一种抗热变形的改性PBT-DTY弹力消光纤维的制备方法与流程

本发明涉及弹力纤维，具体是涉及一种抗热变形的改性pbt-dty弹力消光纤维的制备方法。

背景技术：

1、pbt全称为聚对苯二甲酸丁二醇酯，是由苯二甲酸二甲酯(dmt)或对苯二甲酸(pta)与丁二醇进行酯化聚合而成高分子。从微观的分子结构上来看，pbt的亚甲基分子链结构成螺旋状，这种特殊的分子结构赋予了pbt纤维良好的机械性能、柔软性、蓬松性、易染色性能，同时由于pbt纤维中的分子可以自由活动，这就赋予了pbt纤维的良好的拉伸压缩弹性和抗皱性能。

2、现有的pbt纤维在高温下的抗热变形能力较差，从而在高温环境下容易变形和断裂，影响纤维的正常使用。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种抗热变形的改性pbt-dty弹力消光纤维的制备方法。

2、本发明的技术方案是：一种抗热变形的改性pbt-dty弹力消光纤维的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、改性pbt纤维原丝的制备；

4、s1-1、将pbt聚酯颗粒按1：0.2～0.3：0.06～0.08：0.02～0.03的质量比加入纤维素、消光剂以及热稳定剂，以150～200r/min搅拌20～30min，得到复合聚酯a并对其进行化学刻蚀，再使用高压喷枪按0.05～0.07ml/mm2向复合聚酯a表面喷洒质量浓度为4～6％的连二亚硫酸钠溶液，得到复合聚酯b；

5、s1-2、先将复合聚酯b进行低温预处理，低温预处理的温度为-40～-20℃，时间为50～60min，再将复合聚酯b浸入改性剂中，在真空度为-0.05～-0.8mpa，压力为0.7～0.9mpa下进行真空压力浸渍，完成后干燥并向复合聚酯b中加入与占其质量1.5～3％的漂珠，以150～200r/min搅拌20～30min，得到复合聚酯c；

6、s1-3、再将步骤s1-2得到的复合聚酯d升温至熔融状态，且升温过程持续以150～200r/min搅拌，得到改性pbt聚酯熔体；

7、s1-4、将改性pbt聚酯熔体纺丝得到改性pbt纤维丝；

8、s2、改性pbt-dty弹力纤维的制备；

9、使步骤s1得到的改性pbt纤维丝依次经过：零罗拉→气压为0.03～0.07mpa的预网络→第一罗拉→变形热箱→冷却板→d/y比为1.3～1.5的假捻器→张力仪a→第二罗拉→气压为0.08～0.15mpa的中网络→张力仪b→定型热箱→第三罗拉→上油轮→卷绕成型，得到改性pbt-dty弹力纤维；

10、其中，所述变形热箱的温度为230～240℃，定型热箱的温度为120～130℃；

11、所述第二罗拉的速度为500～550m/min；第二罗拉与第一罗拉的速度比为2.4～2.8，第二罗拉与第三罗拉的速度比为3.0～3.4，零罗拉与第一罗拉的速度比1.5～1.9，卷绕成型的卷绕超喂率为6～7％，卷绕张力为8～10g。

12、进一步地，所述消光剂为pergopak m3型消光剂。

13、说明：采用上述有机消光剂，可以促进pbt聚酯颗粒表面收缩聚集成均匀凹凸的表面而产生消光，透明度高，不吸收紫外线。

14、进一步地，所述热稳定剂为磷酸酯类稳定剂。

15、说明：磷酸酯类稳定剂具有优良的润湿性、增溶性、乳化分散性以及良好的配伍性、易生物降解性、较低的刺激性和优于一般阴离子表面活性剂的耐碱性、耐电解质性和抗静电性；锌基类稳定剂具有优良的热稳定性、耐光性、耐候性、抗污染性。

16、进一步地，所述改性剂的制备方法为：

17、称取1～2g钛酸锶和4～5g电气石粉预混得到混合料a，再将混合料a与1.5～2.5ml硅烷偶联剂混合，溶于100ml乙二醇中混合处理20～30min，得到混合料b；

18、再将所述混合料b在200～400w的辐照下处理20～30min；将辐照完成后的混合料b于烷基化咪唑离子液中电离活化20～30min，所述电离温度为50～60℃，电压为205～210v，电流为5～8a，得到改性剂。

19、说明：钛酸锶具有高折射率、高透过率和强烈的荧光性能，电气石释放负离子的性能优异，两者混合以增加聚酯纤维的远红外辐射和负离子释放功能，并通过与硅烷偶联剂混合改性，能够改善电气石和钛酸锶的分散性，使其在基材中更加均匀地分布，从而增强消光效果的均匀性和稳定性；通过将电气石、钛酸锶与酸性溶液混合改性，可以改善电气石和钛酸锶的耐候性、耐化学腐蚀性和耐磨性，从而提高消光涂层的耐久性，使电气石和钛酸锶在恶劣环境下保持稳定的消光性能；

