一种中空三维卷曲聚苯硫醚短纤维的制备方法
阅读：410发布：2021-06-09
专利汇可以提供一种中空三维卷曲聚苯硫醚短纤维的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种中空三维卷曲聚苯硫醚短 纤维 的制备方法，采用二种组分，其熔融指数为50～150g/10min的线型聚苯硫醚，其中第一组分与第二组分的熔融指数差为10～50g/10min；在300～350℃的 温度 下 熔融纺丝 ；所用 喷丝板 的喷丝孔为二个同心圆组成的圆环，且圆环上开有二个缺口；环吹 风 筒的环吹风冷却风速为0.8～1.5m/s，环吹风筒上部的吹风 角 度为 水 平向下10～20°；纺丝速度为800～1000m/min，经2～5倍的拉伸、切断和180～220℃的高温热定型制得中空聚苯硫醚短纤维。本发明的产品具有操作性好、 力 学性能优良、中空率高等特点，尤其适合应用于耐高温防护服、 隔热 非织造布等。，下面是一种中空三维卷曲聚苯硫醚短纤维的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种中空三维卷曲聚苯硫醚短纤维的制备方法，其特征在于：采用二种组分，其熔融指数为50～150g/10min的线型聚苯硫醚，其中第一组分与第二组分的熔融指数差为
10～50g/10min；通过双螺杆复合纺丝装置，在300～350℃的温度下熔融纺丝；所用喷丝板的喷丝孔为二个同心圆组成的圆环，且圆环上开有二个缺口；环吹风筒的环吹风冷却风速为0.8～1.5m/s，环吹风筒上部的吹风角度为水平向下10～20°；纺丝速度为800～
1000m/min ,经2～5倍的拉伸、切断和180～220℃的高温热定型制得中空聚苯硫醚短纤维；所述喷丝孔的内圆环半径r为0.3～0.6mm，外圆环半径R为0.8～1.2mm，缺口间距a均为0.1～0.15mm，其中位于二个缺口一侧圆环的圆弧夹角θ为120～180°；且二个缺口另一侧的圆环靠近喷丝板中心；所述的二种组分中的一种组分通过喷丝孔二个缺口一侧的圆环挤出，另一种组分通过喷丝孔二个缺口另一侧的圆环挤出，形成内在的不对称结构；
所述的二种组分分别通过180℃、8小时的干燥后通过双螺杆复合纺丝装置进行熔融纺丝，双螺杆复合纺丝装置螺杆的各区温度设定为280～320℃，熔融后通过计量泵送入纺丝箱体。
一种中空三维卷曲聚苯硫醚短纤维的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种中空聚苯硫醚短纤维的制备方法，特别是一种中空三维卷曲聚苯硫醚短纤维的制备方法，属于高性能纤维技术领域。
背景技术
[0002] 聚苯硫醚(PPS)树脂是分子主链中带有苯硫基的热塑性树脂，由PPS树脂制成的PPS纤维是一种新型的高性能纤维，具有优良的耐热性能、耐化学性、阻燃性能及良好的力学性能、尺寸稳定性及纺织加工性。因此，PPS纤维在产业和纺织服装领域得到了广泛的应用。
[0003] 目前开发的PPS纤维，主要以普通圆形短纤维为主，如公开号CN1603477公开的是“一种线性高分子量聚苯硫醚纤维熔融纺丝、拉伸热定型方法”，该方法生产出的圆形截面短纤维，具有断裂强度高、断裂伸长低和热稳定性高等特点。公开号CN101275309公开的是一种“聚苯硫醚短纤维及其制造方法”，该发明的聚苯硫醚短纤维，拉伸强度达5.0CN/dtex以上，此类产品主要用于生产高温除尘的过滤袋，以进一步延长使用寿命。
