[发明专利]一种有光超高强涤高韧性涤纶短纤维的直接纺制备方法

说明书

本发明公开了一种有光超高强涤高韧性涤纶短纤维的直接纺制备方法。本发明将对苯二甲酸、乙二醇、多羟基化合物和钛系催化剂混合搅拌后，先进行酯化反应，然后在催化剂乙二醇锑作用下进行进一步的酯化反应和缩聚反应，在缩聚反应前加入硫酸钡，得到特性黏度为0.650～0.675dl/g的有光聚酯熔体。熔体经过纺丝制备获得超高强高韧性有光涤纶短纤维。所制得纤维强度大于6.40cN/dtex，断裂伸长为18～24％，180℃干热收缩为3.5～6.0％，能满足制作高端缝纫线和造纸、混凝土等增强材料对产品的要求。

技术领域

本发明涉及合成纤维技术领域，特别涉及一种有光超高强涤高韧性涤纶短纤维的直接纺制备方法。

背景技术

近几年，涤纶纤维的用途越来越广，对其性能要求也越来越多，比如涤纶的超短纤维用于造纸、混凝土领域，要求纤维不但强度要高而且具有一定的断裂韧性，起到增强的作用。国内有光涤纶短纤维由于其需求量增长迅速而得到了发展，总需求量比十年前翻了一倍不止，其中70％用于加工服装缝纫用线，30％用于加工箱包缝纫用线、绣花线、机织、针织面料等。从2012年以来，高端有光涤纶缝纫线制造商提出开发高强、高支有光涤纶缝纫线需求。虽然从各种资料表明，中国涤纶有光缝纫线行业在世界范围内已具有比较优势，但目前纤维强度指标≥6.20cN/dtex,根据对用户调研的信息反馈，其中对纤维强力的关注占了第一位，而目前市场上的有光缝纫线涤纶短纤维断裂强度指标与高端用户对指标的要求还存在一定的差距。

在一般的生产过程中，高黏度的聚酯熔体能较好的满足纤维高强度的要求。由于熔体在通过喷丝孔的流动过程中会有明显的流场变化，聚合物熔体从喷丝孔挤出成型要经历入流、孔流、出流、变形和稳定的过程，其物理形态和几何形态均发生变化，若黏度太高，会导致熔体在入流区存储的变形弹性能太多，从而出现孔口胀大现象，使得纺丝成型困难以及后处理加工过程中牵伸性能较差。另外在高黏度的熔体生产过程中，对生产过程中的搅拌电机及增压泵电机等的要求将进一步提高，对电机损耗将增大，提高了能耗，增加了生产成本。

发明内容

为了克服上述不足，本发明的目的在于提供一种有光超高强涤高韧性涤纶短纤维的直接纺制备方法。本发明在不提高聚酯熔体黏度的基础上，生产的有光缝纫线涤纶短纤维就能满足超高强的需求。

本发明提供一种有光超高强涤高韧性涤纶短纤维的直接纺制备方法，具体步骤如下：

1)将对苯二甲酸、乙二醇、多羟基化合物和钛系催化剂混合搅拌后，进行酯化反应，反应的酯化率达到92％以上；其中：所述多羟基化合物为季戊四醇、山梨醇、木糖醇、1,1,1-三羟甲基丙烷任一种或多种；

2)酯化反应产物在乙二醇锑、纳米硫酸钡作用下进行缩聚反应，得到特性粘度为0.650-0.680dl/g的有光聚酯熔体；

3)将步骤2)得到的有光聚酯熔体纺丝制备获得有光超高强涤高韧性涤纶短纤维；

上述步骤1)中，所述的多羟基化合物以聚酯理论重量计为0.003～0.005wt％。

上述步骤1)中，所述钛系催化剂为乙二醇钛、钛酸四丁酯或钛酸四异丙酯中的一种。

上述步骤1)中，钛系催化剂以聚酯理论重量计为0.0003～0.0004wt％。

上述步骤2)中，纳米硫酸钡的含量在100～1200ppm之间。

上述步骤3)中，有光聚酯熔体经过增压泵、熔体热交换后进入静态混合器、纺丝箱体，从喷丝板出来后经环吹冷却、卷绕及盛丝成型后，再经集束、拉伸、紧张热定型、松弛热定型、切断和成品包装工序制备获得超高强高韧性有光涤纶短纤维。

上述步骤3)中，纺丝过程中，熔体热交换温度为260～275℃；纺丝温度为275～290℃，环吹风温度为20～26℃，卷绕速度为1300～1600m/min，牵伸总倍率为3.0～4.5，牵伸温度75～85℃，牵伸速度为150～250m/min。