專利名稱：一種皮芯型再生聚酯短纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及屬化纖生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種皮芯型再生聚酯短纖維及其制備方法。
背景技術(shù)：
低熔點(diǎn)皮芯型復(fù)合聚酯短纖維是指用低熔點(diǎn)聚酯和常規(guī)聚酯這兩種不同的聚合物以皮芯結(jié)構(gòu)分布于同一根纖維之中制成的纖維。皮層是低熔點(diǎn)聚酯，它保留了常規(guī)聚酯的部分特性，與常規(guī)聚酯具有良好的相容性的特點(diǎn)。低熔點(diǎn)皮芯復(fù)合纖維主要用于熱粘合纖維，在非織造布生產(chǎn)中主要作用是在一定溫度下低熔點(diǎn)纖維皮層聚合物熔化，從而在纖維網(wǎng)中起到黏結(jié)效果。由于低熔點(diǎn)滌綸短纖維具有強(qiáng)度高、膨松性好、彈性恢復(fù)率高，生產(chǎn)出的非織造布具有手感柔軟、彈性高等特點(diǎn)，目前廣泛使用在手術(shù)口罩、繃帶等衛(wèi)生材料和室內(nèi)裝飾材料等領(lǐng)域。目前對(duì)于低熔點(diǎn)聚酯短纖維的生產(chǎn)方法有較多的研究報(bào)道。如發(fā)明專利“一種低熔點(diǎn)共聚酯及其制備方法”(申請(qǐng)?zhí)?200810063395.4)公開(kāi)了低熔點(diǎn)共聚酯的設(shè)計(jì)方法，聚酯熔點(diǎn)可降至110°C，而且該低熔點(diǎn)共聚酯結(jié)晶性能好、特性粘度高、粒子不易粘連、具有良好的可紡性等。發(fā)明專利“一種低熔點(diǎn)聚酯短纖維的生產(chǎn)方法”(申請(qǐng)?zhí)?200410072878.2)采用120°C 130°C低熔點(diǎn)聚酯切片經(jīng)過(guò)低溫真空干燥后，經(jīng)熔融紡絲可得低熔點(diǎn)短纖維。發(fā)明專利“一種并列型復(fù)合的低熔點(diǎn)短纖”(申請(qǐng)?zhí)?200810123792.6)公開(kāi)的是水溶性聚酯組分與聚對(duì)苯二甲酸丙二酯組分并列復(fù)合而成低熔點(diǎn)短纖，此纖維具有良好的熱收縮率穩(wěn)定性。關(guān)于低熔點(diǎn)皮芯復(fù)合聚酯纖維的研究也有一些報(bào)道。如發(fā)明專利“一種皮芯型低熔點(diǎn)聚酯短纖維的生產(chǎn)方法”(申請(qǐng)?zhí)?200810163542.5)其特征在于皮層為通過(guò)熔體直紡得到的低熔點(diǎn)聚酯熔體，芯層為通過(guò)常規(guī)PET切片紡工藝得到的常規(guī)PET聚酯熔體。但是利用再生料制備聚酯短纖維作為皮芯型復(fù)合纖維的芯層至今沒(méi)有報(bào)道。隨著聚酯材料在各領(lǐng)域的迅速發(fā)展和使用，聚酯廢料的排放量與日俱增，其難降解性現(xiàn)已對(duì)環(huán)境造成了極大的污染，并且由于目前工業(yè)原料的缺乏，對(duì)聚酯廢料的回收再利用已成為可持續(xù)發(fā)展社會(huì)之所需。目前用聚酯廢料制備的短纖維大部分用于填充物等低附加領(lǐng)域。研究調(diào)質(zhì)調(diào)粘工藝，解決聚酯廢料來(lái)源廣、成分復(fù)雜、質(zhì)量波動(dòng)大的技術(shù)難題，利用聚酯廢料制備具有高附加值的產(chǎn)品成為再生行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的一個(gè)重大課題。另外，該技術(shù)以熔體直紡替代低熔聚酯切片紡絲，較好的解決了低熔點(diǎn)聚酯干燥成本大、穩(wěn)定性差、纖維可紡性差等一系列問(wèn)題，生產(chǎn)成本大幅下降。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決利用再生料制備聚酯皮芯型復(fù)合纖維存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種皮芯型再生聚酯短纖維的制備方法，該方法提高了聚酯廢料制備再生聚酯短纖維的附加值，制備的皮芯型再生聚酯短纖維具有質(zhì)量穩(wěn)定，品質(zhì)優(yōu)良的特點(diǎn)。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供采用上述的方法制備的再生聚酯短纖維。
