[发明专利]一种抗芯吸型超低收缩涤纶工业丝及其制造方法

权利要求书

1.一种抗芯吸型超低收缩涤纶工业丝，其特征是：所述抗芯吸型超低收缩涤纶工业丝由改性聚酯的增粘切片纺丝及抗芯吸处理制得，其表面吸附有全氟烷基(甲基)丙烯酸酯、非氟化烷基(甲基)丙烯酸酯和含抗紫外基团的三元嵌段共聚物；所述改性聚酯由聚酯与氨基脂肪酸乙二醇酯构成，所述氨基脂肪酸乙二醇酯分散在所述聚酯的分子链间，且所述氨基脂肪酸乙二醇酯与所述聚酯的分子链间有氢键作用，使所述氨基脂肪酸乙二醇酯与所述聚酯的分子链的相对位置固定；所述改性聚酯在温度为70～80℃条件下，聚酯内部分子链间的自由体积空间增大10～15v/v％；

所述氨基脂肪酸乙二醇酯的分子结构式为：

H₂N(CH2)nCOOCH₂CH₂OOC(CH₂)n NH₂；

其中，n＝10～50；

所述全氟烷基(甲基)丙烯酸酯、非氟化烷基(甲基)丙烯酸酯和含抗紫外基团的三元嵌段共聚物的结构式为：

其中，2≤m≤8，k≥8，p≥16，x＝10～20，y＝5～10，z＝3～10，R’为邻羟基二苯甲酮、水杨酸酯和邻羟基苯并三唑的抗紫外基团。

所述抗芯吸型超低收缩涤纶工业丝在177℃、0.05cN/dtex的测试条件下的干热收缩率为1.8±0.5％，芯吸高度￡0.6mm。

2.根据权利要求1所述的一种抗芯吸型超低收缩涤纶工业丝，其特征在于，所述抗芯吸型超低收缩涤纶工业丝的物性指标：线密度偏差率±1.5％，断裂强度36.9cN/dtex，断裂强度CV值￡3.0％，断裂伸长率为22.5±1.1％，断裂伸长CV值￡8.0％。

3.根据权利要求1所述的一种抗芯吸型超低收缩涤纶工业丝，其特征在于，所述氨基脂肪酸乙二醇酯占所述改性聚酯的重量百分比为0.5～2.5％，所述全氟烷基(甲基)丙烯酸酯、非氟化烷基(甲基)丙烯酸酯和含抗紫外基团的三元嵌段共聚物的吸附量占所述抗芯吸型超低收缩涤纶工业丝的0.3～2wt％。

4.如权利要求1～3中任一项所述的一种抗芯吸型超低收缩涤纶工业丝的制备方法，其特征是：由改性聚酯的高粘切片经计量、挤出、冷却、低温空气等离子体处理、上油、上抗芯吸剂、 拉伸、热定型、卷绕和暖房处理步骤，制得抗芯吸型超低收缩涤纶工业丝；

所述挤出的温度为290～320℃；

所述冷却的风温为20～25℃；

所述低温空气等离子体处理：喷嘴与纤维束之间的距离为5～8mm；工作压力为0.5～0.7bar；

所述上油的上油率为0.4～0.6wt％；

所述抗芯剂上油的上油率为0.4～0.5wt％；

热定型温度80～150℃；

所述卷绕的速度为3000～3400m/min；

所述暖房处理是指在温度70～80℃的条件下放置20～30h；

所述抗芯吸剂的有效成分为平滑剂、乳化剂、抗静电剂和交联剂，以及全氟烷基(甲基)丙烯酸酯、非氟化烷基(甲基)丙烯酸酯和含抗紫外基团的三元嵌段共聚物，所述抗芯吸剂质量份数分别为：

所述抗芯吸剂的效成分用水稀释至10～15wt％，用于抗芯吸剂上油；

全氟烷基(甲基)丙烯酸酯、非氟化烷基(甲基)丙烯酸酯和含抗紫外基团的三元嵌段共聚物的合成步骤为：

(1)溴化封端的聚全氟烷基(甲基)丙烯酸酯大分子引发剂的制备：

在氮气保护下的容器中，依次加入催化剂CuBr或CuCl、单体全氟烷基(甲基)丙烯酸酯、溶剂甲苯、配位剂五甲基二乙基三胺、引发剂2-溴丙酸乙酯，其中引发剂:催化剂:配位剂:单体的摩尔比为1:1:2:120，升温至65～75℃，恒温反应6h；反应结束后用四氢呋喃溶解，经氧化铝过柱分离铜盐，滤液用无水乙醇沉淀得聚合物，聚合物经温度为40℃的真空干燥器干燥至恒重，得到溴化封端的聚全氟烷基(甲基)丙烯酸酯大分子引发剂；

