CN110318121B - 一种pet/pbt共混改性纤维 - Google Patents

一种pet/pbt共混改性纤维 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种PET/PBT共混改性纤维，包括下述重量份：PBT：30~50份PET：80~120份、4‑甲基‑2‑(2‑甲基‑1‑丙烯基)四氢吡喃：0.1~0.5份、成核促进剂：0.5~1份、亲水改性剂：0.5~1份、所述亲水改性剂为：N‑(3‑三乙氧基硅基丙基)‑4‑羟基丁酰胺和1‑甲氧基‑2‑(环氧基甲氧基)苯的混合物。以PBT和PET为主体，进行共混来制备共混材料，通过添加亲水改性剂，来增加共混材料表面的亲水基团，使得在使用水性染料的染色过程中，能够提高水性染料的色牢度。

Description

一种PET/PBT共混改性纤维
技术领域
本发明涉及一种纤维，更具体的说是涉及一种PET/PBT共混改性纤维。
背景技术
PET(poly ethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)是1953年由Dupont公司最早实现工业化的线性热塑性聚合物，是一种具有较高的熔融温度(Tm)和玻璃化温度(Tg)的结晶性高聚物，能够在较宽的温度范围内保持优良的物理性能和力学性能，它的耐疲劳性、耐摩擦性优良，耐老化性优异，电绝缘性突出，对大多数有机溶剂和无机酸稳定，而且生产能耗很低，加工性良好，因而被广泛应用于合成纤维、薄膜和工程塑料等领域，但由于PET的刚性使其结晶速度较慢，成型模具温度高以及成型周期长的缺点，使其在工程塑料领域中的应用受到了限制。
而PBT(poly butylene terephthalate，聚对苯二甲酸丁二醇酯)分子链段柔性好于PET，且力学性能好、热变形温度低、结晶速率较快。
现有技术中，PET和PBT被用于制备共混纤维，但是，这类高分子聚合纤维在染色过程中，都是要采用油性的染料，污染较大。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种水性PET/PBT共混改性纤维。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种PET/PBT共混改性纤维，
包括下述重量份：
PBT： 30~50份
PET ：80~120份
4-甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)四氢吡喃：0.1~0.5份
成核促进剂 ：0.5~1份
亲水改性剂：0.5~1份
所述亲水改性剂为：
N-(3-三乙氧基硅基丙基)-4-羟基丁酰胺和1-甲氧基-2-(环氧基甲氧基)苯的混合物。
作为本发明的进一步改进，
包括下述重量份：
PBT： 50份
PET ：100份
4-甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)四氢吡喃：0.2份
成核促进剂 ：0.3份
亲水改性剂：0.6份。
作为本发明的进一步改进，
所述亲水改性剂为质量比为5:1的N-(3-三乙氧基硅基丙基)-4-羟基丁酰胺和1-甲氧基-2-(环氧基甲氧基)苯的混合物。
作为本发明的进一步改进，
所述成核促进剂为纳米碳酸钙。
作为本发明的进一步改进，
制备方法为：
步骤一：将PET和PBT进行干燥；
步骤二：将亲水改性剂与4-甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)四氢吡喃进行混合；
步骤三：将步骤一中的干燥物料与步骤二中的混合物进行混合；
步骤四：步骤三中的混合物与其他原料进行混合；
步骤五：步骤四中的混合物加入到双螺杆挤出机中挤出造粒；
步骤六：将步骤五中的颗粒进行熔融纺丝，得到纤维。
作为本发明的进一步改进，
所述步骤五中：
双螺杆中段的玻纤加入口加入，经熔融共混挤出、水冷、风干、切粒；
其中，双螺杆挤出机的温度设置为：一区：200℃；二区：220℃；三区：220～220℃；四区：
240℃；五区：250℃；六区：250℃；七区：250℃；八区：260℃；机头温度：250℃；螺杆转速控制
在200～400r/min。
作为本发明的进一步改进，
所述步骤一中干燥温度为120℃，干燥时间12h。
在本发明中，以PBT和PET为主体，进行共混来制备共混材料，通过添加亲水改性剂，来增加共混材料表面的亲水基团，使得在使用水性染料的染色过程中，能够提高水性染料的色牢度。在水性染料的选择上，选用N-(3-三乙氧基硅基丙基)-4-羟基丁酰胺和1-甲氧基-2-(环氧基甲氧基)苯的混合物，首相这两种物质其相容性较好，能够与PBT和PET在混合过程中均匀分散，共混过程中能够与PBT和PET发生反应，使得共混高分子具有亲水基团，另外1-甲氧基-2-(环氧基甲氧基)苯的加入还具有一定的提高抗氧性的效果。
