專利名稱：抗紫外超細(xì)滌綸及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功能性滌綸及其制備方法，尤其涉及一種抗紫外超細(xì)滌綸及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著紡織產(chǎn)品向輕薄化發(fā)展，超細(xì)滌綸已經(jīng)成為新合纖的主導(dǎo)產(chǎn)品之一，與常規(guī)滌綸相比，具有很多優(yōu)點(diǎn)，從使用的角度出發(fā)，它是最具有革新性的仿真材料。當(dāng)然，超細(xì)滌綸也存在一些缺點(diǎn)如價(jià)格高、加工成本高，尤其是在后處理時(shí)更需要細(xì)心和熟練，靜電現(xiàn)象也較嚴(yán)重，染色的深度和牢度有所下降，這些都有待改善。但是，超細(xì)纖維具有很多特殊的優(yōu)良性能，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，發(fā)展已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急，它的發(fā)展不僅會(huì)給紡織工業(yè)帶來新的生機(jī)和活力，而且由于它極細(xì)，使纖維與細(xì)胞的親和力增加，所以，在生物醫(yī)學(xué)上也會(huì)有廣闊的應(yīng)用前景。
但是，現(xiàn)有的產(chǎn)品在數(shù)量和質(zhì)量方面還很有限，尤其是功能性纖維，文獻(xiàn)“添加納米氧化鈦的聚酯纖維性能研究，紡織學(xué)報(bào).2004，25(4)，14-15；2.”、“高TiO2含量PET纖維的研制，廣東化纖，20-22，2002”和專利1.TILight-resistant PET；INVENTORKuehnel，Horst；Heidrich，Wolfgang；Dinse，Hans Dieter；Tucek，Eberhard；Sattler，Wolf；APPLICATIONNUM.DD 85-275339；2.TIMelt spinning dull polyester multifilaments containing titaniumoxide at high speeds with good packaging stability.INVENTOREzuka，Toshihige；Moriyama，Katsuo；PATENT NUM.JP 10219524 A2；3.TIUltrafine synthetic fibers containing organic and inorganic lightstabilizers with lasting light resistance and manufacture thereof.INVENTORHashimoto，Takashi；Watanabe，Koji；PATENT NUM.JP 11247025 A2 14公開了一種抗紫外超細(xì)滌綸，其采用金屬氧化物作為抗紫外材料，但是，其所獲得的纖維的纖度僅為0.8dtex，不僅抗紫外較弱，而且機(jī)械性能較差，不能滿足有關(guān)領(lǐng)域，如服用和建筑等領(lǐng)域應(yīng)用的需要。因此，加快開發(fā)新的抗紫外超細(xì)滌綸，以適應(yīng)人們現(xiàn)代生活的需求，是有關(guān)部門所十分關(guān)切的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是公開一種抗紫外超細(xì)滌綸及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。
本發(fā)明的超抗紫外超細(xì)滌綸的重量份數(shù)組分為聚酯98～70份，經(jīng)表面偶連處理的抗紫外線添加劑2～30份纖維的纖度為0.3-0.7dtex；抗紫外線添加劑的粒徑為20-200nm；所說的聚酯的結(jié)構(gòu)通式如式(1) 其中n＝52～73；所說的經(jīng)表面偶連劑處理的抗紫外線添加劑選自表面經(jīng)過偶連劑處理的二氧化鈦、氧化鋅、滑石粉、陶土或碳酸鈣等中的一種，優(yōu)選氧化鋅或二氧化鈦；所說的偶連劑選自硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶連劑，硅烷偶聯(lián)劑化學(xué)名稱為γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧硅烷，鈦酸酯化學(xué)名稱為異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯，可采用市售商品，如上海耀華化工廠生產(chǎn)的牌號(hào)為KH-570的硅烷偶連劑；南京曙光化工廠生產(chǎn)的牌號(hào)為NDZ-201的鈦酸酯偶連劑；抗紫外線添加劑的表面偶連處理方法，可采用文獻(xiàn)納米二氧化鈦粒子的表面處理及其分散性研究，蔣翀等，26(3)，2003公開的方法，如包括如下步驟在反應(yīng)釜中分別加入40kg金屬氧化物粉體和3-10kg的偶聯(lián)劑及300升乙醇溶液。在強(qiáng)力攪拌器攪拌下，水浴加熱，逐漸升溫到70～85℃，恒溫回流50～70min。將處理好粉體放在鼓風(fēng)干燥箱中烘干，干燥箱溫度為60～70℃。烘干后，在球磨機(jī)中研細(xì)。
