一種含氟ptt-pet皮芯復(fù)合纖維及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含氟PTT-PET皮芯復(fù)合纖維及其制備方法，包括皮層材料含氟PTT的制備和皮芯復(fù)合纖維的制備。含氟PTT是采用四氟對苯二甲酸和1,3-丙二醇作為原料，加入抑制劑，在適當(dāng)?shù)臈l件下進(jìn)行酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)得到的。然后以含氟PTT為皮、PET為芯，采取合適的復(fù)合紡絲工藝制備得到皮芯復(fù)合纖維。本發(fā)明所得的含氟PTT具有良好的熱穩(wěn)定性及可加工性，氟原子的引入，提高了其憎水憎油性能。復(fù)合紡絲制得的纖維不僅具備PET和PTT的良好力學(xué)性能，而且還有著良好的耐污性能，同時(shí)又大大節(jié)約了成本，使其在防水服，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】一種含氟PTT-PET皮芯復(fù)合纖維及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種含氟PTT-PET皮芯復(fù)合纖維及其制備方法，包括皮層材料含氟PTT的制備和皮芯復(fù)合纖維的制備。特別是涉及一種以聚四氟對苯二甲酸丙二醇酯為皮層含氟PTT材料，以PET為芯層材料的皮芯復(fù)合纖維及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，人們要求的不斷提升，單一材料的纖維已經(jīng)不能很好的滿足人們的需求，各種各樣的復(fù)合纖維就應(yīng)運(yùn)而生。它們有著單一材料的纖維所不能同時(shí)具備的性能，兼具多種纖維的優(yōu)點(diǎn)，能夠提供更好的性能，其中，皮芯復(fù)合纖維就是一種很好的復(fù)合纖維。這種纖維不僅能夠具有皮層纖維所具備的部分性能，還具有芯層纖維的部分性能，合理的性能組合就能得到性能優(yōu)良的皮芯復(fù)合纖維，制備工藝簡單，同時(shí)能減少皮層材料的用量，節(jié)約成本。
[0003]聚酯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年代就合成出了對苯二甲酸乙二醇酯(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(hù)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是繼聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)及對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)之后新研發(fā)的一種極具發(fā)展前途的新型聚酯高分子材料，1998年被美國評為六大石化新產(chǎn)品之一。與PET、PBT相比，PTT具有更好的彈性、尺寸穩(wěn)定性和染色性等。同時(shí)具有抗紫外線、抗內(nèi)應(yīng)力、低吸水性、低靜電以及良好的生物降解性、可循環(huán)利用等多種優(yōu)良特性，因此廣泛應(yīng)用于地毯工業(yè)、服裝材料、工程塑料等領(lǐng)域。隨著社會(huì)的進(jìn)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(jìn)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(qiáng)耐磨聚酯、仿棉超軟聚酯、超疏水性聚酯、抗污聚酯等。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。許多學(xué)者對含氟化合物改性聚酯進(jìn)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。中國專利CN101139434A中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(jì)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(jì)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。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(diǎn)在于難以解決時(shí)效性、耐久性及耐磨性等問題，并且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
[0004]因此，開發(fā)含氟聚酯皮芯復(fù)合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(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種含氟PTT-PET皮芯復(fù)合纖維及其制備方法，包括皮層材料含氟PTT的制備和皮芯復(fù)合纖維的制備。其中含氟PTT是指聚四氟對苯二甲酸丙二醇酯。本發(fā)明所述的含氟PTT在聚合物的主鏈上引入了氟原子，并且制備出的含氟PTT切片可以直接用于紡絲，能夠賦予含氟PTT纖維永久的憎水憎油性能，解決傳統(tǒng)PTT纖維憎水憎油改性費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問題。同時(shí)，采用復(fù)合紡絲法制備出以含氟PTT為皮層材料、PET為芯層材料的皮芯復(fù)合纖維，不僅賦予了皮芯復(fù)合纖維良好的力學(xué)性能和憎水憎油性能，還大大的節(jié)省了成本。
[0006]本發(fā)明的一種含氟PTT-PET皮芯復(fù)合纖維，皮層材料為含氟PTT，芯層材料為PET ；所述含氟PTT為聚四氟對苯二甲酸丙二醇酯，其結(jié)構(gòu)通式為
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種含氟PTT-PET皮芯復(fù)合纖維，其特征是:所述含氟PTT-PET皮芯復(fù)合纖維的皮層材料為含氟PTT，芯層材料為PET ;所述含氟PTT為聚四氟對苯二甲酸丙二醇酯，其結(jié)構(gòu)通式為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含氟PTT-PET皮芯復(fù)合纖維，其特征在于，所述含氟PTT-PET皮芯復(fù)合纖維的皮層和芯層的截面積之比為2~5: 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含氟PTT-PET皮芯復(fù)合纖維，其特征在于，所述含氟PTT-PET皮芯復(fù)合纖維的單絲纖度為I~15dtex。
4.如權(quán)利要求1所述的一種含氟PTT-PET皮芯復(fù)合纖維的制備方法，其特征是，包括含氟PTT的制備方法和皮芯復(fù)合纖維的制備方法，具體步驟為: 1)所述含氟PTT的制備方法分為酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)兩步； 所述酯化反應(yīng): 采用四氟對苯二甲酸和1，3-丙二醇作為原料，加入抑制劑，配成均勻漿料后進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到酯化產(chǎn)物；酯化反應(yīng)在氮?dú)夥諊屑訅海瑝毫刂圃诔簙0.3MPa，溫度在，250~260°C，酯化水餾出量達(dá)到理論值的90%以上為酯化反應(yīng)終點(diǎn)； 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，在酯化產(chǎn)物中加入催化劑和穩(wěn)定劑，在負(fù)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500Pa以下，溫度控制在260~270°C，反應(yīng)時(shí)間為30~50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260~275°C，反應(yīng)時(shí)間3~4小時(shí)； 制得含氟PTT ； 2)所述皮芯復(fù)合纖維的制備方法為:將所述含氟PTT作為皮層材料，PET作為芯層材料，進(jìn)行皮芯復(fù)合紡絲，紡絲溫度為275-290°C，卷繞速度控制在2700~3200m/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種含氟PTT-PET皮芯復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于，所述抑制劑的加入量為所述四氟對苯二甲酸重量的0.01%~0.05%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種含氟PTT-PET皮芯復(fù)合纖維的制備方法,其特征在于,所述的1，3-丙二醇與四氟對苯二甲酸的摩爾比為1.3~2.0: I。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種含氟PTT-PET皮芯復(fù)合纖維的制備方法,其特征在于，所述的催化劑選自鈦酸四丁酯一醋酸鎂、鈦酸四異丙脂一醋酸鎂、鈦酸四乙酯一醋酸鎂、醋酸亞錫、二醋酸二丁基錫中的一種，催化劑用量為所述四氟對苯二甲酸重量的0.01%~，0.05%。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種含氟PTT-PET皮芯復(fù)合纖維的制備方法,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)定劑用量為所述四氟對苯二甲酸重 量的0.01%~0.05%。
【文檔編號】D01F1/10GK103469359SQ201310447201
【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