一種氟聚酯dty纖維及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氟聚酯DTY纖維及其制備方法，包括氟聚酯熔體的制備、氟聚酯POY纖維及氟聚酯DTY纖維的制備；將含氟對苯二甲酸和乙二醇作為原料并加入抑制劑制備得到氟聚酯熔體，采用POY-DTY工藝，將氟聚酯熔體直接擠出或制成切片經(jīng)螺桿熔融擠出、冷卻、上油和卷繞制得氟聚酯POY纖維，所得氟聚酯POY纖維經(jīng)加熱、假捻、定型、上油和卷繞制得氟聚酯DTY纖維。本發(fā)明所得新型含氟聚酯DTY纖維斷裂強度為3.2～4.0cN/dex；斷裂伸長率為20～40%。由于氟原子的引入，改善了聚酯DTY纖維的超疏水、憎水憎油、防污方面性能，在防水服、耐臟的工作服以及某些特殊行業(yè)的工作服制造中有巨大的前景。
【專利說明】一種氟聚酯DTY纖維及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氟聚酯DTY纖維及其制備方法，特別是涉及一種苯環(huán)上的氫被氟取代的氟聚酯DTY纖維及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚酯(PET)是目前人類使用最為廣泛的合成高聚物之一，早在二十世紀(jì)40年代就合成出了 PET，并發(fā)現(xiàn)其具有優(yōu)異的性能，而廣泛的應(yīng)用于紡織、包裝、醫(yī)療衛(wèi)生、汽車、電子電器、安全防護、環(huán)境保護等領(lǐng)域。低彈絲DTY，是指在加彈機器上進行連續(xù)或同時拉伸、經(jīng)過加捻器變形加工后的成品絲，也稱為滌綸低彈絲，是以長絲為原料，利用纖維熱塑性，經(jīng)變形和熱定型處理制得的一種高度卷曲蓬松的新型紗。DTY多用于緯編機上，在時裝、裝飾、家居用品等生活用品中有一定的應(yīng)用，是棉花以外的替代品。
[0003]隨著社會的進步，人民生活水平的提高，對聚酯纖維的差別化、功能化需要越來越高。因此聚酯的改性也變得尤為的重要，聚酯改性目的除了對普通聚酯性能進行優(yōu)化外，主要是通過改性手段賦予新型聚酯差別化的功能性特征。例如:抗靜電、阻燃、吸濕排汗、防污防臭等。目前，聚酯主要新品種有:抗靜電聚酯、高強耐磨聚酯、仿棉超軟聚酯、超疏水性聚酯、抗污聚酯等。
[0004]目前，通過在聚合物中引入氟原子，從而改善材料的表面性能，如疏水疏油性及防污性等，以及賦予聚酯材料各種功能。由于含氟聚合物通常具有低表面能、低摩擦系數(shù)和不粘附性，灰塵污物難于附著等特性，因此含氟聚合物的抗污耐磨性好。而當(dāng)前含氟聚合物以氟代烯烴類聚合物為主(例如:聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、全氟乙烯丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物等)；含氟聚氨酯、含氟聚醚、含氟聚酯等的研究則相對滯后。
[0005]許多學(xué)者對含氟化合物改性聚酯進行了研究，并取得了一定的成果。目前含氟化合物改性聚酯的方式主要是通過加入含氟封端劑，或者加入含氟二元醇、含氟二元酸等含氟化合物作為第三單體來改性聚酯。王忠剛等(王忠剛，李文娟，由繼業(yè).具有低表面能的含氟聚酯及其制備方法[P]:中國，CN 101139434A, 2008.)采用含氟封端劑的加入，間苯二甲酸二甲酯和丁二醇采用酯交換法，加入含氟封端劑N-羥乙基全氟辛酰胺，制備出了含氟量低而耐沾污性能好的聚酯材料。胡娟(胡娟.含氟聚酯和光刻膠波導(dǎo)材料的分子設(shè)計與性能研究[D].碩士論文，吉林:吉林大學(xué)，2007.)利用分子設(shè)計的原理，通過添加含氟二元醇共聚的方式，將對苯二甲酰氯、六氟雙酚A和含氟辛二醇三元共聚合成出了新型高含氟量的聚酯。該聚酯具有優(yōu)異的性能而被應(yīng)用于光波導(dǎo)材料。
