一种基于熔体直纺技术制备潜在双组份弹性纤维的方法技术

本发明专利技术涉及纺丝领域，公开了一种基于熔体直纺技术制备潜在双组份弹性纤维的方法，包括：（1）酯化、预缩聚反应，制得聚酯熔体；（2）将一部分聚酯熔体经终缩聚反应、液相增粘后得到粘度为0.85～0.95dl/g的高粘度聚酯熔体；（3）将剩余部分聚酯熔体经终缩聚反应后得到粘度为0.47～0.5dl/g的低粘度聚酯熔体；（4）纺丝；（5）预网络处理；（6）牵伸定型松弛；（7）卷绕成型。本发明专利技术通过对熔体管道输送、纺丝工艺以及液相增粘釜进行改进，可实现高粘熔体在制得和输送过程中熔体的均匀性、流动性、管道压降大、熔体粘度降解大等问题，该方法工艺流程短、生产成本低、效率高、产品质量稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种基于熔体直纺技术制备潜在双组份弹性纤维的方法
本专利技术涉及纺丝领域，尤其涉及一种基于熔体直纺技术制备潜在双组份弹性纤维的方法。
技术介绍
所谓的复合纤维又称双组份纤维和共轭纤维。它是将组分、配比、粘度等不同的两种或两种以上的成纤高聚物熔体或浓溶液，分别输送到同一纺丝组件，在组件中的适当部位汇合，从同一或相邻喷丝孔喷出成为一根纤维。而目前市场上的双组份弹性复合纤维主要是采用两种不同收缩率的脂肪族聚酯，运用复合纺丝技术和经后加工受热整理使之产生收缩，得到螺旋状的立体卷曲，具有卷曲性、高弹性等特性。查阅国内外专利文献，普遍采用切片纺的纺丝工艺路线来生产双组份弹性复合纤维，以两种不同收缩率的脂肪族聚酯作为两种组份，即分别先聚合制得聚酯切片和锦纶切片，然后将两种切片原料分别经输送、结晶干燥、螺杆挤压机熔融挤出，进入双组份复合纺丝组件及复合喷丝板，喷出的熔体经冷却上油、拉伸定型、卷绕后制得具有卷曲性和高弹性的弹性复合纤维。使用此工艺生产的弹性复合纤维工艺流程长（切片制备与纺丝非连续进行），加工工序复杂，设备投资及生产成本高，生产规模小且产品品质差异较大，市场发展前景受限。基于切片纺的上述缺点，目前开发设计出全新的熔体直纺生产技术纺双组份弹性复合纤维工艺路线，该熔体直纺生产技术是指两种不同热缩率的多元聚酯（低IV/高IV）熔体分别通过熔体管道直接输送到各个复合箱体纺丝位（即原料聚合后无需制成切片），经纺丝冷却上油、拉伸或拉伸定型、卷绕后制得弹性复合纤维。与切片纺相比，具有生产工艺流程短、生产成本低、效率高、产品质量稳定等显著特点。然而，出于高粘熔体制得和输送过程中熔体的均匀性、流动性、管道压降大、熔体粘度降解大等技术问题，采用熔体直纺技术制备高粘度聚合物纤维一直未能大范围应用，目前两种组份熔体均采用熔体直纺生产双组份弹性复合纤维工艺尚未有文献出现。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于熔体直纺技术制备潜在双组份弹性纤维的方法，本专利技术通过对熔体管道输送、纺丝工艺以及液相增粘釜进行改进，可实现高粘熔体在制得和输送过程中熔体的均匀性、流动性、管道压降大、熔体粘度降解大等问题，该方法工艺流程短、生产成本低、效率高、产品质量稳定。本专利技术的具体技术方案为：一种基于熔体直纺技术制备潜在双组份弹性纤维的方法，包括以下步骤：（1）酯化、预缩聚反应：以乙二醇和精对苯二甲酸为原料依次经酯化反应、预缩聚反应，制得粘度为0.3～0.4dl/g的聚酯熔体。（2）将一部分聚酯熔体输送至终缩聚釜A进行终缩聚反应，再输送至液相增粘釜增粘后输送至纺丝复合箱体，得到粘度为0.85～0.95dl/g的高粘度聚酯熔体。（3）将剩余部分聚酯熔体输送至终缩聚釜B进行终缩聚反应，再经增压泵增压、热媒换热器换热后输送至纺丝复合箱体，得到粘度为0.47～0.5dl/g的低粘度聚酯熔体。（4）纺丝：将步骤（2）和（3）所得聚酯熔体分别输送至纺丝复合箱体的各个纺丝位，每个纺丝位采用24头纺丝，两种聚酯熔体分别通过各自计量泵输送进入同一复合纺丝组件，最终从复合纺丝组件的同一或相邻喷丝孔内喷出并冷却成形集束上油，得到初生复合纤维。所述的24头纺丝为：1个纺丝复合箱体包括2个纺丝位，每个纺丝位设有2个计量泵，2个计量泵各对应两种粘度的聚酯熔体，每个计量泵含有1个熔体入口和12个熔体出口，配置对应的12个复合纺丝组件，每个复合纺丝组件的喷丝板分为两个区，复合纺丝组件设有各自独立的通道，经过滤层、分配板、复合板、喷丝板，每个复合纺丝组件进行两束纺丝。