一种皮芯结构的低熔点聚酯复合纤维及其制备方法

本申请涉及低熔点聚酯复合纤维的，尤其涉及一种皮芯结构的低熔点聚酯复合纤维及其制备方法。

背景技术：

1、低熔点聚酯复合纤维是指内芯为聚酯、皮层为低熔点(80℃-120℃)聚酯的皮芯结构复合纤维。由于皮层低熔点聚酯在较低温度下就可以熔融，因此通过加热即可实现聚酯复合纤维与其他材料的粘合，加工简便、粘接迅速、粘合过程无毒害、无污染。低熔点聚酯复合纤维应用最广泛的领域是通过热粘合制备成轻质板，或与玻璃纤维、植物纤维等混合制成无纺毡，然后作为轻质板材或热压成复合材料板，用于汽车内饰、轨道交通内饰或床垫等。

2、低熔点聚酯复合纤维具有皮芯复合结构，其内芯为聚酯，具有较高的熔点，而皮层为低熔点聚酯，这样在加热流动时，内芯的黏度较高而皮层的黏度则较低，从而导致内芯聚酯的流动速度较慢，而皮层低熔点聚酯的流动速度则较快。在复合纺丝的过程中，皮层流速过快会导致低熔点聚酯皮层较薄，厚度不好控制，甚至皮层缺失断丝的情况，进而影响成品的粘接效果。因此，需要对内芯聚酯和皮层低熔点聚酯进行黏度调节，保证纺丝加工时内芯聚酯和皮层低熔点聚酯保持基本一致的流速，从而使低熔点聚酯复合纤维皮层厚度均匀。

3、在皮层低熔点聚酯中加入无机填料可以有效增加其黏度，保持其与内芯聚酯一致的流动速度。内芯聚酯和皮层低熔点聚酯，两者在结构上具有相似性，因此具有很好的相容性，但在皮层低熔点聚酯中加入无机填料后会破坏内芯与皮层之间良好的相界面，从而导致皮层与内芯容易脱落。

技术实现思路

1、本申请针对现有技术的上述不足，提供一种通过在皮层低熔点聚酯中添加黏度调节剂，获得一种皮层低熔点聚酯的厚度均匀、皮层与内芯粘接力强的皮芯结构的低熔点聚酯复合纤维。

2、为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案为：一种皮芯结构的低熔点聚酯复合纤维，该复合纤维的制备原料包括：

3、(1)芯层聚酯：67-79wt％(重量百分比)；

4、(2)皮层聚酯：20-30％；

5、(3)黏度调节剂：1-3％；

6、该复合纤维由皮层聚酯和芯层聚酯采用复合纺丝工艺制备而成，制备过程采用在皮层聚酯中加入黏度调节剂。

7、进一步的，本申请中所述的芯层聚酯是由对苯二甲酸与乙二醇聚合反应制得，分子结构中包含对苯二甲酸链段和乙二醇链段，熔点为260℃-280℃。

8、进一步的，本申请中所述的皮层聚酯是由对苯二甲酸、乙二醇、间苯二甲酸聚合反应制得，分子结构中包含对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙二醇链段及二甘醇链段，熔点80℃-120℃。

9、进一步的，本申请中所述的黏度调节剂，其制备原料包括：

10、(1)二氧化硅：30-45mol％(摩尔百分比)；

11、(2)苯基硅氧烷：52-69mol％；

12、(3)封端硅氧烷：1-3mol％。

13、进一步的，本申请所述的二氧化硅俗称白炭黑，分子式为sio2，优选采用尺寸范围在1-100nm的纳米二氧化硅。

14、进一步的，本申请所述的苯基硅氧烷为分子结构中带有苯基的硅氧烷，包括但不限于苯基三乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二甲氧基甲基苯基硅烷(甲基苯基二甲氧基硅烷)、二甲基四苯基二硅氧烷(cas：807-28-3)、苯基三甲氧基硅烷、三甲基五苯基三硅氧烷(cas：28855-11-0)中的一种或者多种。

15、进一步的，本申请所述的封端硅氧烷为具有单官能团的硅氧烷，包括但不限于六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷中的一种或者多种。

16、进一步的，本申请所述的黏度调节剂的制备方法如下：在室温下，首先将二氧化硅和苯基硅氧烷加入到丙酮溶液中进行充分搅拌，搅拌时间≥15min；然后加入浓度为15％(质量百分比)的稀盐酸作为催化剂，在氮气保护下反应5-8min；然后再逐滴加入封端硅氧烷，调节ph值到7-8；最后再加入大量的氯仿进行界面沉淀分离，将沉淀产物真空干燥4h以上后即得苯基硅氧烷包覆的二氧化硅微胶囊，即本申请中的黏度调节剂。

17、本申请还提供一种皮芯结构的低熔点聚酯复合纤维的制备方法，制备过程为：

18、(1)首先在皮层聚酯中加入黏度调节剂，采用熔融共混工艺在280-320℃下制备皮层聚酯基体；

19、(2)然后以芯层聚酯为内芯、上述步骤(1)制备的皮层聚酯基体为皮层通过熔融纺丝法进行复合纺丝获得的低熔点聚酯复合纤维，纺丝温度350℃-420℃，纺丝速率为2800m/min-3000m/min(米/分钟)；获得低熔点聚酯复合纤维。