具体实施方式
实施例一：
一种PET/PBT共混改性纤维，
包括下述重量份：
PBT： 50份
PET ：100份
4-甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)四氢吡喃：0.2份
成核促进剂 ：0.3份
亲水改性剂：0.6份。
所述亲水改性剂为质量比为5:1的N-(3-三乙氧基硅基丙基)-4-羟基丁酰胺和1-甲氧基-2-(环氧基甲氧基)苯的混合物。
所述成核促进剂为纳米碳酸钙。
制备方法为：
步骤一：将PET和PBT进行干燥；
步骤二：将亲水改性剂与4-甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)四氢吡喃进行混合；
步骤三：将步骤一中的干燥物料与步骤二中的混合物进行混合；
步骤四：步骤三中的混合物与其他原料进行混合；
步骤五：步骤四中的混合物加入到双螺杆挤出机中挤出造粒；
步骤六：将步骤五中的颗粒进行熔融纺丝，得到纤维。
所述步骤五中：
双螺杆中段的玻纤加入口加入，经熔融共混挤出、水冷、风干、切粒；
其中，双螺杆挤出机的温度设置为：一区：200℃；二区：220℃；三区：220～220℃；四区：
240℃；五区：250℃；六区：250℃；七区：250℃；八区：260℃；机头温度：250℃；螺杆转速控制
在200～400r/min。
所述步骤一中干燥温度为120℃，干燥时间12h。
对比例一：
一种PET/PBT共混改性纤维，
包括下述重量份：
PBT： 50份
PET ：100份
成核促进剂 ：0.3份
亲水改性剂：0.6份。
所述亲水改性剂为1-甲氧基-2-(环氧基甲氧基)苯。
所述成核促进剂为纳米碳酸钙。
制备方法为：
步骤一：将PET和PBT进行干燥；
步骤二：将亲水改性剂与骤一中的干燥物料进行混合；
步骤三：步骤二中的混合物与其他原料进行混合；
步骤四：步骤三中的混合物加入到双螺杆挤出机中挤出造粒；
步骤四：将步骤三中的颗粒进行熔融纺丝，得到纤维。
所述步骤四中：
双螺杆中段的玻纤加入口加入，经熔融共混挤出、水冷、风干、切粒；
其中，双螺杆挤出机的温度设置为：一区：200℃；二区：220℃；三区：220～220℃；四区：
240℃；五区：250℃；六区：250℃；七区：250℃；八区：260℃；机头温度：250℃；螺杆转速控制
在200～400r/min。
所述步骤一中干燥温度为120℃，干燥时间12h。
对比例二：
一种PET/PBT共混改性纤维，
包括下述重量份：
PBT： 50份
PET ：100份
成核促进剂 ：0.3份
亲水改性剂：0.6份。
所述亲水改性剂为N-(3-三乙氧基硅基丙基)-4-羟基丁酰胺。
所述成核促进剂为纳米碳酸钙。
制备方法为：
步骤一：将PET和PBT进行干燥；
步骤二：将亲水改性剂与骤一中的干燥物料进行混合；
步骤三：步骤二中的混合物与其他原料进行混合；
步骤四：步骤三中的混合物加入到双螺杆挤出机中挤出造粒；
步骤四：将步骤三中的颗粒进行熔融纺丝，得到纤维。
所述步骤五中：
双螺杆中段的玻纤加入口加入，经熔融共混挤出、水冷、风干、切粒；
其中，双螺杆挤出机的温度设置为：一区：200℃；二区：220℃；三区：220～220℃；四区：
240℃；五区：250℃；六区：250℃；七区：250℃；八区：260℃；机头温度：250℃；螺杆转速控制
在200～400r/min。
所述步骤一中干燥温度为120℃，干燥时间12h。
对比例三：
一种PET/PBT共混改性纤维，
包括下述重量份：
PBT： 50份
PET ：100份
成核促进剂 ：0.3份
所述成核促进剂为纳米碳酸钙。
制备方法为：
步骤一：将PET和PBT进行干燥；
步骤二：将PET和PBT进行混合；
步骤三：步骤二中的混合物加入到双螺杆挤出机中挤出造粒；
步骤四：将步骤三中的颗粒进行熔融纺丝，得到纤维。
所述步骤三中：
双螺杆中段的玻纤加入口加入，经熔融共混挤出、水冷、风干、切粒；
其中，双螺杆挤出机的温度设置为：一区：200℃；二区：220℃；三区：220～220℃；四区：
240℃；五区：250℃；六区：250℃；七区：250℃；八区：260℃；机头温度：250℃；螺杆转速控制
在200～400r/min。
所述步骤一中干燥温度为120℃，干燥时间12h。
对实施例一和对比例一中的粒子进行热氧稳定性测试以及纤维通过水性染料进行染色，检测色牢度。