（5）将初生复合纤维进行预网络处理。（6）牵伸定型松弛：将预网络后所得的复合纤维丝进行加热牵伸并定型松弛。（7）卷绕成型：将步骤（6）制得的复合纤维经主网络处理后卷绕成型。作为优选，步骤（1）的酯化反应中：乙二醇和精对苯二甲酸的摩尔比为1:1～1.2；以乙二醇锑为催化剂；以二氧化钛为消光剂；以磷酸三乙酯为热稳定剂；反应温度250～270℃，压力30～100KPa。在本专利技术中，酯化后的预聚物熔体经输送分别进行终缩聚-液相增粘和终缩聚反应，再进行熔体直纺双组份弹性复合纤维生产。在上述方案中，为解决高粘熔体输送过程中存在管道压降大、粘度降大的缺陷，本专利技术通过工艺参数的方法优化解决，对输送过程中高粘熔体温度上升问题通过热媒换热器解决。作为优选，步骤（1）的预缩聚反应中：反应温度250～280℃，反应压力600～1200pa，预缩聚反应时间90～120min。作为优选，步骤（2）的终缩聚反应中：反应温度260～290℃，反应压力60～200pa，终缩聚反应时间60～120min，得到粘度为0.65～0.7dl/g的聚酯熔体。作为优选，步骤（2）的液相增粘为：在280～300℃、50～100pa下液相增粘50～100min，制得粘度为0.85～0.95dl/g、端羧基含量20～30mol/t、二甘醇含量为1.3～1.4%的高粘度聚酯熔体。作为优选，步骤（3）的终缩聚反应中：反应温度260～280℃，反应压力60～200pa，终缩聚反应时间60～100min。作为优选，步骤（4）中：高粘度聚酯熔体的泵前压力＞35Mpa，熔体温度290～305℃，无油丝粘度降＜0.1dl/g；低粘度聚酯熔体的泵前压力＞50Mpa，熔体温度265～275℃；冷却时冷却风风速为0.4～0.6m/s，风温20～24℃，风湿75～90%；上油采用油嘴上油，规格为0.12～0.16CC的油剂泵均匀输送油剂至各个油嘴，上油率为0.8～1.2%。作为优选，步骤（5）中，预网络压力为0.05～0.1Mpa。作为优选，步骤（6）中：所述加热牵伸并定型松弛的工艺参数如下：第一热辊速度2000～3000m/min，温度80～90℃；第二热辊速度4000～4500m/min；温度115～140℃；导丝盘速度4000～4500m/min。作为优选，步骤（7）中，主网络压力为0.2～0.3MPa。作为优选，步骤（2）中，所述液相增粘釜为申请人以及与申请人同属于同一母公司（恒逸集团）的子公司（恒澜科技）所共同研发的液相增粘釜，其包括卧式圆筒形壳体、转轴和多个环形圆盘；所述转轴横向固定于所述卧式圆筒形壳体内的两端，所述多个环形圆盘以串联形式轴向固定于转轴上；卧式圆筒形壳体的底部两端分别设有进料口和出料口，卧式圆筒形壳体出料口所在侧设有气相口。卧式圆筒形壳体内位于若干相邻两个环形圆盘之间设有刮刀装置，所述刮刀装置的顶部高于反应时的物料液面。本专利技术的液相增粘釜内部从进料口至出料口方向轴向分为三个区段：低粘区、中粘区、高粘区。其工作原理为：从缩聚釜来的缩聚物从进料口进入液相增粘釜后，在连续旋转的环形圆盘搅拌下，使聚合物熔体粘附在圆盘表面缩聚物被环形圆盘带动形成黏附膜，并在重力作用下形成下垂膜，在垂直于环形圆盘的刮板装置作用下形成拉伸膜，由于环形圆盘的不断带动和液膜的不断下滑，不断地产生新的液膜界面，使得液膜表面不断更新，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于熔体直纺技术制备潜在双组份弹性纤维的方法，其特征在于包括以下步骤：/n（1）酯化、预缩聚反应：以乙二醇和精对苯二甲酸为原料依次经酯化反应、预缩聚反应，制得粘度为0.3～0.4dl/g的聚酯熔体；/n（2）将一部分聚酯熔体输送至终缩聚釜A进行终缩聚反应，再输送至液相增粘釜增粘后输送至纺丝复合箱体，得到粘度为0.85～0.95dl/g的高粘度聚酯熔体；/n（3）将剩余部分聚酯熔体输送至终缩聚釜B进行终缩聚反应，再经增压泵增压、热媒换热器换热后输送至纺丝复合箱体，得到粘度为0.47～0.5dl/g的低粘度聚酯熔体；/n（4）纺丝：将步骤（2）和（3）所得聚酯熔体分别输送至纺丝复合箱体的各个纺丝位，每个纺丝位采用24头纺丝，两种聚酯熔体分别通过各自计量泵输送进入同一复合纺丝组件，最终从复合纺丝组件的同一或相邻喷丝孔内喷出并冷却成形集束上油，得到初生复合纤维；/n所述的24头纺丝为：1个纺丝复合箱体包括2个纺丝位，每个纺丝位设有2个计量泵，2个计量泵各对应两种粘度的聚酯熔体，每个计量泵含有1个熔体入口和12个熔体出口，配置对应的12个复合纺丝组件，每个复合纺丝组件的喷丝板分为两个区，复合纺丝组件设有各自独立的通道，经过滤层、分配板、复合板、喷丝板，每个复合纺丝组件进行两束纺丝；/n（5）将初生复合纤维进行预网络处理；/n（6）牵伸定型松弛：将预网络后所得的复合纤维丝进行加热牵伸并定型松弛；/n（7）卷绕成型：将步骤（6）制得的复合纤维经主网络处理后卷绕成型。