入量與對苯二甲酸的摩爾比為4. 8-6. 5%，納米二氧化鋯的加入量與對苯二甲酸的摩爾比為1. 2-1. 8%，消光劑二氧化鈦的加入量與苯二甲酸的摩爾比為1. 2-2. 5% ；
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94. 5%-99. 0%，熔體的黏度控制為0. 65-0. 68 ；將酯化物泵送到縮聚工段，再經(jīng)過預縮聚和終縮聚工藝在溫度278-285 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. 25-0. 42% ；將改性聚酯熔體通過鑄帶、切粒和干燥得到納米改性滌綸切片。其中，共混FDY紡絲包括如下步驟將上述納米改性滌綸切片與滌綸切片按質(zhì)量比15-30 70-85的比例共混經(jīng)過螺桿擠出機一靜態(tài)混合一計量一紡絲組件一吹風冷卻 —上油一甬道一第一導絲輥一第二導絲輥一卷繞工藝，其中控制熔體輸送管道的溫度為 275-281 V，紡絲箱體溫度為觀8-四5 V，側(cè)吹風風速0. 35-0. 75米/秒，第一導絲輥速度 900-1300 m/min，溫度 78-95°C，第二熱輥速度 3000-4200 m/min，溫度 95-120 "C。其中，所述的納米二氧化硅的平均粒徑為20 nm-100 nm。其中，所述的納米二氧化鋯的平均粒徑為20 nm-100 nm。其中，改性滌綸切片與滌綸切片按質(zhì)量比15-25 :75_85。其中，所述的滌綸切片為常規(guī)大有光滌綸切片、半消光滌綸切片或全消光滌綸切片。其中，通過調(diào)整紡絲組件的噴絲板制備得到的纖維截面為圓形、三葉形、三角形、 十字形、王字形、中空形或五葉形。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明在采用穩(wěn)定的工藝制作，通過減小紡絲過程中各種參數(shù)的波動，抑制了納米改性滌綸纖維生產(chǎn)過程中的不穩(wěn)定因素。本發(fā)明方法在常規(guī)紡絲設(shè)備上即可完成，絲束條干均勻，色澤分布均勻，織物平整，具有光澤柔和的特點，可廣泛應用于服用領(lǐng)域，裝飾領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域；并且采用本發(fā)明制備的改性滌綸FDY纖維耐磨性良好，對紫外線也有較好的反射能力。
具體實施方式
下面將結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的解釋和說明。實施例1
納米改性切片的制備工藝
首先，在連續(xù)聚酯設(shè)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(nèi)加入納米二氧化硅、納米二氧化鋯、消光劑二氧化鈦，其中納米二氧化硅的加入量與對苯二甲酸的摩爾比為5. 8%，納米二氧化鋯的加入量與對苯二甲酸的摩爾比為1. 5%，消光劑二氧化鈦的加入量與苯二甲酸的摩爾比為1. 5% ；
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98. 0%，熔體的黏度控制為0. 66 ；將酯化物泵送到縮聚工段， 再經(jīng)過預縮聚和終縮聚工藝在溫度278-285°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. 35% ；將改性聚酯熔體通過鑄帶、 切粒和干燥得到納米改性滌綸切片。其中，具體的酯化和縮聚反應條件如表1所示。共混FDY紡絲步驟
將上述納米改性滌綸切片與滌綸切片按質(zhì)量比20 80的比例共混經(jīng)過螺桿擠出機一靜態(tài)混合一計量一紡絲組件一吹風冷卻一上油一甬道一第一導絲輥一第二導絲輥一卷繞工藝，其中控制熔體輸送管道的溫度為278 °C，紡絲箱體溫度為四3 °C，側(cè)吹風風速0.45 米/秒，第一導絲輥速度1000 m/min，溫度85°C，第二熱輥速度3500 m/min，溫度110 °C。表1改性聚酯酯化和縮聚反應條件
權(quán)利要求
1.一種納米二氧化硅改性滌綸纖維的制備方法，包括改性滌綸切片的制備和共混FDY 工藝紡絲；其特征在于所述的改性滌綸切片的制備工藝包括如下步驟首先，在連續(xù)聚酯設(shè)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(nèi)加入納米二氧化硅、納米二氧化鋯、消光劑二氧化鈦，其中納米二氧化硅的加入量與對苯二甲酸的摩爾比為4. 8-6. 5%，納米二氧化鋯的加入量與對苯二甲酸的摩爾比為1. 2-1. 8%，消光劑二氧化鈦的加入量與苯二甲酸的摩爾比為1. 2-2. 5% ；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94. 5%-99. 0%，熔體的黏度控制為0. 65-0. 68 ；將酯化物泵送到縮聚工段，再經(jīng)過預縮聚和終縮聚工藝在溫度278-285 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. 25-0. 42% ；將改性聚酯熔體通過鑄帶、切粒和干燥得到納米改性滌綸切片。
2.權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于共混FDY紡絲包括如下步驟將上述納米改性滌綸切片與滌綸切片按質(zhì)量比15-30 70-85的比例共混經(jīng)過螺桿擠出機一靜態(tài)混合一計量一紡絲組件一吹風冷卻一上油一甬道一第一導絲輥一第二導絲輥一卷繞工藝，其中控制熔體輸送管道的溫度為275481 °C，紡絲箱體溫度為觀8-四5 °C，側(cè)吹風風速0. 35-0. 75米/秒，第一導絲輥速度900-1300 m/min,溫度78-95°C，第二熱輥速度 3000-4200 m/min，溫度 95-120 "C。
3.權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于納米改性滌綸切片與滌綸切片按質(zhì)量比 15-25 :75-85。
4.權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的滌綸切片為常規(guī)大有光滌綸切片、 半消光滌綸切片或全消光滌綸切片。
5.權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于纖維截面為圓形、三葉形、三角形、十字形、 中空形或五葉形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米二氧化硅改性滌綸纖維的制備方法，包括納米二氧化硅改性滌綸切片的制備和共混FDY工藝紡絲。本發(fā)明方法在常規(guī)紡絲設(shè)備上即可完成，絲束條干均勻，色澤分布均勻，織物平整，具有光澤柔和的特點，可廣泛應用于服用領(lǐng)域，裝飾領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
文檔編號D01D5/088GK102330188SQ20111016602
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者沈家康, 趙廣兵, 鈕真榮 申請人:江蘇鷹翔化纖股份有限公司