一种高强度的低熔点复合纤维的制备工艺的制作方法
本发明属于纤维加工，具体涉及一种高强度的低熔点复合纤维的制备工艺。
背景技术：
1、低熔点纤维是一种相比于常规纤维具有更低熔点的纤维，可以在更低温度下熔融，并具有较强的黏结性能，相比于其他种类的胶黏剂，其具有黏结快、性能稳定、力学性能好、弹性好、无毒、无污染、能耗低等优良性能。以低熔点纤维作为原料，经混合梳理垂直铺网后采用热风熔黏加工可形成多空隙立体结构，呈现出类似海绵的回弹及抗压性，商品名称为直立棉，具有良好的透气透水性，同时蓬松度、抗老化、产品安全环保性能及生产清洁等性能也全面提升，在家纺、汽车内饰、内衣、体育用品及医用卫生等领域应用广泛。
2、低熔点纤维依据组分数可分为单组分、双组分和多组分。单组分低熔点纤维包括聚烯烃、共聚酰胺、共聚酯等，虽然单组分低熔点纤维制备容易，黏结强度高，性能稳定，但是在热熔黏结时存在易树脂化的问题，失去纤维的形态，对性能和手感有较大的影响，在应用上有一定的局限性。双组分低熔点纤维，采用低熔点组分和常规组分结合的形式，如皮芯复合结构，皮层为低熔点组分，起到黏结的作用，芯层熔点高，力学性能好，保持纤维形态。保持纤维形态。双组分的结合提高了纤维的强度等性能，解决了低熔点纤维在热熔黏结时易发生树脂化的问题，但是制备工艺复杂，价格昂贵。因此，开发出一种力学性能好、粘结强度高且成本经济的低熔点复合纤维的制备工艺是目前急需解决的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种高强度的低熔点复合纤维的制备工艺，以解决所制备得到的低熔点复合纤维强度较低的技术问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种高强度的低熔点复合纤维的制备工艺，包括以下步骤：
4、s1、酯化反应
5、按重量份将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、己二酸和催化剂进行酯化反应，当馏分达到理论出水量为90％-95％时，结束酯化反应，得到酯化产物；
6、s2、缩聚反应
7、加入稳定剂，经过缩聚反应，经铸带、冷却、切粒，得到低熔点聚酯切片；
8、s3、纺丝
9、前纺采用皮芯复合纺丝工艺，将上述低熔点聚酯切片为皮层，以聚对苯二甲酸乙二醇酯为芯层；后纺采用牵伸-水洗工艺，经卷曲、切断和干燥获得高强度的低熔点复合纤维。
10、优选的，对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、己二酸、催化剂和稳定剂的用量重量份比为165-170份：98-102份：145-148份：152-157份：0.12-0.16份：0.13-0.15份。
11、优选的，所述催化剂通过如下步骤制备：
12、将蒙脱土加入去离子水中，超声分散，加入水合草酸铌，搅拌，调节ph，离心过滤，洗涤、煅烧、研磨后得到催化剂。
13、优选的，蒙脱土、去离子水和水合草酸铌的用量比为0.3-0.35g：100ml：2.4-2.5g。
14、优选的，调节ph为6.8-7.2。
15、优选的，酯化反应中酯化温度为190-220℃，压力小于0.03mpa。
16、优选的，所述稳定剂为磷酸三甲酯。
17、优选的，缩聚反应为依次经过预缩聚反应、终缩聚反应。
18、优选的，预缩聚反应中真空度为0-100kpa，温度为200-240℃，预缩聚时间为1-1.5h。
19、优选的，终缩聚反应中真空度为0-50kpa，温度为240-260℃，缩聚时间为1-2h。
20、本发明的有益效果：
21、本发明采用酯化法合成的低熔点聚酯作为皮层，以对苯二甲酸乙二醇酯(pet)作为芯层，经过牵伸-水洗工艺，最后卷曲、切断和干燥获得高强度的低熔点复合纤维。本发明得到的双组分皮芯结构复合纤维的熔点低，具有良好的力学相容性，还可以实现同步拉伸取向，使得复合纤维具有较高的力学强度。
