连续聚合熔体直纺低熔点聚酯复合纤维的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种改性共聚酯复合纤维的制备方法，特别是一种连续聚合熔体直纺 低熔点聚酯复合纤维的制备方法。
【背景技术】
[0002] 低熔点聚酯复合纤维是一种广泛应用于非织造布领域的热粘合纤维。在非织造布 中使用低熔点聚酯复合纤维，由于没有使用化学粘合剂，可以减少污染、降低成本，同时还 可保持非织造布固有的网状结构，充分地发挥主体纤维的物理化学性能，使生产的非织造 布比针刺法的非织造布更加牢固。而且相比聚烯烃和聚酰胺热粘合纤维，低熔点聚酯复合 纤维作为热粘合纤维在手感、价格以及耐水洗、砂洗和蒸汽压烫等方面都具有更多的优势， 因此有着更为广阔的应用和发展前景。
[0003] 低熔点聚酯是通过在聚酯合成过程中引入含有柔性基团和/或位阻基团的单体 共聚而成的改性共聚酯。由于柔性基团和/或位阻基团的引入破坏了聚酯分子链的规整性 及对称性，因而降低聚酯的熔点，从而获得了低熔点聚酯。聚醚是制备低熔点聚酯常用的含 柔性基团的改性剂。由于聚醚的热稳定性差，在聚合过程中聚醚组分的热降解副反应的发 生会导致低熔点聚酯色相和可纺性劣化。此外，目前，低熔点聚酯复合纤维的生产方式主要 采用切片纺。但是由于低熔点聚酯熔点低、结晶性能差，导致低熔点聚酯切片在干燥过程中 容易出现粘连结块，因此在低熔点聚酯复合纤维切片纺生产过程中低熔点聚酯切片的干燥 环节成为了进一步提高生产效率、降低生产成本的瓶颈。
[0004] 专利ZL200810163542. 5公开了一种皮芯型低熔点聚酯短纤维的生产方法，其皮 层为通过熔体直纺得到的低熔点聚酯熔体，芯层为通过常规PET切片纺工艺得到的常规 PET聚酯熔体，两种熔体通过各自计量栗计量后进入复合喷丝组件，从复合组件的喷丝板中 喷出的熔体，经冷却、卷绕、集束、牵伸、定型、切断和打包，可得皮芯型低熔点聚酯短纤维。 该低熔点聚酯熔体的制备由于采用传统的间歇式聚合方法，因此具有间歇聚合反应同一反 应釜内的差异、间歇聚合釜与釜之间的差异；从而造成产品的质量每批次间不能保持一致， 其每批次的粘数不一致以及端羧基含量的增加和色相b值增加。
[0005] 专利申请201410226546. 9涉及一种聚酯长丝，尤其是一种主要应用于无纺布如 地毯、装饰品、无胶棉、热压成型等领域的一种低熔点皮芯结构的聚酯长丝；由皮层和芯层 两层结构组成，且聚酯长丝纤维的横截面为圆形等。该申请未采用熔体直纺的方式，生产效 率低、成本高、产品质量难以保证。
[0006] 为了克服现有技术中的缺陷，特提出本发明。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种连续聚合熔体直纺低熔点聚 酯复合纤维的制备方法。
[0008] 为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：
[0009] 本发明涉及一种连续聚合熔体直纺低熔点聚酯复合纤维的制备方法，包括以下的 步骤：
[0010] (1)将二元酸和二元醇按比例配制成浆料；
[0011] (2)将步骤（1)中制备得到浆料连续加入到酯化系统内进行酯化反应，得到二元 酸二元醇酯的低聚物；
[0012] (3)将步骤（2)制备得到的低聚物与在线添加的聚醚混合均匀，然后进入均质釜 进行酯交换反应，得到均化物；
[0013] (4)步骤（3)制备得到的均化物进入预缩聚系统进行预缩聚反应，得到低熔点聚 酯的预聚物；
[0014] (5)将步骤（4)制备得到的预聚物与在线添加的扩链剂混合均匀，然后进入终缩 聚系统进行终缩聚反应，得到低熔点聚酯熔体；
[0015] (6)步骤（5)制备得到的低熔点聚酯与常规聚酯熔体通过各自计量栗计量后进入 复合纺丝组件，在复合纺丝组件中复合后经喷丝板中喷出的熔体，再经过后续处理得到芯 层为常规聚酯、皮层为低熔点聚酯的低熔点聚酯复合纤维。
[0016] 本发明的第一优选技术方案为：二元酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、丁二酸、己 二酸、间苯二甲酸-5-磺酸钠、癸二酸、萘二甲酸中的至少一种；所述二元醇选自乙二醇、丙 二醇、丁二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇、异山梨醇中的至少一种；其 中，浆料中酸与醇的摩尔比为1 :1. 05~2 ;聚醚选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇中的至 少一种；所述聚醚的数均分子量为100~10000 ;常规聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚 对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸环己二甲醇酯或聚萘二甲酸 乙二醇酯；低熔点聚酯熔体与常规聚酯熔体的质量比为2 :8~8 :2。
