一种疏水聚酯纤维及其制备方法与流程

本发明涉及化学纤维领域，尤其涉及一种疏水聚酯纤维及其制备方法。

背景技术：

1、近十几年来，原料产量的提高与纺丝技术的改进使得聚酯纤维的产能得到巨大的提升，相关产品也被广泛应用于服装、家纺、装饰等领域。然而随着生活水平的提升，人们对聚酯纤维产品提出了更高的要求，传统的常规聚酯纤维已不能满足消费群体的需求，各种功能性聚酯纤维应运而生。其中，疏水纺织品越来越受到市场的关注。疏水纺织品具有易护理，自清洁等功能，主要用于运动服饰、汽车或飞机装饰材料等。

2、传统疏水改性方法有表面涂敷改性法、化学刻蚀改性、溶胶-凝胶法等，主要是对织物或纤维表面进行改性处理以达到疏水效果，但存在改性后纤维织物的疏水性能不持久问题，以及纤维经过刻蚀后带来的力学性能降低的问题。例如申请号为202310571078.8的中国专利公开了一种以滑石粉、改性不锈钢蜂窝板粉、网状聚丙烯纤维、四针状氧化锌晶须中的至少三种为填充剂，与有机硅环氧树脂、有机氟树脂、溶剂、丙烯酸乳液、固化剂、分散剂、附着剂等分散混合得到疏水涂料，将疏水涂料涂覆在聚酯纤维的外层，干燥，形成疏水层，从而使聚酯纤维得到疏水效果。但是该方法采用表面涂敷法，织物经过多次清洗后，表面涂层容易脱落，织物的疏水持久性难以保证。

技术实现思路

1、本发明为了克服现有技术下疏水纤维的疏水持久性差的问题，提供一种疏水聚酯纤维，该纤维具有良好的疏水性，并能持久保持其疏水效果。本发明还提供了一种疏水聚酯纤维的制备方法，该制备方法步骤简便且环保，可大规模生产。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种疏水聚酯纤维，所述疏水聚酯纤维包括改性二醇聚合改性的疏水聚酯及疏水复合剂；所述改性二醇聚合改性的疏水聚酯的原料包括对苯二甲酸、乙二醇和改性二醇；

4、所述改性二醇为羟基氟硅油、全氟聚醚双醇、双端羟丙基硅油和双端羟乙基硅油中的至少一种。

5、本发明使用了主链中引入了氟硅链段的疏水聚酯，该疏水聚酯表面能低，具有良好的疏水复合效果，而疏水复合剂可以进一步提升疏水聚酯的疏水效果，并且本发明中疏水效果由疏水聚酯自身性能带来而不是通过涂层，因此疏水性能持久。

6、作为优选，所述改性二醇聚合改性的疏水聚酯中苯二甲酸和乙二醇的摩尔比为1：(1.2-1.5)。

7、作为优选，所述改性二醇的添加摩尔量为乙二醇和改性二醇总摩尔量的10％-20％。

8、作为优选，所述疏水复合剂包括硬脂酸钠、二氧化硅、石蜡及偶联剂。

9、疏水复合剂由硬脂酸钠、二氧化硅、石蜡及偶联剂复配而成，具有提高纤维疏水效果的作用，并且硬脂酸钠、石蜡及偶联剂的存在可提高二氧化硅在纤维中分散效果。

10、作为优选，所述疏水复合剂由将硬脂酸钠、二氧化硅、石蜡、偶联剂于70℃-80℃搅拌均匀得到。

11、作为优选，所述偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种，偶联剂添加量占疏水复合剂质量分数的0.5％。

12、作为优选，所述二氧化硅的粒径为50-200nm。

13、作为优选，所述疏水复合剂的质量为疏水聚酯纤维总质量的1％-5％。

14、疏水复合剂的用量提升可以提高纤维的疏水效果，但是由于其主要成分为无机物，用量较大时影响纤维的力学性能。

15、一种上述的疏水聚酯纤维的制备方法，包括如下步骤：

16、(1)将改性二醇聚合改性的疏水聚酯原料、疏水复合剂和催化剂混合后进行酯化反应和缩聚反应，得到疏水聚酯切片；

17、(2)将疏水聚酯切片干燥结晶后进行熔融纺丝得到疏水聚酯纤维。

18、本发明首先将对苯二甲酸、乙二醇和改性二醇在催化剂作用下进行原位聚合，在聚合的同时加入疏水复合剂得到疏水聚酯切片，再将疏水聚酯切片熔融纺丝得到疏水聚酯纤维。

19、作为优选，所述步骤(1)为将对苯二甲酸、乙二醇、改性二醇、疏水复合剂和催化剂混合，催化剂为锑系催化剂，添加量为对苯二甲酸质量的0.02％-0.03％，将混合物加热至220-250℃进行酯化反应，酯化反应时间不大于2小时，酯化结束后升温至270-275℃，并抽真空至真空度不高于100pa进行缩聚反应至熔体特性黏度为0.6-0.7dl/g。