20、并在改性后经过辐照处理进一步促进偶联剂与电气石和钛酸锶之间的反应，使化学键合更加牢固，提高电气石的稳定性、耐候性和耐久性，将混合料b在离子液中进行电离活性处理，可增强其活性、吸附能力，提高负离子的负载吸附能力，进而提高后续复合聚酯与漂珠的结合力，从而提高抗热变形性能。

21、进一步地，步骤s1-1，在喷洒完成后进行紫外光固化，紫外光波长为200～350nm，光照时间为25～30s。

22、说明：在喷洒连二亚硫酸钠溶液后，进行紫外光固化可以使某些与连二亚硫酸钠反应的物质或添加剂在紫外光的作用下，更稳定地附着在聚酯纤维表面，增加连二亚硫酸钠溶液与聚酯纤维之间的结合力，使其更不容易脱落或洗去，从而提高处理效果的耐久性。

23、进一步地，步骤s1-4中，所述纺丝为熔融纺丝，熔融纺丝温度为245～255℃，纺丝速度为1000～2500m/min，拉伸温度为65～75℃，总拉伸倍率为3～5倍。

24、说明：熔融纺丝可以在很短的时间内生产出大量的纤维，且纤维的均匀性非常好，生产的纤维可以进行后续的拉伸或者撕裂加工，以改变纤维的性能。

25、进一步地，步骤s2中，所述改性pbt纤维原丝经过所述上油轮时由油剂泵控制，油剂泵转速为10～30r/min，油剂采用poy油剂。

26、说明：poy油剂挥发分解性大于常规fdy油剂，故本原丝上的油剂在经过热箱时，可以保证大部分油剂在热箱的持续加热作用下被分解为醛类和水蒸汽等可被排除的汽态物质，同时poy油剂也具有良好的集束性及匀附性，添加了表面张力降低组分，具有较高的油膜强度，确保pbt原丝在加弹过程中油剂的焦油化程度低。

27、进一步地，所述冷却板的冷却温度为25～30℃。

28、说明：冷却板的温度过高或过低都会影响纤维的卷曲形态和dty的卷曲缩率。

29、进一步地，所述张力仪a的张力为24～26/cn，张力仪b的张力为张力仪a的1.6～1.8倍。

30、说明：通过在第二罗拉前和第三罗拉前经过张力仪而调整张力，通过精确控制张力，可以确保纤维在加工过程中保持稳定的形态和尺寸，减少因张力不稳定而导致的生产质量问题，如纤维断裂、起皱或变形等。

31、进一步地，所述化学刻蚀为：将复合聚酯a放入30～50℃的氢氧化钠溶液中，浴比为1：80～160，在频率为300～400hz下超声刻蚀20～60min。

32、说明：通过使用碱刻蚀对聚酯纤维表面进行刻蚀处理，可以形成微小的凹凸结构，使光线发生漫反射，降低光泽度；并使纤维表面产生较多空穴，便于后续改性处理。

33、本发明的有益效果是：

34、(1)本发明在制备复合聚酯b的过程中，先将pbt聚酯颗粒与纤维素、消光剂以及热稳定剂混合，提高原料的消光性能和抗热变形性能，再通过化学刻蚀而使纤维表面产生较多空穴，以与连二亚硫酸钠溶液进行结合，连二亚硫酸钠溶液与纤维素上的氧化基团反应，将其还原为原始状态，有助于去除纤维表面的氧化层和改变纤维表面的极性，从而增加其对某些染料的亲和力，改善染色效果，从而改善其消光性能。

35、(2)本发明在得到复合聚酯b后，先进行低温预处理，可以改变pbt聚酯纤维的表面结构和性质，使其表面更加粗糙，增加表面积，提高纤维与其他材料的结合能力，提高纤维的耐用性和稳定性；可以使pbt聚酯纤维在后续改性处理过程中更加均匀和一致；再在改性剂中进行真空压力浸渍，可以提升表面改性剂的负载含量，发挥改性和吸附作用，利于后续与漂珠的结合；漂珠的主要特点是质轻、多孔、高分散性和低热导率，则在制备弹力纤维时加入漂珠，可以在一定程度上提高纤维的耐热性能，从而间接地提高其抗热形变性。

36、(3)本发明在加弹制备dty时，依次经过：零罗拉→预网络→第一罗拉→变形热箱→冷却板→假捻器→张力仪a→第二罗拉→中网络→张力仪b→定型热箱→第三罗拉→上油轮→卷绕成型，在第一罗拉前增加零罗拉，可使网络空气交络工艺得到更理想的张力，并在第二罗拉和第三罗拉之前增加张力仪，通过精确控制张力，可以确保纤维在加工过程中保持稳定的形态和尺寸，减少因张力不稳定而导致的生产质量问题，如纤维断裂、起皱或变形等。