一种涤锦皮芯型工业丝及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种涤锦皮芯型工业丝及其制备方法，制备方法：分别以聚酯和聚酰胺为芯层材料和皮层材料，在芯层材料中加入聚酯‑聚酰胺嵌段共聚物后通过皮芯复合组件进行熔融纺丝得到涤锦皮芯型工业丝，同一温度下聚酯‑聚酰胺嵌段共聚物的粘度大于皮层材料小于芯层材料；制得的涤锦皮芯型工业丝的皮芯界面处分散有聚酯‑聚酰胺嵌段共聚物，其单丝纤度大于4dtex，拉伸断裂强度大于6.5cN/dtex。本发明专利技术克服了皮芯界面相容性差的问题，提升工业丝的力学性能，并将上色料添加在芯层中，提升色牢度；制备方法工艺简单，成本低廉，应用前景好。

【技术实现步骤摘要】
一种涤锦皮芯型工业丝及其制备方法
本专利技术属于工业丝领域，涉及一种涤锦皮芯型工业丝及其制备方法。
技术介绍
采用聚合物熔融纺丝法制备的工业丝，如聚酯(PET、PEN等)工业丝、聚酰胺(PA6、PA66等)工业丝及热致液晶聚合物工业丝等，因其具有较好的机械强度和优秀的理化性，被广泛的应用于诸如汽车、安全防护、绳索及复合增强材料等产业领域。此类工业丝在箱包及鞋材等领域中的应用也越来越广泛。涤纶工业丝是指高强且粗旦的涤纶工业用长丝，涤纶工业丝具有断裂强度大、弹性模量高、延伸率低及耐冲击性好的优点，广泛应用于轮胎帘子线、输送带及车用安全带等领域。锦纶工业丝具有断裂强度高、质轻、耐磨性和耐疲劳性能优异的优点，广泛用作橡胶和涂塑制品的骨架材料，但是锦纶的尺寸稳定性较差。因此结合锦纶及涤纶的优点，制备一种锦/涤复合纤维是一个热点研究方向。《皮芯型涤锦复合纤维FDY生产工艺探讨》对皮芯型涤锦复合纤维的生产进行了探讨，由于PA6和PET的相容性不好，只有采用皮芯复合纺，才能纺制出物理性能稳定的复合纤维，但皮芯复合纺工艺未改善两者的相容性，其物理性能仍有较大提升空间。《一种锦/涤高强复合单丝的生产方法》提供了一种锦/涤高强复合单丝的制备方法，其在工艺层面提高锦/涤复合丝的性能，但锦/涤皮芯复合工业丝还存在界面相容性差、易出现相分离现象等问题，导致复合纤维的强度较低、各项性能不够好。此外，由于工业丝大分子排列规整有序、结晶度高，造成了工业丝不易染色且色牢度不高、染色成本高。为解决这一问题，目前针对工业丝主要有以下两种方法：(1)纺前着色法即在纺前将有色粉体引入纺丝熔体后进行纺丝。但采用简单的纺前着色也存在难以解决的问题，一方面有色粉体的加入势必影响纤维力学性能，导致强力的下降；另一方面，简单纺前着色纤维的色牢度也不是十分理想，在纤维加工使用过程中不可避免的导致有色成分向外迁移析出，引起自身褪色、变色，并对加工设备等造成沾色污染。(2)复合纺丝法，即无色的皮层熔体和着色的芯层熔体经复合喷丝板喷出纺制成皮芯复合纤维。此外，在现有的技术公开采用皮芯复合纺丝的方法制备有色纤维中还存在着纤维色差大、力学性能差、达不到工业丝强力要求的问题。因此，开发一种物理性能优良且成本低廉的涤锦皮芯型工业丝极具现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术涤锦皮芯型工业丝的物理性能不佳且成本较高的问题，提供一种物理性能优良且成本低廉的涤锦皮芯型工业丝。