20、作为优选，所述步骤(2)为将疏水聚酯切片在70-80℃下预结晶1-2h，再在100-120℃至含水率小于0.008％后加热至275-300℃进行熔融纺丝。

21、作为优选，所述步骤(2)中，疏水聚酯切片在结晶干燥后转移至螺杆挤出机中熔融纺丝，螺杆挤出机所用的过滤网尺寸为200-300目，金属砂尺寸为40-60目，喷丝板为普通喷丝板，螺杆挤出机设置工艺参数为：螺杆一区温度275-285℃，二区温度290-300℃，三区温度285-295℃，四区温度285-295℃，五区温度285-295℃；过滤器滤网尺寸300-400目；纺丝箱体温度280-290℃；侧吹风速度0.35-0.45m/s；预网络器压力为0.07-0.09mpa；第一导丝盘纺速为2700-2900m/min；第二导丝盘纺速为2700-2900m/min；主网络器压力为0.3-0.4mpa；卷绕成型速度为2800-3000m/min。

22、作为优选，所述步骤(2)中熔融纺丝得到的疏水聚酯纤维还经过牵伸、加弹后处理。

23、因此，本发明具有如下有益效果：

24、(1)本发明采用改性二醇进行聚合添加改性，在聚酯主链中引入氟硅链段，降低了聚酯纤维织物的表面能，并添加了复合高效疏水复合剂，聚酯纤维织物具有持久的疏水复合性；

25、(2)本发明添加了复合高效疏水复合剂，疏水复合剂采用硬酸脂盐、纳米二氧化硅、石蜡复配而成，能进一步提高聚酯纤维的疏水复合效果；

26、(3)本发明采用聚合改性，相较于传统的纤维织物后整理疏水复合改性方法，更环保、方便，符合大规模生产条件。

技术特征：

1.一种疏水聚酯纤维，其特征是，所述疏水聚酯纤维包括改性二醇聚合改性的疏水聚酯及疏水复合剂；

2.根据权利要求1所述的一种疏水聚酯纤维，其特征是，所述改性二醇聚合改性的疏水聚酯中苯二甲酸和乙二醇的摩尔比为1 ：（1.2-1.5）。

3.根据权利要求1或2所述的一种疏水聚酯纤维，其特征是，所述改性二醇的添加摩尔量为乙二醇和改性二醇总摩尔量的10%-20%。

4.根据权利要求1所述的一种疏水聚酯纤维，其特征是，所述疏水复合剂包括硬脂酸钠、二氧化硅、石蜡及偶联剂。

5.根据权利要求4所述的一种疏水聚酯纤维，其特征是，所述偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种，偶联剂添加量占疏水复合剂质量分数的 0.5%。

6.根据权利要求4或5所述的一种疏水聚酯纤维，其特征是，所述二氧化硅的粒径为50-200nm。

7.根据权利要求6所述的一种疏水聚酯纤维，其特征是，所述疏水复合剂的质量为疏水聚酯纤维总质量的1%-5%。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的疏水聚酯纤维的制备方法，其特征是，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种疏水聚酯纤维的制备方法，其特征是，所述步骤（1）为将对苯二甲酸、乙二醇、改性二醇、疏水复合剂和催化剂混合，催化剂为锑系催化剂，添加量为对苯二甲酸质量的 0.02%-0.03%，将混合物加热至220-250 ℃进行酯化反应，酯化反应时间不大于 2 小时，酯化结束后升温至 270-275℃，并抽真空至真空度不高于100 pa进行缩聚反应至熔体特性黏度为 0.6-0.7 dl/g。

10.根据权利要求8或9所述的一种疏水聚酯纤维的制备方法，其特征是，所述步骤（2）为将疏水聚酯切片在70-80℃下预结晶1-2h，再在100-120℃至含水率小于0.008%后加热至275-300℃进行熔融纺丝。

技术总结本发明涉及化学纤维领域，为解决现有技术下疏水纤维的疏水持久性差的问题，提供一种疏水聚酯纤维及其制备方法，所述疏水聚酯纤维包括改性二醇聚合改性的疏水聚酯及疏水复合剂；所述改性二醇聚合改性的疏水聚酯的原料包括对苯二甲酸、乙二醇和改性二醇；所述改性二醇为羟基氟硅油、全氟聚醚双醇、双端羟丙基硅油和双端羟乙基硅油中的至少一种。该纤维具有良好的疏水性，能持久保持其疏水效果，并且制备方法步骤简便且环保，可大规模生产。技术研发人员：陈明,刘园园,袁文华,杨新华,杨位辉,刘新义受保护的技术使用者：浙江恒逸石化研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16