[0006]然而，將這些含有氟元素的聚酯應(yīng)用于紡織及包裝材料中有一定的局限性，主要問題在于現(xiàn)有技術(shù)的含有氟元素的聚酯分子量低，不能滿足紡絲和成膜的要求；現(xiàn)有技術(shù)目前主要是通過織物的含氟后整理方式來賦予其防水防污功能，而這類方法最大的缺點在于難以解決時效性、耐久性及耐磨性等問題，并且費時費力。
[0007]因此，開發(fā)含氟聚酯纖維用于紡織及包裝材料的超疏水、憎水憎油、防污性能的改性，必將具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種氟聚酯DTY纖維及其制備方法，特別是提供一種苯環(huán)上的氫被氟取代的氟聚酯DTY纖維及其制備方法。本發(fā)明的一種氟聚酯DTY纖維采用含氟聚酯紡絲，所述的含氟聚酯在聚合物的主鏈上引入了氟原子，通過苯環(huán)上含氟原子的對苯二甲酸與乙二醇，經(jīng)過酯化和縮聚得到的新型含氟聚酯，通過共聚法對聚酯進行疏水防污改性，可以從根本上解決疏水防污聚酯的時效性、耐久性及耐磨性等問題。
[0009]本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:
[0010]一種氟聚酯DTY纖維，是采用POY-DTY工藝，將氟聚酯熔體直接擠出或制成切片經(jīng)螺桿熔融擠出、冷卻、上油和卷繞制得氟聚酯POY纖維；所得氟聚酯POY纖維經(jīng)加熱、假捻、定型、上油和卷繞制得氟聚酯DTY纖維。所述氟聚酯是指苯環(huán)上的氫被氟取代的聚對苯二甲酸乙二醇酯，其結(jié)構(gòu)通式為
[0011]
【權(quán)利要求】
1.一種氟聚酯DTY纖維，其特征是:所述氟聚酯DTY纖維是采用POY-DTY工藝，由氟聚酯熔體經(jīng)計量、擠出、冷卻、上油和卷繞制得氟聚酯POY纖維；所述氟聚酯POY纖維經(jīng)加熱、假捻、定型、上油和卷繞制得氟聚酯DTY纖維；所述氟聚酯是指苯環(huán)上的氫被氟取代的聚對苯二甲酸乙二醇酯，其結(jié)構(gòu)通式為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氟聚酯DTY纖維，其特征在于，所述氟聚酯DTY纖維的斷裂 強度為3.2~4.0cN/dex ;斷裂伸長率為20~40%。
3.如權(quán)利要求1所述的一種氟聚酯DTY纖維的制備方法，其特征是:采用POY-DTY工藝，先由氟聚酯熔體經(jīng)計量、擠出、冷卻、上油和卷繞步驟，制得氟聚酯POY纖維； 所述擠出的溫度為260~290°C ； 所述冷卻的風(fēng)溫為20~30°C ; 所述上油的上油率為0.42~1.5wt% ； 所述卷繞的速度為2700~3200m/min ； 所述上油的油劑為含氟聚酯POY纖維用油劑，其組分按重量份計: 無規(guī)聚醚，50~60份； 聚乙二醇脂肪酸酯，20~32份； 磷酸酯鉀鹽，10~15份； 全氟烷基丙烯酸酯，2~5份； 油劑的制備方法: 將無規(guī)聚醚，加熱到40~60°C，把聚乙二醇脂肪酸酯、磷酸酯鉀鹽和全氟烷基丙烯酸酯攪拌混合均勻，然后加入到無規(guī)聚醚中，攪拌I~2個小時，即得到含氟聚酯POY纖維用油劑，油劑使用時加水配成含固量為8~10wt%的乳液； 然后，所述氟聚酯POY纖維經(jīng)加熱、假捻、定型、上油和卷繞步驟，制得氟聚酯DTY纖維； 所述加熱的溫度為195~200°C ； 所述假捻的控制牽伸倍數(shù)為1.5~1.8倍； 所述定型的溫度為135~145°C ；所述氟聚酯熔體是指熔融后的氟聚酯，所述氟聚酯的制備方法分為酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)兩步；具體步驟為: 所述酯化反應(yīng): 采用含氟對苯二甲酸和乙二醇作為原料，加入抑制劑，配成均勻漿料后進行酯化反應(yīng)，得到酯化產(chǎn)物；酯化反應(yīng)在氮氣氛圍中加壓，壓力控制在常壓~0.4MPa，溫度在230~250°C，酯化水餾出量達到理論值的90%以上為酯化反應(yīng)終點； 