20、本申请的优点和有益效果：

21、1.本申请首次从低熔点聚酯复合纤维的皮层和芯层二者熔点的差异导致二者加热流动的速度不一致的角度出发，针对这种差异产生的如下技术问题：在复合纺丝的过程中、皮层流速过快会导致低熔点聚酯皮层较薄，厚度不好控制，甚至皮层缺失断丝的情况，进而影响成品的粘接效果；本申请提出了一种解决的技术方案，该技术方案通过在皮层聚酯中加入黏度调节剂来解决上述技术问题，并且本申请的该黏度调节剂不是单纯的无机填料，因此避免了添加单纯的无机填料而带来的破坏内芯与皮层之间良好的相界面、从而导致皮层与内芯容易脱落的技术缺陷；本申请的技术方案通过在皮层低熔点聚酯中添加特定成分制备的黏度调节剂，可使低熔点聚酯复合纤维的皮层和芯层保持基本一致的流速，从而保证复合纤维皮层低熔点聚酯厚度保持均一，进而保证低熔点复合聚酯纤维制品具有稳定的粘接效果。

22、2.本申请采用的黏度调节剂是一种苯基硅氧烷包覆的二氧化硅微胶囊结构的黏度调节剂，该黏度调节剂中的微胶囊内的二氧化硅作为无机组分可以有效提升皮层低熔点聚酯的黏度，而包覆二氧化硅的苯基硅氧烷作为有机组分可以改善二氧化硅与聚酯基体之间的相容性，同时苯基硅氧烷带有的苯基与聚酯中的苯环相似相容，进一步提升了二氧化硅微胶囊与聚酯基体的相容性，避免了有机无机分层剥离等现象。

23、3.本申请通过在低熔点聚酯复合纤维的皮层低熔点聚酯中添加黏度调节剂，从而获得一种皮层低熔点聚酯厚度均匀、皮层与内芯粘接力强的低熔点聚酯复合纤维。

技术特征：

1.一种皮芯结构的低熔点聚酯复合纤维，其特征在于：该复合纤维的制备原料包括：

2.根据权利要求1所述的皮芯结构的低熔点聚酯复合纤维，其特征在于：所述的芯层聚酯是由对苯二甲酸与乙二醇聚合反应制得，其分子结构中包含对苯二甲酸链段和乙二醇链段，熔点为260℃-280℃。

3.根据权利要求1所述的皮芯结构的低熔点聚酯复合纤维，其特征在于：所述的皮层聚酯是由对苯二甲酸、乙二醇、间苯二甲酸聚合反应制得，其分子结构中包含对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙二醇链段及二甘醇链段，熔点为80℃-120℃。

4.根据权利要求1所述的皮芯结构的低熔点聚酯复合纤维，其特征在于：所述的黏度调节剂，其制备原料包括：

5.根据权利要求4所述的皮芯结构的低熔点聚酯复合纤维，其特征在于：所述的二氧化硅为尺寸范围在1-100nm的纳米二氧化硅。

6.根据权利要求4所述的皮芯结构的低熔点聚酯复合纤维，其特征在于：所述的苯基硅氧烷为分子结构中带有苯基的硅氧烷，包括但不限于苯基三乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二甲氧基甲基苯基硅烷、二甲基四苯基二硅氧烷、苯基三甲氧基硅烷、三甲基五苯基三硅氧烷中的一种或者多种。

7.根据权利要求4所述的皮芯结构的低熔点聚酯复合纤维，其特征在于：所述的封端硅氧烷为具有单官能团的硅氧烷，包括但不限于六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷中的一种或者多种。

8.根据权利要求4所述的皮芯结构的低熔点聚酯复合纤维，其特征在于：所述的黏度调节剂的制备方法如下：在室温下，首先将二氧化硅和苯基硅氧烷加入到丙酮溶液中进行充分搅拌，搅拌时间≥15min；然后加入浓度为15％的稀盐酸作为催化剂，在氮气保护下反应5-8min；然后再逐滴加入封端硅氧烷，调节ph值到7-8；最后再加入氯仿进行界面沉淀分离，将沉淀产物真空干燥4h以上后即得苯基硅氧烷包覆的二氧化硅微胶囊，即为所述的黏度调节剂。

9.一种根据权利要求1-8任一权利要求所述的皮芯结构的低熔点聚酯复合纤维的制备方法，其特征在于：制备过程为：

技术总结一种皮芯结构的低熔点聚酯复合纤维及其制备方法，该复合纤维的制备原料包括：芯层聚酯：67‑79wt％，皮层聚酯：20‑30％，黏度调节剂：1‑3％；该复合纤维由皮层聚酯和芯层聚酯采用复合纺丝工艺制备而成，制备过程采用在皮层聚酯中加入黏度调节剂；本申请通过在皮层低熔点聚酯中添加黏度调节剂，获得一种皮层低熔点聚酯的厚度均匀、皮层与内芯粘接力强的皮芯结构的低熔点聚酯复合纤维。技术研发人员：郭正虹,李娟,王炳涛,赛霆,柴娟,杨勇受保护的技术使用者：浙大宁波理工学院技术研发日：技术公布日：2024/5/16