[0004] 常规圆形截面的聚苯硫醚纤维与同规格的中空的聚苯硫醚纤维相比，其导湿性、透气性、保温性和隔热效果较差，当作为耐高温防护服、隔热非织造布时，其缺点尤为明显。
[0005] 作为一般熔融纺丝纺制中空纤维的方法，已有比较成熟的技术，如聚酯（PET）中空三维卷曲纤维，利用特殊的喷丝板设计和不对称冷却技术，可以制得单孔甚至多孔的中空三维卷曲纤维。但PPS树脂具有与PET树脂完全不同的熔融特性和加工性能，采用公知的中空三维卷曲纤维生产方法，难以得到操作性能好、力学性能优良、中空率高的PPS中空三维卷曲纤维。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供了一种中空聚苯硫醚短纤维的制备方法。本发明的产品，具有操作性好、力学性能优良、中空率高等特点，尤其适合应用于耐高温防护服、隔热非织造布等。
[0007] 为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
[0008] 一种中空三维卷曲聚苯硫醚短纤维的制备方法，采用二种组分，其熔融指数为50～150g/10min的线型聚苯硫醚（日本吴羽公司生产），其中第一组分与第二组分的熔融指数差为10～50g/10min；通过双螺杆复合纺丝装置，在300～350℃的温度下熔融纺丝；
所用喷丝板的喷丝孔为二个同心圆组成的圆环，且圆环上开有二个缺口；环吹风筒的环吹风冷却风速为0.8～1.5m/s，环吹风筒上部的吹风角度为水平向下10～20°；（此种设计改变了常规PPS纤维生产时，在喷丝板下面加装缓冷器，以避免喷丝板面温度过低；而生产三维卷曲又要求急冷形成不对称冷却，因此，本发明不适合装缓冷器，而将环吹风筒上部的吹风按水平向下10～20°吹出），纺丝速度为800～1000m/min ,经2～5倍的拉伸、切断和180～220℃的高温热定型制得中空聚苯硫醚（PPS）短纤维。
所用喷丝板的喷丝孔为二个同心圆组成的圆环，且圆环上开有二个缺口；环吹风筒的环吹风冷却风速为0.8～1.5m/s，环吹风筒上部的吹风角度为水平向下10～20°；（此种设计改变了常规PPS纤维生产时，在喷丝板下面加装缓冷器，以避免喷丝板面温度过低；而生产三维卷曲又要求急冷形成不对称冷却，因此，本发明不适合装缓冷器，而将环吹风筒上部的吹风按水平向下10～20°吹出），纺丝速度为800～1000m/min ,经2～5倍的拉伸、切断和180～220℃的高温热定型制得中空聚苯硫醚（PPS）短纤维。
[0009] 所述喷丝孔的内圆环半径r为0.3～0.6mm，外圆环半径R为0.8～1.2mm，缺口间距a均为0.1～0.15mm，其中位于二个缺口一侧圆环的圆弧夹角θ为120～180°；且二个缺口另一侧的圆环靠近喷丝板中心。
[0010] 所述的二种组分中的一种组分通过喷丝孔二个缺口一侧的圆环挤出，另一种组分通过喷丝孔二个缺口另一侧的圆环挤出，形成内在的不对称结构。
[0012] 本发明的有益效果为：本发明解决了单独采用不对称急冷并不完全适合PPS三维卷曲生产的实际，通过上述提及的显著特征和制备方法，一方面避免喷丝板面温度过低，同时又能产生不对称冷却效果。其次纤维在保持一般PPS纤维所具有的优良特性的同时，更具有保暖、隔热、质轻、蓬松等特点；而且操作性能好、力学性能优良、中空率高；在耐高温防护服、隔热非织造布等应用领域，性能优越。附图说明