水性染料选用新乡市隆顺化工有限公司的水性蓝水溶染料。
表1 热氧稳定性测试结果
熔融指数/ g/10min 黄色指数
实施例一 9.3 4.2
对比例一 10.5 6.2
对比例二 11.3 7.6
对比例三 12.6 8.4
表2 色牢度检测
水洗色牢度 日晒色牢度
实施例一 4级 6级
对比例一 3级 3级
对比例二 3级 2级
对比例三 1级 1级
通过表1中可以看出，本发明的实施例一具有较低的熔融指数和黄色指数。
熔融指数是一种表示塑胶材料加工时的流动性的数值。它是美国量测标准协会(ASTM)根据美国杜邦公司惯用的鉴定塑料特性的方法制定而成，其测试方法是先让塑料粒在一定时间（10分钟）内、一定温度及压力（各种材料标准不同）下，融化成塑料流体，然后通过一直径为2.095mm圆管所流出的克（g）数。其值越大，表示该塑胶材料的加工流动性越佳，反之则越差。
色指数，是指高分子材料偏离白色的程度，或发黄的程度。黄色指数可用来控制某些产品质量或老化程度。黄色指数越高，说明老化程度越高。
在对比例一和对比例二中可以看出，通过单一添加N-(3-三乙氧基硅基丙基)-4-羟基丁酰胺并不能有效提升抗氧化性能，而通过添加1-甲氧基-2-(环氧基甲氧基)苯能够有效提升氧化性能，并且在4-甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)四氢吡喃的作用下可以显著提升抗氧化性能。
在表2中可以看出，在实施例一中，不管是水洗色牢度合适日晒色牢度，本发明的技术方案均有显著提升，而在对比例一和对比例二中，通过单独添加N-(3-三乙氧基硅基丙基)-4-羟基丁酰胺和1-甲氧基-2-(环氧基甲氧基)苯均能够部分提升色牢度，但是在复配使用后，色牢度大幅度提升。
在本发明中，以PBT和PET为主体，进行共混来制备共混材料，通过添加亲水改性剂，来增加共混材料表面的亲水基团，使得在使用水性染料的染色过程中，能够提高水性染料的色牢度。在水性染料的选择上，选用N-(3-三乙氧基硅基丙基)-4-羟基丁酰胺和1-甲氧基-2-(环氧基甲氧基)苯的混合物，首相这两种物质其相容性较好，能够与PBT和PET在混合过程中均匀分散，共混过程中能够与PBT和PET发生反应，使得共混高分子具有亲水基团，另外1-甲氧基-2-(环氧基甲氧基)苯的加入还具有一定的提高抗氧性的效果。
并且，通过4-甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)四氢吡喃的加入助于提高共混材料的稳定性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种PET/PBT共混改性纤维，其特征在于：
包括下述重量份：
PBT： 50份
PET ：100份
4-甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)四氢吡喃：0.2份
成核促进剂 ：0.3份
亲水改性剂：0.6份；
所述亲水改性剂为质量比为5:1的N-(3-三乙氧基硅基丙基)-4-羟基丁酰胺和1-甲氧基-2-(环氧基甲氧基)苯的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种PET/PBT共混改性纤维，其特征在于：
所述成核促进剂为纳米碳酸钙。
3.根据权利要求1所述的一种PET/PBT共混改性纤维，其特征在于：
制备方法为：
步骤一：将PET和PBT进行干燥；
步骤二：将亲水改性剂与4-甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)四氢吡喃进行混合；
步骤三：将步骤一中的干燥物料与步骤二中的混合物进行混合；
步骤四：步骤三中的混合物与其他原料进行混合；
步骤五：步骤四中的混合物加入到双螺杆挤出机中挤出造粒；
步骤六：将步骤五中的颗粒进行熔融纺丝，得到纤维。
4.根据权利要求3所述的一种PET/PBT共混改性纤维，其特征在于：
所述步骤五中：
经双螺杆挤出机熔融共混挤出、水冷、风干、切粒；
其中，双螺杆挤出机的温度设置为：一区：200℃；二区：220℃；三区：220～220℃；四区：240℃；五区：250℃；六区：250℃；七区：250℃；八区：260℃；机头温度：250℃；螺杆转速控制在200～400r/min。
5.根据权利要求4所述的一种PET/PBT共混改性纤维，其特征在于：
所述步骤一中干燥温度为120℃，干燥时间12h。
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