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种涤锦皮芯型工业丝，涤锦皮芯型工业丝的皮层材料和芯层材料分别为聚酰胺和聚酯，皮层与芯层的界面处分散有聚酯-聚酰胺嵌段共聚物；所述涤锦皮芯型工业丝的单丝纤度大于4dtex，拉伸断裂强度大于6.5cN/dtex。作为优选的技术方案：如上所述的一种涤锦皮芯型工业丝，所述聚酯-聚酰胺嵌段共聚物的含量为聚酯质量的5～10％。聚酯-聚酰胺嵌段共聚物的含量过高一方面会降低芯层结晶规整有序，进而影响纤维强度，另一方面作为添加剂，其经济效益考虑部已添加过多；含量过低，则在截面不能形成足够的嵌段连结，界面粘结不足。如上所述的一种涤锦皮芯型工业丝，所述皮层材料的质量份数与芯层材料和聚酯-聚酰胺嵌段共聚物质量份数和之比为30～70:70～30，皮层质量过大，则纤维透明度下降，同时较少的芯层以为则显色部分减少，影响纤维色泽，芯层质量过大，增加了生产成本。如上所述的一种涤锦皮芯型工业丝，所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯，特性粘度为0.8～1.2dl/g；所述聚酰胺为聚己内酰胺或聚己二酰己二胺，相对粘度为2.6～3.4(聚酯工业上一般用特性粘度，聚酰胺类工业上一般用相对粘度表示)；所述聚酯-聚酰胺嵌段共聚物的通式为A-B或A-C，A段为聚酯链段，B段或C段为聚酰胺链段，具体结构式如下：式中，a＝2,3,4,b＝4,5,6,8,10,12,13,c＝5,6,7,9,10,12,13。如上所述的一种涤锦皮芯型工业丝，A段的特性粘度为0.4～0.6dl/g，B段的相对粘度为1.8～2.4，C段的相对粘度为1.6～2.4。如上所述的一种涤锦皮芯型工业丝，所述芯层材料中分散有颜料或染料，芯层材料中分散的颜料或染料，起到纤维着色效果，皮层包覆在芯层外，作为芯层的保护层，提高色牢度，所述颜料或染料为芯层材料质量的0.5～12％，颜料或染料的含量过大，导致分散困难，芯层熔体粘度剧增，不利纺丝；含量过少则颜色过浅，无法满足色泽最低需求；所述涤锦皮芯型工业丝应用于纺织及复合材料工业领域，水洗色牢度为5级，摩擦色牢度为4～5级，熨烫色牢度为4～5级。如上所述的一种涤锦皮芯型工业丝，所述颜料或染料为无机颜料、有机颜料、特殊颜料及有机染料中的一种以上，其中有机染料的分解温度低于250℃。本专利技术能将分解温度较低的有色染料成功添加到工业丝中，降低了成本，本专利技术的保护范围并不仅限于此，有机染料的分解温度也可高于250℃。如上所述的一种涤锦皮芯型工业丝，所述无机颜料为金属氧化物、硫化物、硫酸盐、铬酸盐、钼酸盐及炭黑中的一种以上；所述有机颜料为偶氮类颜料、酞菁类颜料、杂环类颜料及色淀类颜料中的一种以上；所述特殊颜料为金属粉、珠光颜料、荧光增白剂、荧光颜料、干扰颜料及温变颜料中的一种以上；所述有机染料为偶氮类染料、酞菁类染料、杂环类染料及色淀类染料中的一种以上。如上所述的一种涤锦皮芯型工业丝，所述涤锦皮芯型工业丝可应用于纺织及复合材料工业领域。本专利技术还提供一种制备如上所述的一种涤锦皮芯型工业丝的方法，分别以聚酯和聚酰胺为芯层材料和皮层材料，在芯层材料中加入聚酯-聚酰胺嵌段共聚物后通过皮芯复合组件进行熔融纺丝得到涤锦皮芯型工业丝，在同样纺丝温度条件下，所述聚酯-聚酰胺嵌段共聚物的粘度大于皮层材料小于芯层材料；所述熔融纺丝的工艺参数为：芯层纺丝温度为300～310℃，皮层纺丝温度为280～290℃，拉伸温度为160～180℃，拉伸倍率为4～6倍，热定型温度为170～190℃。