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于熔体直纺技术制备潜在双组份弹性纤维的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）酯化、预缩聚反应：以乙二醇和精对苯二甲酸为原料依次经酯化反应、预缩聚反应，制得粘度为0.3～0.4dl/g的聚酯熔体；
（2）将一部分聚酯熔体输送至终缩聚釜A进行终缩聚反应，再输送至液相增粘釜增粘后输送至纺丝复合箱体，得到粘度为0.85～0.95dl/g的高粘度聚酯熔体；
（3）将剩余部分聚酯熔体输送至终缩聚釜B进行终缩聚反应，再经增压泵增压、热媒换热器换热后输送至纺丝复合箱体，得到粘度为0.47～0.5dl/g的低粘度聚酯熔体；
（4）纺丝：将步骤（2）和（3）所得聚酯熔体分别输送至纺丝复合箱体的各个纺丝位，每个纺丝位采用24头纺丝，两种聚酯熔体分别通过各自计量泵输送进入同一复合纺丝组件，最终从复合纺丝组件的同一或相邻喷丝孔内喷出并冷却成形集束上油，得到初生复合纤维；
所述的24头纺丝为：1个纺丝复合箱体包括2个纺丝位，每个纺丝位设有2个计量泵，2个计量泵各对应两种粘度的聚酯熔体，每个计量泵含有1个熔体入口和12个熔体出口，配置对应的12个复合纺丝组件，每个复合纺丝组件的喷丝板分为两个区，复合纺丝组件设有各自独立的通道，经过滤层、分配板、复合板、喷丝板，每个复合纺丝组件进行两束纺丝；
（5）将初生复合纤维进行预网络处理；
（6）牵伸定型松弛：将预网络后所得的复合纤维丝进行加热牵伸并定型松弛；
（7）卷绕成型：将步骤（6）制得的复合纤维经主网络处理后卷绕成型。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）的酯化反应中：
乙二醇和精对苯二甲酸的摩尔比为1:1～1.2；和/或
以乙二醇锑为催化剂；和/或
以二氧化钛为消光剂；和/或
以磷酸三乙酯为热稳定剂；和/或
反应温度250～270℃，压力30～100KPa。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）的预缩聚反应中：反应温度250～280℃，反应压力600～1200pa，预缩聚反应时间90～120min。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）的终缩聚反应中：反应温度260～290℃，反应压力60～200pa，终缩聚反应时间60～120min，得到粘度为0.65～0.7dl/g的聚酯熔体。


5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，步骤（2）的液相增粘为：在280～300℃、50～100pa下液相增粘50～100min，制得粘度为0.85～0.95dl/g、端羧基含量20～30mol/t、二甘醇含量为1.3～1.4%的高粘度聚酯熔体。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）的终缩聚反应中：反应温度260～280℃，反应压力60～200pa，终缩聚反应时间60～100min。


7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中：
高粘度聚酯熔体的泵前压力＞35Mpa，熔体温度290～305℃，无油丝粘度降＜0.1dl/g；和/或

【专利技术属性】
技术研发人员：梅兆林，曹雪桉，朱怀英，葛振权，刘海军，
申请(专利权)人：绍兴柯桥恒鸣化纤有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33