[發明專利]一種凹凸棒土改性聚酯工業絲的制備方法

有效

• 申請號: 201010100158.8
• 申請日: 2010-01-25
• 公開（公告）號: CN101831726A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 尹翠玉;肖長發;安樹林;金劍
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: D01F6/92
• 分類號: D01F6/92;D01D1/00;D01D5/088;D01D5/098
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 張國榮

技術領域

本發明涉及聚酯纖維生產技術，具體為一種凹凸棒土改性聚酯工業絲的制備方法。

背景技術

凹凸棒土(也稱凹凸棒石粘土、凹凸棒、凹土，attapulgite，ATP)是一種具有纖維狀或鏈狀結構的水合鎂鋁硅酸鹽(Mg₅Si₈O₂₀(HO)₂(OH₂)₄·4H₂O)。其每個單元層相互間通過氧連接成孔道式的晶體結構，形成纖維狀單晶，宏觀上多呈平直的針狀、棒狀或纖維狀，直徑為10～25nm，長度為100～1000nm。凹凸棒土是具有納米通道結構的天然納米結構礦物材料，具有比表面積大和表面活性、多孔性和吸附能力強、離子交換性等表面和界面性質，吸率水≥150％，吸油率≥80％。將凹凸棒土納米粒子用于高分子材料的改性，可使材料的強度、韌性、耐磨、耐熱、吸附及成型加工特性得到不同程度地提高，機械性能優良、價格低廉，具有廣闊的應用前景。

目前，已有將凹凸棒土用于聚酯(聚對苯二甲酸乙二酯，PET)工程塑料改性的報道，例如，王海洋等進行了用于改性工程塑料的納米凹凸棒母料及PET/納米凹凸棒母料復合材料的研究(參見王海洋等，PET/納米凹凸棒母料復合材料性能與結構研究，工程塑料應用，第36卷第1期，2008；中國專利文獻CN200610118680.2號，用于改性工程塑料的納米凹凸棒粘土組合物)，納米凹凸棒母料的加入較大程度地提高了PET/納米凹凸棒母料復合材料的缺口沖擊強度，而對拉伸強度影響不大；同時提高了復合材料的結晶度。另外，許多公司(如江蘇玖川粘土科技發展有限公司、武漢遠城獅子山化工涂料廠、上海杰韋弗JWFU實業有限公司等已工業化生產凹凸棒土納米復合功能母粒JC-M200，它是以茂金屬、聚烯烴及基體樹脂為載體，與一定量的提純超細化凹凸棒土復合制成的，可應用于各種橡塑材料，不同程度地提高樹脂的強度、韌性、耐磨、耐熱及成型加工特性。

凹凸棒土用于聚酯纖維改性的研究也已有報道，例如，陳大俊等發明了一種聚對苯二甲酸乙二醇酯/凹凸棒土納米復合纖維，該纖維包括聚對苯二甲酸乙二醇酯和分散均勻的凹凸棒土，其凹凸棒土在纖維中呈納米尺寸分布，凹凸棒土在纖維中的質量百分比為0.01％～10％，可提高PET納米復合纖維的斷裂強度等力學性能，還可大幅度降低PET纖維結晶所需時間(參見CN200710044317.5PET/凹凸棒土納米復合纖維)。由于該纖維使用普通的聚酯切片干燥、紡絲和牽伸工藝生產，纖維的強度和模量仍較低、伸長仍較大(纖維斷裂強度為2.9～3.5cN/dtex、斷裂伸長28～38％、楊氏模量3.0～3.9×10³g/dtex)，不能滿足用戶對聚酯工業絲的產品要求。目前，采用母粒注射法制備凹凸棒土改性聚酯工業絲的文獻還未見報道。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是，提供一種凹凸棒土改性聚酯工業絲的制備方法。該制備方法采用固相聚合和母粒注射法混合，工藝簡單，技術成熟可靠，利用已有的聚酯工業絲設備即可進行凹凸棒土改性聚酯工業絲的生產，無需增加新設備，具有生產成本低而產品附加值高的特點；本發明制備方法制得的聚酯工業絲性能大幅提高。

本發明解決所述制備方法技術問題的技術方案是：設計一種凹凸棒土改性聚酯工業絲的制備方法，該制備方法包括以下工藝步驟：

采用母粒注射法將凹凸棒母粒經計量混合與聚酯切片共混后，經預結晶和固相聚合反應，制得高黏度凹凸棒母粒與聚酯的共混切片，再依次經螺桿擠壓熔融、紡絲、拉伸及卷繞，制得凹凸棒土改性聚酯工業絲；

或者先把聚酯切片經預結晶和固相聚合反應，制得高黏度聚酯切片，再采用母粒注射法將凹凸棒母粒經計量混合與高黏度聚酯切片共混，然后經螺桿擠壓熔融、紡絲、拉伸及卷繞，制得凹凸棒土改性聚酯工業絲；