為了實(shí)現(xiàn)上述的第一個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:
一種皮芯型再生聚酯短纖維的制備方法，該再生聚酯短纖維由皮層和芯層構(gòu)成，皮層重量占復(fù)合纖維總重量的10% 90%，芯層被完全包裹在皮層內(nèi)；皮層為再生料通過(guò)降解再改性聚合制備的低熔點(diǎn)再生聚酯，低熔點(diǎn)再生聚酯的熔點(diǎn)為70 160°C，端羧基含量< 35mmol/kg，特性粘度為0.5dL/g 1.0dL/g ;芯層為再生料通過(guò)調(diào)質(zhì)調(diào)粘工藝制備的高熔點(diǎn)再生聚酯，所述的高熔點(diǎn)再生聚酯的熔點(diǎn)為250 270°C，端羧基含量< 20mmol/kg，特性粘度為0.7dl/g 1.0 dl/g;兩種聚酯熔體通過(guò)各自計(jì)量泵計(jì)量后進(jìn)入復(fù)合噴絲組件，從復(fù)合組件的噴絲板中噴出的熔體，經(jīng)冷卻、卷繞、集束、牽伸、定型、切斷和打包，可得皮芯型再生聚酯短纖維。作為優(yōu)選，所述的低熔點(diǎn)再生聚酯的特性粘度為0.55dL/g、.75dL/g，高熔點(diǎn)再生聚酯的特性粘度為0.75dl/g 0.85dl/g。作為優(yōu)選，所述的再生低·熔點(diǎn)聚酯為以下原料通過(guò)降解和縮聚反應(yīng)而制得:
a.再生原料；
b.甲醇、水或乙二醇；
c.醋酸鋅、醋酸鉀、醋酸錳、醋酸鎂、醋酸鉛、氯化鈷、鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙酯和丁二基月桂酸錫中的一種或多種；
d.間苯二甲酸，己二酸和癸二酸中的一種或多種；
e.新戊二醇，己二醇，丁二醇和聚乙二醇中的一種或多種；
f.催化劑三氧化二銻和醋酸鈷；
g.穩(wěn)定劑磷酸三甲酯；
根據(jù)b原料選擇以下一種方法制備再生低熔點(diǎn)聚酯:
一、甲醇醇解法
1)將a、b與c投料后混合，a與b的投料質(zhì)量比為1:4 14，a與c的質(zhì)量比為100:0.5 I ;降解溫度為170 250°C，壓力為1.5 4.0Mpa，反應(yīng)時(shí)間為2.5 5h，等壓力回到大氣壓時(shí)反應(yīng)結(jié)束，將反應(yīng)物過(guò)濾，得到的液體旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，分別蒸去甲醇與乙二醇，得到的固體物溶于熱乙醇中過(guò)濾，所得液體蒸去乙醇得到對(duì)苯二甲酸二甲酯；
2)對(duì)苯二甲酸二甲酯與乙二醇的酯化反應(yīng)在氮?dú)饧訅合逻M(jìn)行，對(duì)苯二甲酸二甲酯與d的投料摩爾比為2 5:1 ;對(duì)苯二甲酸二甲酯與e的投料摩爾比為3 19:1 ;對(duì)苯二甲酸二甲酯與乙二醇的摩爾比為:20:80 80:20 ;醇酸的摩爾比例為1.4 1.6:1 ;f與g的投料為酸總量的200 600ppm，所述的醇為乙二醇與e的總和；酯化反應(yīng)的溫度為180 250°C，壓力為0.05MPa 0.4MPa，反應(yīng)時(shí)間L 5 3h ;縮聚反應(yīng)溫度為250 285°C，真空度為30 200Pa，反應(yīng)時(shí)間2.5 5h ;
二、水解法
O水解:將a、b與c投料后混合，a與b的投料質(zhì)量比為1:1 5, a與c的質(zhì)量比為100:0.5 I ;反應(yīng)溫度為190 280°〇，壓力為3.0 6.0Mpa，反應(yīng)時(shí)間為2 5h，反應(yīng)結(jié)束等壓力回到大氣壓時(shí)，將反應(yīng)物過(guò)濾，所得液體旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到乙二醇，再將過(guò)濾固體物溶于DMF中過(guò)濾，所得液體重結(jié)晶得到對(duì)苯二甲酸；
2)對(duì)苯二甲酸與乙二醇的酯化反應(yīng)在氮?dú)饧訅合逻M(jìn)行，對(duì)苯二甲酸與d的投料摩爾比為2 5:1 ;對(duì)苯二甲酸與e的投料摩爾比為3 19:1 ;對(duì)苯二甲酸與乙二醇的摩爾比為:20:80 80:20 ;醇酸的摩爾比例為1.4 1.6:1 ;f與g的投料為酸的200 600ppm ;所述的醇為乙二醇與e的總和，所述的酸為對(duì)苯二甲酸與d的總和；酯化反應(yīng)的溫度為180-250°C，壓力為0.05MPa 0.4MPa，反應(yīng)時(shí)間L 5 3h ;縮聚反應(yīng)溫度為250 285°C，真空度為30 200Pa，反應(yīng)時(shí)間2.5 5h ;