通過偶聯(lián)劑對(duì)納米抗紫外線添加劑進(jìn)行表面修飾后可以明顯減緩納米抗紫外線添加劑在分散介質(zhì)中的沉降速率。
本發(fā)明的抗紫外超細(xì)滌綸纖維的制備方法包括如下步驟(1)抗紫外功能母粒的制備將經(jīng)過表面偶連處理的抗紫外線添加劑、粘合劑與大有光聚酯切片混合均勻，然后加入雙螺桿共混儀進(jìn)行母粒制備。聚酯添加量98-70份，經(jīng)表面偶連處理的抗紫外線添加劑2-30份。雙螺桿轉(zhuǎn)速60-250HZ，喂料速度20-100HZ，溫度如下表單位℃

所說的大有光聚酯切片為市售產(chǎn)品，如儀征化纖股份有限公司纖維級(jí)牌號(hào)的產(chǎn)品；所述的“大有光”指的是聚酯切片中不含TiO2，聚酯結(jié)構(gòu)如式(1)；(2)將步驟(1)獲得抗紫外功能母粒添加到半消光聚酯切片中，在紡絲機(jī)上紡絲，獲得目標(biāo)纖維，紡絲方法，為常規(guī)的方法，如《滌綸生產(chǎn)基本知識(shí)》公開的方法，其紡絲速度可達(dá)到800m/min-3000m/min。
抗紫外功能母粒的重量為半消光聚酯切片重量的1～3％；
所說的半消光聚酯切片，可采用市售產(chǎn)品，如廣東開平公司生產(chǎn)的半消光滌綸切片，術(shù)語“半消光”指的是聚酯切片含重量百分比0.05～0.15％左右的TiO2，該定義在《滌綸生產(chǎn)基本知識(shí)》中有明確的描述；其中聚酯結(jié)構(gòu)如式(1)；采用本發(fā)明的方法制備的抗紫外超細(xì)滌綸纖維，由于所采用的抗紫外線添加劑經(jīng)過了偶連劑的處理，加入量大大提高，不僅具有顯著的抗紫外功能，而且與母體材料的結(jié)合性能也大大提高，機(jī)械性能優(yōu)良，大大拓展了應(yīng)用范圍，具有顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1經(jīng)表面偶連處理的抗紫外線添加劑的制備將40kg二氧化鈦與3kg偶連劑加入300升乙醇溶液。在強(qiáng)力攪拌器攪拌下，水浴加熱，逐漸升溫到80℃，恒溫回流60min。將處理好粉體放在鼓風(fēng)干燥箱中烘干，干燥箱溫度為67℃。烘干后，在球磨機(jī)中研細(xì)。
抗紫外功能母粒的制備將經(jīng)過表面偶連處理的抗紫外線添加劑、粘合劑與大有光聚酯切片混合均勻，然后加入雙螺桿共混儀進(jìn)行母粒制備。
聚酯添加量90份，經(jīng)表面偶連處理的抗紫外線添加劑10份。雙螺桿轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)，喂料速度20轉(zhuǎn)，溫度如下表單位℃

聚酯結(jié)構(gòu)如式(1)，其中n＝65將獲得的50公斤抗紫外功能母粒在紡絲過程中添加到450公斤聚酯切片中紡絲，采用上海經(jīng)緯機(jī)械廠生產(chǎn)的一部位復(fù)合紡絲試驗(yàn)機(jī)，聚酯結(jié)構(gòu)如式(1)，其中n＝65；
紡絲過程的工藝條件如下干切片含水率50PPM螺桿擠壓機(jī)溫度 270℃箱體溫度290℃預(yù)過濾器后壓90kg/cm2預(yù)過濾器濾芯25μ噴絲板規(guī)格 0.18/0.56/96組件濾材80目金屬砂風(fēng)溫25℃風(fēng)濕70％風(fēng)速0.45m/min上油率 0.53卷繞速度800m/min獲得目標(biāo)纖維。
采用GB/T14460-2001規(guī)定的方法機(jī)械檢測(cè)，結(jié)果如下單絲線密度(dtex) 0.8線密度偏差率(％) 0斷裂強(qiáng)度(cn/dtex) 2.85斷裂強(qiáng)度變異系數(shù)(cv％) 1.24斷裂伸度(％) 19.20斷裂伸度變異系數(shù)(cv％) 3.44采用GB/T17032-1997規(guī)定的方法檢測(cè)，針織物紫外線透過率主峰波長(zhǎng)300nm左右處的透過率為0.2387％。
實(shí)施例2經(jīng)表面偶連處理的抗紫外線添加劑的制備將40kg二氧化鈦與10kg偶連劑加入300升乙醇溶液。在強(qiáng)力攪拌器攪拌下，水浴加熱，逐漸升溫到80℃，恒溫回流60min。將處理好粉體放在鼓風(fēng)干燥箱中烘干，干燥箱溫度為67℃。烘干后，在球磨機(jī)中研細(xì)。