(2)溴化封端的聚全氟烷基(甲基)丙烯酸酯-聚非氟化烷基(甲基)丙烯酸酯大分子引发剂的制备：

在氮气保护下，将溴化封端的聚全氟烷基(甲基)丙烯酸酯大分子引发剂置于反应器中，加入催化剂CuBr或CuCl、溶剂甲苯，在40℃以下待溴化封端的全氟烷基(甲基)丙烯 酸酯大分子引发剂完全溶解，加入非氟化烷基(甲基)丙烯酸酯和配位剂五甲基二乙基三胺，在75～85℃恒温反应24h以上，其中大分子引发剂:催化剂:配位剂:单体的摩尔比为1:1:2:10～60；反应结束后加入四氢呋喃溶解，经氧化铝过柱分离铜盐，滤液用无水乙醇沉淀得聚合物，聚合物经温度为40℃的真空干燥器干燥至恒重，得到溴化封端的聚全氟烷基(甲基)丙烯酸酯—聚非氟化烷基(甲基)丙烯酸酯大分子引发剂；

(3)氟化三嵌段共聚物的制备：

在氮气保护下，将溴化封端的聚全氟烷基(甲基)丙烯酸酯—聚非氟化烷基(甲基)丙烯酸酯大分子引发剂加入到反应器中，先加入催化剂CuBr或CuCl，然后依次加入配位剂五甲基二乙基三胺和溶剂三氟甲苯，在40℃下大分子引发剂完全溶解后，最后加入含抗紫外基团的烯烃单体，在105～115℃中恒温反应10h以上，其中大分子引发剂:催化剂:配位剂:单体的摩尔比为1:1:2:10～20；反应结束后加入四氢呋喃溶解，经氧化铝过柱分离铜盐，用乙醇沉淀得聚合物，聚合物经40℃的真空干燥器干燥至恒重，得到氟化三嵌段共聚物；所述改性聚酯的高粘切片制备步骤如下：

(1)氨基脂肪酸乙二醇酯的制备：

1)将二元脂肪酸与甲醇以1:1.5摩尔比的量加入反应器中，在浓硫酸的催化下，加热到80～110℃，回流酯化，冷却，分离提纯得到二元脂肪酸单甲酯；所述二元脂肪酸为十二烷二羧酸到五十二烷二羧酸中的一种；

2)将所述二元脂肪酸单甲酯、四乙酸铅和溴化锂按摩尔比1:1:1溶在苯中，其中二元脂肪酸单甲酯的浓度为0.05～0.1mol/L，在氮气氛围下，在80～90℃反应，回流，当不再有气体产生时，加入一定量的稀硫酸反应2～3小时，然后洗涤、提纯及干燥，得到产物溴代脂肪酸；

3)将溴代脂肪酸与15～25wt％的氨水按摩尔比1:2加入到反应器中，搅拌，在室温下反应，再将反应产物加热蒸馏，且用冷水吸收氨气，加热蒸馏的温度不超过70℃，直至无气泡产生，即停止蒸馏，然后进行冷却和抽滤，滤饼用去离子水洗至无溴离子为止，将产品真空干燥得到产物氨基脂肪酸；

4)将乙二醇和氨基脂肪酸按摩尔比为1.1:2搅拌均匀，并按氨基脂肪酸重量的1～3％加入浓度为40～50wt％的硫酸，进行酯化反应，酯化反应温度为160～220℃，酯化水馏出量达到理论值的90％以上为酯化反应终点；反应产物经分离提纯得到氨基脂肪酸乙二醇酯；(2)改性聚酯的制备，包括酯化反应和缩聚反应：

所述酯化反应：

采用对苯二甲酸和乙二醇作为原料，配成均匀浆料后进行酯化反应，得到酯化产物；酯 化反应在氮气氛围中加压，压力控制在常压～0.3MPa，温度在250～260℃，酯化水馏出量达到理论值的90％以上为酯化反应终点；

所述缩聚反应：

包括缩聚反应低真空阶段和缩聚反应高真空阶段：

所述缩聚反应低真空阶段，在酯化产物中加入催化剂和稳定剂，在负压的条件下开始缩聚反应，该阶段压力由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下，温度控制在260～270℃，反应时间为30～50分钟；

在所述缩聚反应低真空阶段结束后加入氨基脂肪酸乙二醇酯，并搅拌；

所述缩聚反应高真空阶段，经所述缩聚反应低真空阶段后，继续抽真空，使反应压力降至绝对压力小于100Pa，反应温度控制在275～280℃，反应时间50～90分钟；

制得改性聚酯；

(3)将改性聚酯固相增粘，制成改性聚酯的高粘切片，特性粘度为0.95～0.98dL/g。