三、乙二醇醇解法
lM#a、b與c投料后混合,a與b的投料質(zhì)量比為1:1 4 ;a與c的質(zhì)量比為100:0.5
I;在氮?dú)饧訅夯蛘叱簵l件下進(jìn)行，反應(yīng)溫度為170 220°C，壓力為O V 0.4MPa，反應(yīng)時(shí)間為1.5 3h，直到反應(yīng)液的特性粘度達(dá)到0.2 0.35dl/g ;反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液快速熱過(guò)濾，對(duì)濾液進(jìn)行減壓蒸餾回收乙二醇，將減壓蒸餾后的液體溶于熱醇、酯、氯化烴或酮溶劑中，熱過(guò)濾出去不溶物，濾液自然冷卻得到對(duì)苯二甲酸乙二醇酯及其低聚物；
2)對(duì)苯二甲酸乙二醇酯及其低聚物的縮聚反應(yīng)，d的投料摩爾量為a的質(zhì)量/960-a的質(zhì)量/384 ；e的投料摩爾量為a的質(zhì)量/1728_a的質(zhì)量/576 ;醇酸的摩爾比例為1.4 1.6:1 ;f與g的投料為酸總量的200 600ppm，反應(yīng)溫度為250 285°C，真空度為30 200Pa，反應(yīng)時(shí)間2.5 5h。作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的再生聚酯以聚酯瓶片為主的回收聚酯原料通過(guò)調(diào)質(zhì)調(diào)粘工藝制備，具體工藝如下:再生原料一清洗一配比一轉(zhuǎn)鼓干燥一多級(jí)過(guò)濾一液相增粘，其中，轉(zhuǎn)鼓干燥溫度為10(Tl5(rC，干燥時(shí)間為7 10h。作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的液相增粘的步驟如下:
I)經(jīng)螺桿熔融后的溫度在260°c 290°c特性粘度為0.5dl/g^0.70dl/g的熔體經(jīng)熔體輸送泵送至真空分離塔，熔體在真空度為10pa 400pa，溫度為270°C ^300°C，條件下停留15min 40min之后特性粘度可達(dá)到0.55dl/g 0.78dl/g ； 2)之后熔體進(jìn)入二級(jí)調(diào)質(zhì)調(diào)粘裝置，二級(jí)調(diào)質(zhì)調(diào)粘裝置內(nèi)的熔體溫度和真空度與真空分離塔相同，在旋轉(zhuǎn)推進(jìn)器的作用下熔體不斷前進(jìn)，熔體粘度不斷增加，推進(jìn)器的旋轉(zhuǎn)速度為1.5r/min 10r/min ,停留時(shí)間15min 30min,最終熔體特性粘度在0.60dl/g 0.88dl/g。本發(fā)明液相增粘工藝采用中國(guó)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?201010574044.7，申請(qǐng)日:2010-12-01)所述的一種廢塑料調(diào)質(zhì)調(diào)粘系統(tǒng)。作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的回收聚酯原料還包括混雜的廢聚酯紡織品。紡絲溫度的控制是生產(chǎn)低熔點(diǎn)皮芯型復(fù)合短纖維的關(guān)鍵，應(yīng)考慮皮層和芯層不同的物料特性，對(duì)兩種組分管道和箱體溫度，采用不同的溫度控制。兩種熔體匯合于主箱體后，應(yīng)按兩者都能適應(yīng)的溫度進(jìn)行控制。作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的低熔點(diǎn)聚酯紡絲管道保溫溫度為220 240°C ;再生聚酯的螺桿溫度270 300°C，再生聚酯紡絲管道保溫溫度為270-290°C，紡絲箱體溫度為270 290°C。復(fù)合熔體細(xì)流在紡絲甬道內(nèi)，經(jīng)吹風(fēng)冷卻，熔體粘度逐漸增加直至固化成形。若冷卻不充分，出噴絲孔后由于皮層熔點(diǎn)較低，初生纖維呈熔融態(tài)，會(huì)黏連在一起。作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的冷卻采用環(huán)吹風(fēng)進(jìn)行，風(fēng)溫為15 32°C，風(fēng)速為0.5 5.0m/s，紡絲速度為800 1200m/min。作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的牽伸的牽伸比為1.2 3.5,牽伸溫度50 72°C,牽伸速度為 100 150m/min。為了實(shí)現(xiàn)上述的第二個(gè)目的，本發(fā)明還提供了上述的制備方法制備得到的再生聚酯短纖維。本發(fā)明方法制備的皮芯型再生聚酯短纖維質(zhì)量穩(wěn)定，品質(zhì)優(yōu)良，可用于生產(chǎn)非織造布、植絨、復(fù)合材料等行業(yè)中。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