[0017] 本发明的第二优选技术方案为：扩链剂选自多元醇、环状羧酸酐、磷酸酯化合物、 环氧类化合物、双环亚胺醚化合物或内酰胺化合物中的至少一种；多元醇优选季戊四醇或 丙三醇；所述环状羧酸酐优选均苯四甲酸酐或偏苯三酸酐；磷酸酯化合物优选亚磷酸三苯 酯；双环亚胺酯优选双苯并噁嗪；环氧类化合物优选双环氧双酚A-二缩水甘油醚；双环亚 胺醚化合物优选1，4-苯基-双（2-恶唑啉）；内酰胺化合物优选对苯二甲酰双己内酰胺或 己二酰双己内酰胺。
[0018] 本发明的第三优选技术方案为：步骤（2)制备得到的低聚物与聚醚通过动态混合 器和/或静态混合器进行混合，其中动态混合器优选高剪切均化栗，静态混合器优选管式 静态混合器。
[0019] 本发明的第四优选技术方案为：均质釜为立式全混流反应釜，全混流反应釜包括 釜体2、溢流盘3、搅拌器和导流伞板4 ;釜体2的长径比为0. 5~4 ;溢流盘3的层数为1~ 5层，溢流盘直径为釜体直径的0. 9~0. 99倍，溢流盘围堰的高度为釜体直径的0. 05~0. 3 倍，溢流盘的盘面设有2~16个圆形漏孔，其直径为釜体直径的0. 002~0. 02倍；搅拌器 的搅拌轴5上设置有平行排布的2~6组轴对称或辐射对称的搅拌浆7组，各所述搅拌桨 组包括设置在同一水平面上的多个所述搅拌桨；导流伞板4为圆台形其层数为1~5层，导 流伞板的下底面直接与釜体相连，上底面直径为釜体直径的〇. 6~0. 9倍，导流伞板高度为 釜体直径的0. 05~0. 2倍；溢流盘与设置于溢流盘盘面上的搅拌桨组组成反应釜的全混流 单元。
[0020] 本发明的第五优选技术方案为：步骤（4)制备得到的预聚物与扩链剂通过动态混 合器和/或静态混合器进行混合；其中，动态混合器优选高剪切均化栗，静态混合器优选管 式静态混合器。
[0021] 本发明的第六优选技术方案为：步骤（5)制备得到的低熔点聚酯熔体的动力粘度 为 100 ~500Pa.S，熔点为 60 ~230°C。
[0022] 本发明的第七优选技术方案为：在步骤（2)中，酯化反应在一个或依次两个酯化 釜中进行，其中酯化反应温度为200~275°C、酯化反应压力为100~400kPa;当酯化系统 包括两个酯化釜时，第一酯化釜的反应温度为200~270°C、反应压力为100~400kPa，第 二酯化釜的反应温度为200~275°C、反应压力为100~200kPa;在步骤（3)中，酯交换反 应温度为200~270°C、酯交换反应压力为100~300kPa。
[0023] 本发明的第八优选技术方案为：预缩聚反应和终缩聚反应依次在两个或两个以上 的缩聚釜中进行，其中预缩聚反应温度为200~290°C，预缩聚反应压力为1~20kPa，当 预缩聚反应包括两个预缩聚爸时，第一预缩聚爸的条件为反应温度200~280°C，反应压力 5~20kPa;第二预缩聚釜的条件为反应温度210~290°C、反应压力1~5kPa;终缩聚反应 温度为220~300°C，终缩聚反应压力为0? 1~lkPa。
[0024] 本发明的第九优选技术方案为：在步骤（6)中，常规聚酯熔体通过常规聚酯终缩 聚釜或常规聚酯切片螺杆挤出机在线添加。
[0025] 本发明的第十优选技术方案为：低熔点聚酯复合纤维为长丝或短丝；其中，长丝 的制备方法为：使得到芯层为常规聚酯、皮层为低熔点聚酯的低熔点聚酯复合纤维进入第 一导丝辊和第二导丝辊，在第一导丝辊和第二导丝辊之间进行牵伸后，进行卷装，得到低熔 点聚酯复合全拉伸丝FDY，第一导丝辊的温度为50~100°C、转速为800~2000m/min，第二 导丝辊的温度为60~180°C、转速为3200~5200m/min，在卷装过程中，卷绕速度为3150~ 5150m/min;短丝的制备方法为：将得到的芯层为常规聚酯、皮层为低熔点聚酯的低熔点聚 酯复合纤维初生丝，在40~80°C进行一级牵伸，牵伸倍数2~4倍，50~120°C进行二级牵 伸，牵伸倍数1. 1~2倍，之后将纤维进行卷曲，然后在55~160°C进行热定型10~20分 钟，切短后得到短丝。
[0026] 本发明的第十一优选技术方案为：皮层低熔点聚酯的纺丝温度为150~290°C，芯 层常规聚酯的纺丝温度为230~320°C，复合组件的温度为230~320°C。
[0027] 下面对本发明的内容做进一步的解释和说明。
[0028] 本发明公开了一种连续聚合熔体直纺低熔点聚酯复合纤维的制备方法，主要包括 以下步骤：二元酸酸和二元醇配制成的浆料连续加入到酯化系统内进行酯化反应，得到二 元酸酸二元醇酯低聚物；所得的低聚物与添加的聚醚混合均匀后进入均质釜进行酯交换反 应，得到均化物；所得均化物进入预缩聚反应系统进行预缩聚反应，得到预聚物；所得预聚 物与扩链剂混合均匀后进入终缩聚系统进行终缩聚反应，得到低熔点聚酯熔体，所得低熔 点聚酯熔体与常规聚酯熔体通过各自计量栗计量后进入复合纺丝组件，在复合纺丝组件中 复合后经喷丝板中喷出的熔体，再经过后续处理得到芯层为常规聚酯、皮层为低熔点聚酯 的低熔点聚酯复合纤维。本发明采用连续聚合熔体直纺的方法制备低熔点聚酯复合纤维， 免去了低熔点聚酯的干燥工序，提高了低熔点聚酯复合纤维的生产效率，降低了生产成本， 保证了产品质量的稳定性，可以实现大规模工业化生产。