22、本发明通过对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸和乙二醇组分之间的相互作用，以降低聚酯的熔点。间苯二甲酸的加入可以破坏聚对苯二甲酸乙二醇酯分子链的规整性，使结晶的完善性降低，从而降低了聚酯的分子间作用力，获得低熔点的对苯二甲酸乙二醇酯。己二酸的加入大大增加了聚酯大分子链段的活动性，使聚酯分子在熔体中的构象大为增加，同时也破坏聚对苯二甲酸乙二醇酯的有序结构，使能够进入晶格的聚对苯二甲酸乙二醇酯链段的有序长度大为减小，结晶度降低，有利于降低聚酯的熔点。
23、本发明将自制的催化剂替代了常用的三氧化二锑催化剂，三氧化二锑在酯化反应中的催化效果较优，但是作为重金属元素，有一定的残留在聚酯产品中，且使用过程中残留物的析出，也会对环境造成一定危害，因此，本发明中将氧化铌负载在高比表面积和热稳定优良的蒙脱土上制得催化剂，铌金属本身是一种良好的“亲生物金属”，且对人体无毒无害。氧化铌具有良好的催化活性和稳定性，不易失活，将氧化铌负载在蒙脱土上可以增加催化剂比表面积，进而增强催化活性、降低成本。
技术特征：
1.一种高强度的低熔点复合纤维的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高强度的低熔点复合纤维的制备工艺，其特征在于，对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、己二酸、催化剂和稳定剂的用量重量份比为165-170份：98-102份：145-148份：152-157份：0.12-0.16份：0.13-0.15份。
3.根据权利要求1所述的一种高强度的低熔点复合纤维的制备工艺，其特征在于，所述催化剂通过如下步骤制备：
4.根据权利要求3所述的一种高强度的低熔点复合纤维的制备工艺，其特征在于，蒙脱土、去离子水和水合草酸铌的用量比为0.3-0.35g：100ml：2.4-2.5g。
5.根据权利要求3所述的一种高强度的低熔点复合纤维的制备工艺，其特征在于，调节ph为6.8-7.2。
6.根据权利要求1所述的一种高强度的低熔点复合纤维的制备工艺，其特征在于，酯化反应中酯化温度为190-220℃，压力小于0.03mpa。
7.根据权利要求1所述的一种高强度的低熔点复合纤维的制备工艺，其特征在于，所述稳定剂为磷酸三甲酯。
8.根据权利要求1所述的一种高强度的低熔点复合纤维的制备工艺，其特征在于，缩聚反应为依次经过预缩聚反应、终缩聚反应。
9.根据权利要求8所述的一种高强度的低熔点复合纤维的制备工艺，其特征在于，预缩聚反应中真空度为0-100kpa，温度为200-240℃，预缩聚时间为1-1.5h。
10.根据权利要求8所述的一种高强度的低熔点复合纤维的制备工艺，其特征在于，终缩聚反应中真空度为0-50kpa，温度为240-260℃，缩聚时间为1-2h。
技术总结
本发明公开了一种高强度的低熔点复合纤维的制备工艺，属于纤维加工技术领域。该制备工艺包括以下步骤：S1、酯化反应：按重量份将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、己二酸和催化剂进行酯化反应，当馏分达到理论出水量为90％‑95％时，结束酯化反应，得到酯化产物；S2、缩聚反应：加入稳定剂，经过缩聚反应，经铸带、冷却、切粒，得到低熔点聚酯切片；S3、纺丝：前纺采用皮芯复合纺丝工艺，将上述低熔点聚酯切片为皮层，以聚对苯二甲酸乙二醇酯为芯层；后纺采用牵伸‑水洗工艺，经卷曲、切断和干燥获得高强度的低熔点复合纤维。本发明得到的高强度的低熔点复合纤维的熔点低，且具有良好的力学性能，满足工业化生产。
技术研发人员：张丽,马晓飞,张志成,袁梦,袁冰倩
受保护的技术使用者：吉祥三宝高科新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23