1、再生低熔點(diǎn)聚酯的制備:再生原料與甲醇的投料質(zhì)量比為1:6 ;再生原料與醋酸鋅的質(zhì)量比為100:0.5;以上原料通過(guò)甲醇醇解后聚合制備再生低熔點(diǎn)聚酯:降解溫度為1900C，壓力為2.5Mpa，反應(yīng)時(shí)間為3h，等壓力回到大氣壓時(shí)反應(yīng)結(jié)束，將反應(yīng)物過(guò)濾，得到的液體旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，分別蒸去甲醇與乙二醇，得到的固體物溶于熱乙醇中過(guò)濾，所得液體蒸去乙醇得到對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT)。對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT)與間苯二甲酸(IPA)的投料摩爾比為3:1 ;對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT)與新戊二醇(NPG)的投料摩爾比為7:1 ;對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT)與乙二醇的摩爾比為1:2 ;醇(乙二醇與新戊二醇(NPG)的總和)酸的摩爾比例為1.5:1 ;催化劑三氧化二銻(Sb203)與醋酸鈷(Co(Ac)2)為反應(yīng)體系中酸總量的300ppm,再加入加入重量為0.01% (相對(duì)酸成份)的穩(wěn)定劑磷酸三甲酯(TMP)。酯化反應(yīng)在氮?dú)饧訅合逻M(jìn)行，溫度為220°C，壓力為0.15MPa，反應(yīng)時(shí)間2.2h ;縮聚反應(yīng)溫度為275°C，真空度為90Pa，反應(yīng)時(shí)間3.5h。得到的低熔點(diǎn)聚酯的熔點(diǎn)為110°C，端羧基含量為25mmol/kg，特性粘度為0.69dL/g。2、再生聚酯的制備:采用瓶片料經(jīng)過(guò)清洗、轉(zhuǎn)鼓干燥、多級(jí)過(guò)濾、液相增粘的工藝流程。其中，轉(zhuǎn)鼓干燥溫度為130°C，干燥時(shí)間為8h。液相增粘的步驟如下:1)經(jīng)螺桿熔融后的溫度在270°C特性粘度為0.55dl/g的熔體經(jīng)熔體輸送泵送至真空分離塔，熔體在真空度為lOOpa，溫度為280°C，條件下停留30min之后特性粘度可達(dá)到0.68dl/g ;2)之后熔體進(jìn)入二級(jí)調(diào)質(zhì)調(diào)粘裝置，二級(jí)調(diào)質(zhì)調(diào)粘裝置內(nèi)的熔體溫度和真空度與真空分離塔相同，在旋轉(zhuǎn)推進(jìn)器的作用下熔體不斷前進(jìn)，熔體粘度不斷增加，推進(jìn)器的旋轉(zhuǎn)速度為5r/min，停留時(shí)間20min，最終熔體特性粘度在0.79dl/g。再生聚酯的熔點(diǎn)為264°C，端羧基含量為16mmol/kg，特性粘度為 0.79dl/g。3、皮芯型再生聚酯短纖維:將上述低熔點(diǎn)聚酯與再生聚酯分別以4:6皮芯重量精確計(jì)量進(jìn)入復(fù)合噴絲組件，從復(fù)合組件的噴絲板中噴出的熔體，經(jīng)冷卻、卷繞、集束、牽伸、定型、切斷和打包，可得皮芯型再生聚酯短纖維。再生聚酯的干燥溫度為150°C，干燥時(shí)間為7h，螺桿溫度280°C;低熔點(diǎn)聚酯紡絲管道保溫溫度為230°C，再生聚酯紡絲管道保溫溫度為275°C，紡絲箱體溫度為280°C;環(huán)吹風(fēng)冷卻風(fēng)溫為15°C，風(fēng)速為2.0m/s ;紡絲速度為IlOOm/min ;牽伸比為2.0,牽伸溫度60°C,牽伸速度為110m/min。經(jīng)上述生產(chǎn)工藝得到的皮芯型再生聚酯短纖維質(zhì)量指標(biāo)為:
線密度:4.21dtex 斷裂強(qiáng)度:3.14cN/dtex 斷裂伸長(zhǎng)率:40%
切斷長(zhǎng)度:51.2mm。實(shí)施例2
1、再生低熔點(diǎn)聚酯的制備:再生原料與水的投料質(zhì)量比為1:4 ;再生原料與醋酸鉀的質(zhì)量比為100:0.5 ;以上原料通過(guò)水解后聚合制備再生低熔點(diǎn)聚酯:水解溫度為220°C，壓力為4.5Mpa，反應(yīng)時(shí)間為2.8h，反應(yīng)結(jié)束等壓力回到大氣壓時(shí)，將反應(yīng)物過(guò)濾，所得液體旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到乙二醇，再將過(guò)濾固體物溶于DMF中過(guò)濾，所得液體重結(jié)晶得到對(duì)苯二甲酸(TPA)0對(duì)苯二甲酸(TPA)與己二酸(AA)的投料摩爾比為3.5:1 ;對(duì)苯二甲酸(TPA)與己二醇(HG)的投料摩爾比為6:1 ;對(duì)苯二甲酸(TPA)與乙二醇的摩爾比為1.5:1 ;醇酸的摩爾比例為1.5:1 ;催化劑三氧化二銻(Sb203)與醋酸鈷(Co (Ac) 2)為反應(yīng)體系中酸總量的300ppm,再加入重量為0.01% (相對(duì)酸成份)的穩(wěn)定劑磷酸三甲酯(TMP)。酯化反應(yīng)在氮?dú)饧訅合逻M(jìn)行，溫度為220°C，壓力為0.3MPa，反應(yīng)時(shí)間2.5h ;縮聚反應(yīng)溫度為275°C，真空度為80Pa，反應(yīng)時(shí)間3h，得到的低熔點(diǎn)聚酯的熔點(diǎn)為105°C，端羧基含量為28mmol/kg，特性粘度為 0.67dL/g。2、再生聚酯的制備:采用瓶片料經(jīng)過(guò)清洗、轉(zhuǎn)鼓干燥、多級(jí)過(guò)濾、液相增粘的工藝流程。其中，轉(zhuǎn)鼓干燥溫度為110°C，干燥時(shí)間為7h。液相增粘的步驟如下:1)經(jīng)螺桿熔融后的溫度在270°C特性粘度為0.55dl/g的熔體經(jīng)熔體輸送泵送至真空分離塔，熔體在真空度為lOOpa，溫度為280°C，條件下停留30min之后特性粘度可達(dá)到0.68dl/g ;2)之后熔體進(jìn)入二級(jí)調(diào)質(zhì)調(diào)粘裝置，二級(jí)調(diào)質(zhì)調(diào)粘裝置內(nèi)的熔體溫度和真空度與真空分離塔相同，在旋轉(zhuǎn)推進(jìn)器的作用下熔體不斷前進(jìn)，熔體粘度不斷增加，推進(jìn)器的旋轉(zhuǎn)速度為5r/min，停留時(shí)間15min，最終熔體特性粘度在0.78dl/g。再生聚酯的熔點(diǎn)為269°C，端羧基含量為14mmol/kg，特性粘度為 0.78dl/g。3、皮芯型再生聚酯短纖維:將上述低熔點(diǎn)聚酯與再生聚酯分別以5:5皮芯重量精確計(jì)量進(jìn)入復(fù)合噴絲組件，從復(fù)合組件的噴絲板中噴出的熔體，經(jīng)冷卻、卷繞、集束、牽伸、定型、切斷和打包，可得皮芯型再生聚酯短纖維。再生聚酯原料的干燥溫度為140°C，干燥時(shí)間為7.5h，螺桿溫度270°C ;低熔點(diǎn)聚酯紡絲管道保溫溫度為220°C，再生聚酯紡絲管道保溫溫度為275°C，紡絲箱體溫度為280°C;環(huán)吹風(fēng)冷卻風(fēng)溫為20°C，風(fēng)速為3.0m/s ;紡絲速度為1000m/min ;牽伸比為3.0，牽伸溫度56°C，牽伸速度為120m/min。經(jīng)上述生產(chǎn)工藝得到的皮芯型再生聚酯短纖維質(zhì)量指標(biāo)為:
線密度:4.05dtex 斷裂強(qiáng)度:3.22cN/dtex 斷裂伸長(zhǎng)率:42%
切斷長(zhǎng)度:51.6mm。實(shí)施例3
1、再生低熔點(diǎn)聚酯的制備:再生原料與乙二醇的投料質(zhì)量比為1:3.5 ;再生原料與丁二基月桂酸錫的質(zhì)量比為100:0.5 ;醇解反應(yīng)溫度為196°C，壓力為0.15MPa，反應(yīng)時(shí)間為2h，反應(yīng)液的特性粘度達(dá)到0.29dl/g。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液快速熱過(guò)濾，對(duì)濾液進(jìn)行減壓蒸餾回收乙二醇，將減壓蒸餾后的液體(常溫下為固體)溶于熱醇、酯、氯化烴、酮等溶劑中，熱過(guò)濾出去不溶物，濾液自然冷卻得到對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(BHET)及其低聚物。