[0013] 图1是本发明的喷丝板的截面示意图。
具体实施方式
[0015] 实施例1
[0016] 本实施例的一种中空三维卷曲聚苯硫醚短纤维的制备方法，采用二种组分，其中第一组分采用熔融指数为100g/10min的线型聚苯硫醚，第二组分采用熔融指数为120g/10min的线型聚苯硫醚；二种组分分别通过180℃、8小时的干燥后通过双螺杆复合纺丝装置，双螺杆复合纺丝装置螺杆的各区温度设定为280～320℃，熔融后通过计量泵送入纺丝箱体，在325℃的温度下熔融纺丝；如图1所示，本发明喷丝板1的喷丝孔为二个同心圆组成的圆环，且圆环上开有二个缺口；喷丝孔的内圆环3半径r为0.3mm，外圆环2半径R为0.8mm，缺口间距a均为0.10mm，其中位于二个缺口一侧圆环的圆弧夹角θ为180°；
且二个缺口另一侧的圆环靠近喷丝板中心；二种组分中的一种组分通过喷丝孔二个缺口一侧的圆环挤出，另一种组分通过喷丝孔二个缺口另一侧的圆环挤出，形成内在的不对称结构。环吹风筒的环吹风冷却风速为1.2m/s，环吹风筒上部的吹风角度为水平向下10°；纺丝速度为800m/min ,经3.5倍的拉伸、切断和200℃的高温热定型制得5.56dtex/65mm的中空三维卷曲PPS短纤维。纤维的物理指标：强度3.62CN/ dtex，伸长35.1%，卷曲数14个/25mm，中空率为32%。本实施例制备的产品，具有操作性好、力学性能优良、中空率高等特点，尤其适合应用于耐高温防护服、隔热非织造布等。
且二个缺口另一侧的圆环靠近喷丝板中心；二种组分中的一种组分通过喷丝孔二个缺口一侧的圆环挤出，另一种组分通过喷丝孔二个缺口另一侧的圆环挤出，形成内在的不对称结构。环吹风筒的环吹风冷却风速为1.2m/s，环吹风筒上部的吹风角度为水平向下10°；纺丝速度为800m/min ,经3.5倍的拉伸、切断和200℃的高温热定型制得5.56dtex/65mm的中空三维卷曲PPS短纤维。纤维的物理指标：强度3.62CN/ dtex，伸长35.1%，卷曲数14个/25mm，中空率为32%。本实施例制备的产品，具有操作性好、力学性能优良、中空率高等特点，尤其适合应用于耐高温防护服、隔热非织造布等。
[0017] 实施例2
[0018] 本实施例的一种中空三维卷曲聚苯硫醚短纤维的制备方法，采用二种组分，其中第一组分采用熔融指数为100g/10min的线型聚苯硫醚，第二组分采用熔融指数为150g/10min的线型聚苯硫醚；二种组分分别通过180℃、8小时的干燥后通过双螺杆复合纺丝装置，双螺杆复合纺丝装置螺杆的各区温度设定为280～320℃，熔融后通过计量泵送入纺丝箱体，在325℃的温度下熔融纺丝；如图1所示，本发明喷丝板1的喷丝孔为二个同心圆组成的圆环，且圆环上开有二个缺口；喷丝孔的内圆环3半径r为0.3mm，外圆环2半径R为0.8mm，缺口间距a均为0.10mm，其中位于二个缺口一侧圆环的圆弧夹角θ为180°；
且二个缺口另一侧的圆环靠近喷丝板中心；二种组分中的一种组分通过喷丝孔二个缺口一侧的圆环挤出，另一种组分通过喷丝孔二个缺口另一侧的圆环挤出，形成内在的不对称结构。环吹风筒的环吹风冷却风速为1.5m/s，环吹风筒上部的吹风角度为水平向下20°；纺丝速度为800m/min ,经3.5倍的拉伸、切断和200℃的高温热定型制得5.56dtex/65mm的中空三维卷曲PPS短纤维。纤维的物理指标：强度3.56CN/ dtex，伸长32.3%，卷曲数16个/25mm，中空率为35%。本实施例制备的产品，具有操作性好、力学性能优良、中空率高等特点，尤其适合应用于耐高温防护服、隔热非织造布等。