所述抑制劑為氧化鎂、氧化硅、氧化鈣、氧化鋅和氧化錳中的一種； 所述縮聚反應(yīng): 包括縮聚反應(yīng)低真空階段和縮聚反應(yīng)高真空階段； 所述縮聚反應(yīng)低真空階段，在所述酯化產(chǎn)物中加入催化劑和穩(wěn)定劑，在負壓的條件下開始縮聚反應(yīng)，該階段壓力由常壓平穩(wěn)抽至絕對壓力IKPa以下，溫度控制在250~270°C，反應(yīng)時間為40~60分鐘； 所述縮聚反應(yīng)高真空階段，經(jīng)所述縮聚反應(yīng)低真空階段后，繼續(xù)抽真空，使反應(yīng)壓力降至絕對壓力小于lOOPa，反應(yīng)溫度控制在270~285°C，反應(yīng)時間I~2小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氟聚酯DTY纖維的制備方法，其特征在于，所述的冷卻為側(cè)吹風(fēng)或環(huán)吹風(fēng)冷卻，溫度為20°C~30°C，相對濕度為65%±5%，風(fēng)速為0.4~0.8m/s。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氟聚酯DTY纖維的制備方法，其特征在于，所述的乙二醇與含氟對苯二甲酸的摩爾比為1.2~2.0:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氟聚酯DTY纖維的制備方法，其特征在于，所述的催化劑選自三氧化二銻、乙二醇銻和醋酸銻中的一種，催化劑用量為所述含氟對苯二甲酸重量的0.01% ~0.05%。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氟聚酯DTY纖維的制備方法，其特征在于，所述的穩(wěn)定劑選自磷酸三苯酯、磷酸三甲酯和亞磷酸三甲酯中的一種，穩(wěn)定劑用量為所述含氟對苯二甲酸重量的0.01%~0.05%。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氟聚酯DTY纖維的制備方法，其特征在于，所述抑制劑的加入量為所述含氟對苯二甲酸重量的0.01%~0.05%。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氟聚酯DTY纖維的制備方法，其特征在于，所述氟聚酯熔體是由聚合直接獲得或由氟聚酯切片經(jīng)螺桿熔融得到。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氟聚酯DTY纖維的制備方法，其特征在于，所述的無規(guī)聚醚為丙二醇無規(guī)聚醚、丁醇無規(guī)聚醚、月桂酸無規(guī)聚醚、十二醇無規(guī)聚醚和異構(gòu)十三醇無規(guī)聚醚中的一種；所述的聚乙二醇脂肪酸酯為聚乙二醇月桂酸單酯、聚乙二醇月桂酸雙酯、聚乙二醇油酸單酯和聚乙二醇油酸雙酯中的一種；所述的磷酸酯鉀鹽為十二烷基磷酸酯鉀鹽、異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯鉀鹽和十二十四醇磷酸酯鉀鹽中的一種；所述的全氟烷基丙烯酸酯為全氟丁基乙基丙烯酸酯、全氟己基乙基丙烯酸酯、全氟辛基乙基丙烯酸酯、全氟丁基乙基甲基丙烯酸酯、全氟己基乙基甲基丙烯酸酯和全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯中的一種。
【文檔編號】D01F6/62GK103469339SQ201310447173
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】黃卓旺, 江立平, 宋懷軍, 張 榮, 吳國旺, 丁建中, 曾曉元 申請人:江蘇立新化纖科技有限公司