在對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(BHET)及其低聚物中加入間苯二甲酸(IPA)、新戊二醇(NPG)、催化劑三氧化二銻(Sb203)與醋酸鈷(Co (Ac) 2)和穩(wěn)定劑磷酸三甲酯(TMP)，進(jìn)行縮聚反應(yīng)，對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(BHET)及其低聚物的縮聚反應(yīng)溫度為275°C，真空度為95Pa，反應(yīng)時(shí)間3.5h。得到的低熔點(diǎn)聚酯的熔點(diǎn)為115°C，端羧基含量為30mmol/kg，特性粘度為0.68dL/g。間苯二甲酸(IPA)的投料摩爾量為再生原料的質(zhì)量/450 ;新戊二醇(NPG)的投料摩爾量為再生原料質(zhì)量/960 ;醇酸的摩爾比例為1.4;催化劑三氧化二銻(Sb203)與醋酸鈷(Co (Ac) 2)為反應(yīng)體系中酸總量的400ppm，再加入重量為0.01%(相對(duì)酸成份)的穩(wěn)定劑磷酸三甲酯(TMP) ο2、再生聚酯的制備:采用瓶片料經(jīng)過(guò)清洗、轉(zhuǎn)鼓干燥、多級(jí)過(guò)濾、液相增粘的工藝流程。其中，轉(zhuǎn)鼓干燥溫度為100°c，干燥時(shí)間為7h。液相增粘的步驟如下:1)經(jīng)螺桿熔融后的溫度在270°C特性粘度為0.55dl/g的熔體經(jīng)熔體輸送泵送至真空分離塔，熔體在真空度為lOOpa，溫度為280°C，條件下停留30min之后特性粘度可達(dá)到0.68dl/g ;2)之后熔體進(jìn)入二級(jí)調(diào)質(zhì)調(diào)粘裝置，二級(jí)調(diào)質(zhì)調(diào)粘裝置內(nèi)的熔體溫度和真空度與真空分離塔相同，在旋轉(zhuǎn)推進(jìn)器的作用下熔體不斷前進(jìn)，熔體粘度不斷增加，推進(jìn)器的旋轉(zhuǎn)速度為5r/min，停留時(shí)間15min，最終熔體特性粘度在0.78dl/g。再生聚酯的熔點(diǎn)為267°C，端羧基含量為16mmol/kg，特性粘度為 0.78dl/g。3、皮芯型再生聚酯短纖維:將上述低熔點(diǎn)聚酯與再生聚酯分別以6:4皮芯重量精確計(jì)量進(jìn)入復(fù)合噴絲組件，從復(fù)合組件的噴絲板中噴出的熔體，經(jīng)冷卻、卷繞、集束、牽伸、定型、切斷和打包，可得皮芯型再生聚酯短纖維。再生聚酯原料的干燥溫度為140°C，干燥時(shí)間為7h，螺桿溫度280°C ;低熔點(diǎn)聚酯紡絲管道保溫溫度為230°C，再生聚酯紡絲管道保溫溫度為270°C，紡絲箱體溫度為285°C;環(huán)吹風(fēng)冷卻風(fēng)溫為22°C，風(fēng)速為2.5m/s ;紡絲速度為900m/min ;牽伸比為2.5，牽伸溫度58°C，牽伸速度為110m/min。經(jīng)上述生產(chǎn)工藝得到的皮芯型再生聚酯短纖維質(zhì)量指標(biāo)為:
線密度:4.24 dtex 斷裂強(qiáng)度:2.67 cN/dtex 斷裂伸長(zhǎng)率:47%
切斷長(zhǎng)度:50.8mm。
權(quán)利要求
1.一種皮芯型再生聚酯短纖維的制備方法，該再生聚酯短纖維由皮層和芯層構(gòu)成，皮層重量占復(fù)合纖維總重量的10% 90%，芯層被完全包裹在皮層內(nèi)；其特征在于:皮層為再生料通過(guò)降解再改性聚合制備的低熔點(diǎn)再生聚酯，低熔點(diǎn)再生聚酯的熔點(diǎn)為70 160°C，端羧基含量< 35mmol/kg，特性粘度為0.5dL/g^l.0dL/g ;芯層為再生料通過(guò)調(diào)質(zhì)調(diào)粘工藝制備的高熔點(diǎn)再生聚酯，所述的高熔點(diǎn)再生聚酯的熔點(diǎn)為250 270°C，端羧基含量(20mmol/kg，特性粘度為0.7dl/g 1.0dl/g ;兩種聚酯熔體通過(guò)各自計(jì)量泵計(jì)量后進(jìn)入復(fù)合噴絲組件，從復(fù)合組件的噴絲板中噴出的熔體，經(jīng)冷卻、卷繞、集束、牽伸、定型、切斷和打包，可得皮芯型低熔點(diǎn)再生聚酯短纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種皮芯型再生聚酯短纖維的制備方法，其特征在于低熔點(diǎn)再生聚酯的特性粘度為0.55dL/g 0.75dL/g，高熔點(diǎn)再生聚酯的特性粘度為0.75dl/g 0.85dl/g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種皮芯型再生聚酯短纖維的制備方法，其特征在于所述的低熔點(diǎn)再生聚酯為 以下原料通過(guò)降解和縮聚反應(yīng)而制得: a.