且二个缺口另一侧的圆环靠近喷丝板中心；二种组分中的一种组分通过喷丝孔二个缺口一侧的圆环挤出，另一种组分通过喷丝孔二个缺口另一侧的圆环挤出，形成内在的不对称结构。环吹风筒的环吹风冷却风速为1.5m/s，环吹风筒上部的吹风角度为水平向下20°；纺丝速度为800m/min ,经3.5倍的拉伸、切断和200℃的高温热定型制得5.56dtex/65mm的中空三维卷曲PPS短纤维。纤维的物理指标：强度3.56CN/ dtex，伸长32.3%，卷曲数16个/25mm，中空率为35%。本实施例制备的产品，具有操作性好、力学性能优良、中空率高等特点，尤其适合应用于耐高温防护服、隔热非织造布等。
[0019] 实施例3
[0020] 本实施例的一种中空三维卷曲聚苯硫醚短纤维的制备方法，采用二种组分，其中第一组分采用熔融指数为50g/10min的线型聚苯硫醚，第二组分采用熔融指数为60g/10min的线型聚苯硫醚；二种组分分别通过180℃、8小时的干燥后通过双螺杆复合纺丝装置，双螺杆复合纺丝装置螺杆的各区温度设定为280～320℃，熔融后通过计量泵送入纺丝箱体，在325℃的温度下熔融纺丝；如图1所示，本发明喷丝板1的喷丝孔为二个同心圆组成的圆环，且圆环上开有二个缺口；喷丝孔的内圆环3半径r为0.3mm，外圆环2半径R为0.8mm，缺口间距a均为0.10mm，其中位于二个缺口一侧圆环的圆弧夹角θ为120°；且二个缺口另一侧的圆环靠近喷丝板中心；二种组分中的第二组分通过喷丝孔二个缺口一侧（圆弧夹角θ为120°的一侧）的圆环挤出，第一组分通过喷丝孔二个缺口另一侧的圆环挤出，形成内在的不对称结构。环吹风筒的环吹风冷却风速为1.2m/s，环吹风筒上部的吹风角度为水平向下10°；纺丝速度为800m/min ,经3.5倍的拉伸、切断和200℃的高温热定型制得5.56dtex/65mm的中空三维卷曲PPS短纤维。纤维的物理指标：强度3.58CN/ dtex，伸长30.7%，卷曲数12个/25mm，中空率为28%。本实施例制备的产品，具有操作性好、力学性能优良、中空率高等特点，尤其适合应用于耐高温防护服、隔热非织造布等。
[0021] 实施例4
[0022] 本实施例的一种中空三维卷曲聚苯硫醚短纤维的制备方法，采用二种组分，其中第一组分采用熔融指数为100g/10min的线型聚苯硫醚，第二组分采用熔融指数为120g/10min的线型聚苯硫醚；二种组分分别通过180℃、8小时的干燥后通过双螺杆复合纺丝装置，双螺杆复合纺丝装置螺杆的各区温度设定为280～320℃，熔融后通过计量泵送入纺丝箱体，在325℃的温度下熔融纺丝；如图1所示，本发明喷丝板1的喷丝孔为二个同心圆组成的圆环，且圆环上开有二个缺口；喷丝孔的内圆环3半径r为0.3mm，外圆环2半径R为0.8mm，缺口间距a均为0.10mm，其中位于二个缺口一侧圆环的圆弧夹角θ为120°；且二个缺口另一侧的圆环靠近喷丝板中心；二种组分中的第二组分通过喷丝孔二个缺口一侧的圆环（圆弧夹角θ为120°的一侧）挤出，第一组分通过喷丝孔二个缺口另一侧的圆环挤出，形成内在的不对称结构。环吹风筒的环吹风冷却风速为1.2m/s，环吹风筒上部的吹风角度为水平向下20°；纺丝速度为800m/min ,经3.5倍的拉伸、切断和200℃的高温热定型制得5.56dtex/65mm的中空三维卷曲PPS短纤维。纤维的物理指标：强度3.61CN/ dtex，伸长29.6%，卷曲数13个/25mm，中空率为30%。本实施例制备的产品，具有操作性好、力学性能优良、中空率高等特点，尤其适合应用于耐高温防护服、隔热非织造布等。
