[发明专利]一种消光PET纤维的熔体直纺制备方法

说明书

本发明涉及一种消光PET纤维的熔体直纺制备方法，在PET熔体直纺过程中在线添加功能母粒制得消光PET纤维，功能母粒由PET切片与包覆二氧化钛纳米颗粒的中空多孔微球熔融共混制得，包覆二氧化钛纳米颗粒的中空多孔微球主要由二氧化钛纳米颗粒及包覆在二氧化钛纳米颗粒表面的交联球组成，交联球内部中空，表面多孔且具有交联结构，交联结构由含苯乙烯和双官能度二甲基丙烯酸酯类单体结构单元的共聚物分子链之间相互交联形成，二氧化钛纳米颗粒与交联球之间通过共价键连接。本发明方法工艺简便，制得的纤维具有力学性能优良、消光效果好、二氧化钛添加量小和分散均匀等优点，应用范围广。

技术领域

本发明属于纤维制备领域，具体涉及一种消光PET纤维的熔体直纺制备方法。

背景技术

消光纤维又称无光纤维，是指表面无光泽的化学纤维。制备消光纤维的方法通常是在纺丝前将消光剂加入纺丝溶液或熔体中，经纺丝成形，制得的消光纤维能够散射光线而消除光泽以降低透明度，增加白度。近年来，全消光涤纶纤维以其独特的外在表观特性越来越被织造业所接受。同时，随着国内消光纤维制备技术的突破，全消光纤维的应用领域不断拓展，尤其是在春亚纺和仿毛面料上得到了广泛的应用。

二氧化钛的着色力、遮盖力和消光能力突出，是目前世界上性能最好的一种白色颜料，可广泛应用于涂料、塑料、油墨和造纸等工业领域，需求量较大，有着极好的应用前景。全消光纤维一般是通过二氧化钛的添加从而达到消光效果。采用该方法的缺点是消光物质在涤纶树脂中很难达到良好的分散，分散不匀的粉体材料在纺丝的时候会增加纺丝压力，堵塞喷丝板，影响纤维的可纺性。同时由于二氧化钛与聚合物的相容性较差，导致二氧化钛作为添加剂制备消光纤维时，在添加量较小的情况下，消光纤维的消光效果较差。

二氧化钛可以通过Al或Si等元素进行无机包覆在一定程度上改善其分散性能。高压静电喷雾法是一种利用电流体动力学技术将聚合物溶液或熔体制备成高分子微粒的方法。相对于其他制备高分子微粒的方法如沉淀法、反相悬浮交联法、喷雾干燥法等，静电喷雾法制备微球材料工艺简单、可控性强、绿色环保且无需使用大量乳化剂，采用静电喷雾法容易制得单分散性微粒且最终得到的微粒可具有多种形貌，如中空多孔等，例如已有文献(战乃乾.静电纺丝法制备聚苯乙烯功能材料[D].吉林大学,2010.)报道，聚苯乙烯溶液可以通过静电喷雾成型制备多孔中空微球，制得的聚苯乙烯(PS)中空微球在常温下化学性质稳定，具有较好的可加工性，但是由于聚苯乙烯(PS)的玻璃化转变温度只有100℃，在高温条件下三维结构会发生破坏，因而无法应用于熔融加工。这很大程度上影响了PS中空微球的应用。

此外，二氧化钛还可以通过对二氧化钛进行表面改性，从而解决二氧化钛易团聚在有机基体中分散性差的问题。常见的表面改性手法是偶联剂改性，但偶联剂只是以化学键的形式接在纳米颗粒表面，对消光性能本身并无提升，且硅烷偶联剂的相对分子质量小，在高温下易分解，不利于熔融制备高性能纤维。

因此，研究一种消光效果好、二氧化钛添加量小且分散均匀的消光纤维的制备方法具有十分重要的作用。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的问题，提供了一种消光效果好、二氧化钛添加量小且分散均匀的消光PET纤维的熔体直纺制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种消光PET纤维的熔体直纺制备方法，在PET熔体直纺过程中在线添加功能母粒制得消光PET纤维；

所述功能母粒由PET切片与包覆二氧化钛纳米颗粒的中空多孔微球熔融共混制得；

所述包覆二氧化钛纳米颗粒的中空多孔微球主要由二氧化钛纳米颗粒及包覆在二氧化钛纳米颗粒表面的交联球组成；

所述交联球内部中空，表面多孔且具有交联结构，所述交联结构由含苯乙烯和双官能度二甲基丙烯酸酯类单体结构单元的共聚物分子链之间相互交联形成；