再生原料； b.甲醇、水或乙二醇； c.醋酸鋅、醋酸鉀、醋酸錳、醋酸鎂、醋酸鉛、氯化鈷、鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙酯和丁二基月桂酸錫中的一種或多種； d.間苯二甲酸，己二酸和癸二酸中的一種或多種； e.新戊二醇，己二醇，丁二醇和聚乙二醇中的一種或多種； f.催化劑三氧化二銻和醋酸鈷； g.穩(wěn)定劑磷酸三甲酯； 根據(jù)b原料選擇以下一種方法制備再生低熔點(diǎn)聚酯: 一、甲醇醇解法 1)將a、b與c投料后混合，a與b的投料質(zhì)量比為1:4 14，a與c的質(zhì)量比為100:0.5 I ;降解溫度為170 250°C，壓力為1.5 4.0Mpa，反應(yīng)時(shí)間為2.5 5h，等壓力回到大氣壓時(shí)反應(yīng)結(jié)束，將反應(yīng)物過(guò)濾，得到的液體旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，分別蒸去甲醇與乙二醇，得到的固體物溶于熱乙醇中過(guò)濾，所得液體蒸去乙醇得到對(duì)苯二甲酸二甲酯； 2)對(duì)苯二甲酸二甲酯與乙二醇的酯化反應(yīng)在氮?dú)饧訅合逻M(jìn)行，對(duì)苯二甲酸二甲酯與d的投料摩爾比為2 5:1 ;對(duì)苯二甲酸二甲酯與e的投料摩爾比為3 19:1 ;對(duì)苯二甲酸二甲酯與乙二醇的摩爾比為:20:80 80:20 ;醇酸的摩爾比例為1.4 1.6:1 ;f與g的投料為酸總量的200 600ppm，所述的醇為乙二醇與e的總和；酯化反應(yīng)的溫度為180 250°C，壓力為0.05MPa 0.4MPa，反應(yīng)時(shí)間L 5 3h ;縮聚反應(yīng)溫度為250 285°C，真空度為30 200Pa，反應(yīng)時(shí)間2.5 5h ; 二、水解法 O水解:將a、b與c投料后混合，a與b的投料質(zhì)量比為1:1 5, a與c的質(zhì)量比為100:0.5 I ;反應(yīng)溫度為190 280°〇，壓力為3.0 6.0Mpa，反應(yīng)時(shí)間為2 5h，反應(yīng)結(jié)束等壓力回到大氣壓時(shí)，將反應(yīng)物過(guò)濾，所得液體旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到乙二醇，再將過(guò)濾固體物溶于DMF中過(guò)濾，所得液體重結(jié)晶得到對(duì)苯二甲酸； 2)對(duì)苯二甲酸與乙二醇的酯化反應(yīng)在氮?dú)饧訅合逻M(jìn)行，對(duì)苯二甲酸與d的投料摩爾比為2 5:1 ;對(duì)苯二甲酸與e的投料摩爾比為3 19:1 ;對(duì)苯二甲酸與乙二醇的摩爾比為:20:80 80:20 ;醇酸的摩爾比例為1.4 1.6:1 ;f與g的投料為酸的200 600ppm ；所述的醇為乙二醇與e的總和，所述的酸為對(duì)苯二甲酸與d的總和；酯化反應(yīng)的溫度為.18(T250°C，壓力為0.05MPa 0.4MPa，反應(yīng)時(shí)間L 5 3h ;縮聚反應(yīng)溫度為250 285°C，真空度為30 200Pa，反應(yīng)時(shí)間2.5 5h ; 三、乙二醇醇解法 lM#a、b與c投料后混合,a與b的投料質(zhì)量比為1:1 4毋與c的質(zhì)量比為100:0.5 .1;在氮?dú)饧訅夯蛘叱簵l件下進(jìn)行，反應(yīng)溫度為170 220°C，壓力為0°C 0.4MPa，反應(yīng)時(shí)間為1.5 3h，直到反應(yīng)液的特性粘度達(dá)到0.2 0.35dl/g ;反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液快速熱過(guò)濾，對(duì)濾液進(jìn)行減壓蒸餾回收乙二醇，將減壓蒸餾后的液體溶于熱醇、酯、氯化烴或酮溶劑中，熱過(guò)濾出去不溶物，濾液自然冷卻得到對(duì)苯二甲酸乙二醇酯及其低聚物； .2)對(duì)苯二甲酸乙二醇酯及其低聚物的縮聚反應(yīng)，d的投料摩爾量為a的質(zhì)量/960、的質(zhì)量/384 ；e的投料摩爾量為a的質(zhì)量/1728、的質(zhì)量/576 ;醇酸的摩爾比例為1.4 .1.6:1 ;f與g的投料為酸總量的200 600ppm，反應(yīng)溫度為250 285°C，真空度為30 .200Pa，反應(yīng)時(shí)間2.5 5h。
