[發明專利]一種低成本生物基復合纖維及制備方法和用途

在審

• 申請號: 202210286523.1
• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN114574994A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 劉伯林;金劍;姜鋒
• 申請（專利權）人: 中國紡織科學研究院有限公司
• 主分類號: D01F8/12
• 分類號: D01F8/12;D01D5/34
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 盧雪梅

1.一種低成本生物基復合纖維，其特征在于，復合纖維包括芯層和包覆在芯層外的皮層，所述芯層的材料為尼龍56，所述皮層的材料為尼龍66。

2.根據權利要求1所述的低成本生物基復合纖維，其特征在于，所述復合纖維的橫截面中，所述芯層的橫截面積與所述皮層的橫截面積的比值為(20～80)∶(20～80)；

優選的，芯層的橫截面積與所述皮層的橫截面積的比值為(30～60)∶(40～70)；

優選的，芯層的橫截面積與所述皮層的橫截面積的比值為(50～60)∶(40～50)；

優選的，所述芯層與所述皮層為同心型結構；更優選同心圓型實心結構。

3.根據權利要求1或2所述的低成本生物基復合纖維，其特征在于，復合纖維的拉伸強度為3.5CN/dtex～5.0CN/dtex，所述復合纖維的斷裂伸長率為20％～35％，初始模量為:40-50cN.dtex-1。

4.一種如權利要求1-3任意一項所述的低成本生物基復合纖維的制備方法，其特征在于，包括：

分別制備尼龍66切片和尼龍56切片；

將尼龍66切片和尼龍56切片進行熔融擠出復合紡絲，使尼龍56形成芯層，尼龍66形成皮層，得到低成本生物基復合纖維。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述尼龍56切片的制備方法包括：

(1)將生物基1，5戊二胺和己二酸配成尼龍鹽水溶液，所述尼龍鹽水溶液中尼龍鹽的質量分數為30-50％；加入抗氧劑，進行攪拌，升溫到140-150℃，進行濃縮，濃縮后的尼龍鹽水溶液中，尼龍鹽的質量分數為85-88％；

(2)將濃縮后的尼龍鹽水溶液升溫至230-240℃，加壓至2.5-3.0MPa，反應40-60分鐘，脫出大部分水分，得到預聚物，壓力降至正常；

(3)將所得預聚物升溫至270-280℃，抽真空使真空度保持在30-60Pa，進行縮聚反應，特性粘數達到2.4～2.5時，解除真空，充氮氣，鑄帶，切粒，真空干燥，得到尼龍56切片；

優選的，將生物基1，5戊二胺和己二酸配成尼龍鹽水溶液時，1，5戊二胺和己二酸的摩爾比為1：1；

優選的，所述尼龍鹽水溶液的pH值調節至9-10，溫度控制在40-50℃，優選40-45℃。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，真空干燥的條件包括：溫度為105℃～115℃，真空度為35-70Pa，干燥時間為12-16h，含水率小于50PPm；

優選的，所述抗氧劑包括抗氧劑1098，所述抗氧劑的質量濃度為20-50PPM，優選30-40PPM。

7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述尼龍66切片的制備方法包括：

(1)稱量原料尼龍66，放入高速攪拌機中，加入消光劑，所述消光劑的加入量為尼龍66質量的0.2-0.4％，

(2)將(1)中混合好的物料置于雙螺桿擠出機中，熔融擠出造粒，擠出物料經冷卻、風干、切粒、真空干燥，即得半消光的尼龍66切片。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述的雙螺桿擠出機的溫度設定范圍為255～270℃，螺桿轉速為450～550rpm，雙螺桿擠出機的各區的溫度為：一區溫度：255～260℃，二區溫度：260～265℃，三區溫度：265～270℃，四區溫度：270～275℃，五區溫度：275～270℃，六區溫度：270～265℃，七區溫度：265～270℃；

優選的，進行真空干燥的溫度為95℃～105℃，時間為16h～24h；

優選的，所述的消光劑為二氧化鈦，純度99.0-99.9％，類型為銳鈦型，粒度150-300納米；

優選的，作為原料的尼龍66的相對粘度為2.40-2.50，優選2.40-2.45。