作为优选的技术方案：如上所述的方法，芯层材料中还加入颜料或染料。专利技术机理：本专利技术将聚酯-聚酰胺嵌段共聚物(PET-b-PA)作为添加剂加入芯层材料中，一方面，由于PET-b-PA的熔体粘度低于芯层熔体粘度，在熔融纺丝过程中聚酯与聚酯-聚酰胺嵌段共聚物发生宏观相分离，聚酯-聚酰胺嵌段共聚物会从芯部向外整体迁移，在芯层的表层发生富集(如图1所示)；另一方面，富集在芯层表面的聚酯-聚酰胺嵌段共聚物自身会发生微相分离，由于大分子链具有定向性，聚酰胺链段向外排列并伸入皮层，聚酯链段向芯层排列(如图2所示)。通过聚酯-聚酰胺嵌段共聚物的以上两种作用机制，最终其在皮芯之间形成有效粘合界面(如图3所示)，增强了皮芯两部分的界面作用，改进了界面相容性。由此方法制备的锦/涤复合工业丝的具有优良的力学性能、柔韧性、抗弯折性、耐磨性及耐疲劳性，且在成型及使用过程中界面始终可以保持有效粘结而不发生剥离分层。颜料或染料添加在芯层材料中起到纤维着色效果，皮层包覆在芯层外，作为芯层的保护层，可有效提高色牢度。有益效果：(1)本专利技术的一种涤锦皮芯型工业丝的制备方法，在芯层材料中加入聚酯-聚酰胺嵌段共聚物以及颜料或染料后皮芯复合纺丝，聚酯-聚酰胺嵌段共聚物在纺丝的过程中发生迁移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涤锦皮芯型工业丝，其特征是：涤锦皮芯型工业丝的皮层材料和芯层材料分别为聚酰胺和聚酯，皮层与芯层的界面处分散有聚酯‑聚酰胺嵌段共聚物；所述涤锦皮芯型工业丝的单丝纤度大于4dtex，拉伸断裂强度大于6.5cN/dtex。

【技术特征摘要】
1.一种涤锦皮芯型工业丝，其特征是：涤锦皮芯型工业丝的皮层材料和芯层材料分别为聚酰胺和聚酯，皮层与芯层的界面处分散有聚酯-聚酰胺嵌段共聚物；所述涤锦皮芯型工业丝的单丝纤度大于4dtex，拉伸断裂强度大于6.5cN/dtex。2.根据权利要求1所述的一种涤锦皮芯型工业丝，其特征在于，所述聚酯-聚酰胺嵌段共聚物的含量为聚酯质量的5～10％。3.根据权利要求2所述的一种涤锦皮芯型工业丝，其特征在于，所述皮层材料的质量份数与芯层材料和聚酯-聚酰胺嵌段共聚物质量份数和之比为30～70:70～30。4.根据权利要求2所述的一种涤锦皮芯型工业丝，其特征在于，所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯，特性粘度为0.8～1.2dl/g；所述聚酰胺为聚己内酰胺或聚己二酰己二胺，相对粘度为2.6～3.4；所述聚酯-聚酰胺嵌段共聚物的通式为A-B或A-C，A段为聚酯链段，B段或C段为聚酰胺链段，具体结构式如下：式中，a＝2,3,4,b＝4,5,6,8,10,12,13,c＝5,6,7,9,10,12,13。5.根据权利要求4所述的一种涤锦皮芯型工业丝，其特征在于，A段的特性粘度为0.4～0.6dl/g，B段的相对粘度为1.8～2.4，C段的相对粘度为1.6～2.4。6.根据权利要求1所述的一种涤锦皮芯型工业丝，其特征在于，所述芯层材料中分散有颜料或染料，所述颜料或染料为芯层材料质量的0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：范爱荣，甘宇，姬洪，张玉梅，
申请(专利权)人：浙江佑威新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33