4.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的一種皮芯型再生聚酯短纖維的制備方法，其特征在于:再生聚酯以聚酯瓶片為主的回收聚酯原料通過(guò)調(diào)質(zhì)調(diào)粘工藝制備，具體工藝如下:再生原料一清洗一配比一轉(zhuǎn)鼓干燥一多級(jí)過(guò)濾一液相增粘，其中，轉(zhuǎn)鼓干燥溫度為10(T15(TC，干燥時(shí)間為7 IOh。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種皮芯型再生聚酯短纖維的制備方法，其特征在于液相增粘的步驟如下: 1)經(jīng)螺桿熔融后的溫度在260°C 290°C特性粘度為0.5dl/g^0.70dl/g的熔體經(jīng)熔體輸送泵送至真空分離塔，熔體在真空度為10pa 400pa，溫度為270°C ^300°C，條件下停留15min 40min之后特性粘度可達(dá)到0.55dl/g 0.78dl/g ； 2 )之后熔體進(jìn)入二級(jí)調(diào)質(zhì)調(diào)粘裝置，二級(jí)調(diào)質(zhì)調(diào)粘裝置內(nèi)的熔體溫度和真空度與真空分離塔相同，在旋轉(zhuǎn)推進(jìn)器的作用下熔體不斷前進(jìn)，熔體粘度不斷增加，推進(jìn)器的旋轉(zhuǎn)速度為1.5r/min 10r/min，停留時(shí)間15min 30min,最終熔體特性粘度在0.60dl/g 0.88dl/g。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種皮芯型再生聚酯短纖維的制備方法，其特征在于:低熔點(diǎn)聚酯紡絲管道保溫溫度為220 240°C ;再生聚酯的螺桿溫度270 300°C，再生聚酯紡絲管道保溫溫度為27(T290°C，紡絲箱體溫度為27(T290°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種皮芯型再生聚酯短纖維的制備方法，其特征在于:冷卻采用環(huán)吹風(fēng)進(jìn)行，風(fēng)溫為15 32°C，風(fēng)速為0.5 5.0m/s，紡絲速度為800 1200m/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種皮芯型再生聚酯短纖維的制備方法，其特征在于:牽伸的牽伸比為1.2 3.5，牽伸溫度50 72°C，牽伸速度為100 150m/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求Γ8任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制備方法制備得到的再生聚酯短纖維。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種皮芯型再生聚酯短纖維及制備方法，該再生聚酯短纖維由皮層和芯層構(gòu)成，皮層為低熔點(diǎn)再生聚酯，低熔點(diǎn)再生聚酯的熔點(diǎn)為70～160℃，端羧基含量≤35mmol/kg，特性粘度為0.5dL/g～1.OdL/g；芯層為高熔點(diǎn)再生聚酯，所述的高熔點(diǎn)再生聚酯的熔點(diǎn)為250～270℃，端羧基含量≤20mmol/kg，特性粘度為0.7dl/g～1.0dl/g；兩種聚酯熔體通過(guò)各自計(jì)量泵計(jì)量后進(jìn)入復(fù)合噴絲組件，從復(fù)合組件的噴絲板中噴出的熔體，經(jīng)冷卻、卷繞、集束、牽伸、定型、切斷和打包，可得皮芯型再生聚酯短纖維。本發(fā)明方法制備的皮芯型再生聚酯短纖維質(zhì)量穩(wěn)定，品質(zhì)優(yōu)良。
文檔編號(hào)C08G63/78GK103147163SQ20131009169
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者錢軍, 王方河, 唐世君, 邢喜全, 秦丹, 馬哲峰, 杜芳, 王秀華 申請(qǐng)人:寧波大發(fā)化纖有限公司