抗紫外功能母粒的制備將經(jīng)過表面偶連處理的抗紫外線添加劑、粘合劑與大有光聚酯切片混合均勻，然后加入雙螺桿共混儀進(jìn)行母粒制備。聚酯添加量70份，經(jīng)表面偶連處理的抗紫外線添加劑30份。雙螺桿轉(zhuǎn)速250轉(zhuǎn)，喂料速度100轉(zhuǎn)。
溫度如下表單位℃

聚酯結(jié)構(gòu)如式(1)，其中n＝52將獲得的30公斤抗紫外功能母粒在紡絲過程中添加到870公斤聚酯切片中紡絲，采用上海經(jīng)緯機(jī)械廠生產(chǎn)的一部位復(fù)合紡絲試驗(yàn)機(jī)，聚酯結(jié)構(gòu)如式(1)，其中n＝52工藝條件紡絲工藝條件干切片含水率25PPM螺桿擠壓機(jī)溫度 290℃箱體溫度290℃預(yù)過濾器后壓90kg/cm2預(yù)過濾器濾芯25μ噴絲板規(guī)格 0.18/0.56/96組件濾材80目金屬砂風(fēng)溫25℃風(fēng)濕70％風(fēng)速0.45m/min上油率 0.53卷繞速度3000m/min獲得目標(biāo)纖維。
采用GB/T14460-2001規(guī)定的方法機(jī)械檢測(cè)，結(jié)果如下單絲線密度(dtex) 0.31
線密度偏差率(％) 0斷裂強(qiáng)度(cn/dtex) 3.63斷裂強(qiáng)度變異系數(shù)(cv％) 2.24斷裂伸度(％) 26.19斷裂伸度變異系數(shù)(cv％) 5.44采用GB/T17032-1997規(guī)定的方法檢測(cè)，針織物紫外線透過率主峰波長(zhǎng)300nm左右處的透過率為0.3398％。
權(quán)利要求
1.一種抗紫外超細(xì)滌綸，其特征在于，重量份數(shù)組分為聚酯98～70份，經(jīng)表面偶連處理的抗紫外線添加劑2～30份，纖維的纖度為0.3-0.7dtex，抗紫外線添加劑的粒徑為20-200nm，所說的聚酯的結(jié)構(gòu)通式如式(1) 其中n＝52～73。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗紫外超細(xì)滌綸，其特征在于，所說的經(jīng)表面偶連劑處理的抗紫外線添加劑選自表面經(jīng)過偶連劑處理的二氧化鈦、氧化鋅、滑石粉、陶土或碳酸鈣中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗紫外超細(xì)滌綸，其特征在于，所說的經(jīng)表面偶連劑處理的抗紫外線添加劑選自氧化鋅或二氧化鈦。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的抗紫外超細(xì)滌綸的制備方法，包括如下步驟(1)抗紫外功能母粒的制備將經(jīng)過表面偶連處理的抗紫外線添加劑、粘合劑與大有光聚酯切片混合均勻，然后加入雙螺桿共混儀進(jìn)行母粒制備，聚酯添加量98-70份，經(jīng)表面偶連處理的抗紫外線添加劑2-30份，聚酯結(jié)構(gòu)如式(1)；(2)將步驟(1)獲得抗紫外功能母粒添加到半消光聚酯切片中，在紡絲機(jī)上紡絲，獲得目標(biāo)纖維，抗紫外功能母粒的重量為半消光聚酯切片重量的1～3％，聚酯結(jié)構(gòu)如式(1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(1)雙螺桿轉(zhuǎn)速60-250Hz，喂料速度20-100Hz。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗紫外超細(xì)滌綸及其制備方法，其特征在于，重量份數(shù)組分為聚酯98～70份，經(jīng)表面偶聯(lián)處理的抗紫外線添加劑2～30份，纖維的纖度為0.3－0.7dtex，抗紫外線添加劑的粒徑為20－200nm，本發(fā)明的抗紫外超細(xì)滌綸，由于所采用的抗紫外線添加劑經(jīng)過了偶連劑的處理，加入量大大提高，不僅具有顯著的抗紫外功能，而且與母體材料的結(jié)合性能也大大提高，機(jī)械性能優(yōu)良，大大拓展了應(yīng)用范圍，具有顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)D01F1/10GK1896347SQ20061002557
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2006年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月10日
發(fā)明者陳彥模, 陳龍, 張瑜, 朱美芳, 占海華 申請(qǐng)人:東華大學(xué)