[0023] 实施例5
[0024] 本实施例的一种中空三维卷曲聚苯硫醚短纤维的制备方法，采用二种组分，其中第一组分采用熔融指数为100g/10min的线型聚苯硫醚，第二组分采用熔融指数为120g/10min的线型聚苯硫醚；二种组分分别通过180℃、8小时的干燥后通过双螺杆复合纺丝装置，双螺杆复合纺丝装置螺杆的各区温度设定为280～320℃，熔融后通过计量泵送入纺丝箱体，在325℃的温度下熔融纺丝；如图1所示，本发明喷丝板1的喷丝孔为二个同心圆组成的圆环，且圆环上开有二个缺口；喷丝孔的内圆环3半径r为0.6mm，外圆环2半径R为1.2mm，缺口间距a均为0.15mm，其中位于二个缺口一侧圆环的圆弧夹角θ为150°；
且二个缺口另一侧的圆环靠近喷丝板中心；二种组分中的一种组分通过喷丝孔二个缺口一侧的圆环挤出，另一种组分通过喷丝孔二个缺口另一侧的圆环挤出，形成内在的不对称结构。环吹风筒的环吹风冷却风速为0.8m/s，环吹风筒上部的吹风角度为水平向下10°；纺丝速度为800m/min ,经3.5倍的拉伸、切断和200℃的高温热定型制得10.1dtex/65mm的中空三维卷曲PPS短纤维。纤维的物理指标：强度3.51CN/ dtex，伸长34.6%，卷曲数15个/25mm，中空率为27%。本实施例制备的产品，具有操作性好、力学性能优良、中空率高等特点，尤其适合应用于耐高温防护服、隔热非织造布等。
且二个缺口另一侧的圆环靠近喷丝板中心；二种组分中的一种组分通过喷丝孔二个缺口一侧的圆环挤出，另一种组分通过喷丝孔二个缺口另一侧的圆环挤出，形成内在的不对称结构。环吹风筒的环吹风冷却风速为0.8m/s，环吹风筒上部的吹风角度为水平向下10°；纺丝速度为800m/min ,经3.5倍的拉伸、切断和200℃的高温热定型制得10.1dtex/65mm的中空三维卷曲PPS短纤维。纤维的物理指标：强度3.51CN/ dtex，伸长34.6%，卷曲数15个/25mm，中空率为27%。本实施例制备的产品，具有操作性好、力学性能优良、中空率高等特点，尤其适合应用于耐高温防护服、隔热非织造布等。
[0025] 比较例1
[0026] 如实施例1所述基本相同，所不同的是：二种组分都采用MFI为120g/10min的线型PPS树脂，制得5.56dtex/65mm的中空三维卷曲PPS短纤维。纤维的物理指标：强度3.45CN/ dtex，伸长30.1%，卷曲数8个/25mm，中空率为25%，从数据可见单组分的卷曲数较低，即卷曲效果不佳。
[0027] 比较例2
[0028] 如实施例1所述基本相同，所不同的是：环吹风的冷却风速为0.5m/s，上部吹风角度为水平即与丝束垂直。制得5.56dtex/65mm的中空三维卷曲PPS短纤维。纤维的物理指标：强度3.51CN/ dtex，伸长32.5%，卷曲数7个/25mm，中空率为22%，从数据可见，常规冷却条件下，双组分的卷曲数也较低，即卷曲效果不佳。
[0029] 各个实施例的各个参数和指标见表1。
[0030]
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