本发明属于纺丝技术领域，尤其涉及一种长丝涤纶纺丝专用色母料、其制备方法及其应用。
背景技术：
聚酯纤维是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维,工业化大量生产的聚酯纤维由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成，中国的商品名为涤纶。二十一世纪以来，我国聚酯工业发展迅速，聚酯纤维的应用范围已涉及衣着、装饰、家用纺织品、产业用纺织品、工业工程等方面，但作为纺织材料，涤纶的染色性差。因此，选择科学、高效、优质、节能、环保的着色技术，对适应和促进涤纶纤维的高速可持续发展至关重要。
随着国家提倡节能环保，印染企业对于印染过程中产生的废水处理成本越来越高，导致印染企业很多处于亏损状态，很多印染企业迫于环保和自身的压力关掉，使得一些印染产品转换成色母料纺丝产品。虽然近年来中国在环境治理和源头上控制有害物质的使用和排放方面取得了相当的进展，我国的印染行业在节能减排方面做了大量的工作，但随着人口的快速增长、人民生活水平的提高、外贸出口的迅速上升，市场需求的不断增加，我国纺织产业的产量和规模呈现高速增长的态势，纤维母料用量也趋于逐年递增趋势。
同时近几年化纤行业突起，特别是江苏化纤和浙江化纤企业成形过快，规模过大，产品结构单一，导致纺织产品过剩。同时目前市场上使用的化纤普通色母料存在分散性差、浓度低、可纺性差、纺丝断头率高、加工方式老旧导致成本仍然偏高等缺点，使得化纤纺织产业急需具有优异综合性能的纺丝专用色母料。
技术实现要素：
本发明提供了一种长丝涤纶纺丝专用色母料、其制备方法及其应用，该长丝涤纶纺丝专用色母料具有高着色力、分散性极好、可纺性好、纺丝周期长等优点，由其制备得到的长丝涤纶分散性好，纺丝周期短，纺丝效率大大提高。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明的一方面提供了一种长丝涤纶纺丝专用色母料，以重量份数计，包括主料60-70份、炭黑25-35份、颜料1-3份、分散剂1-3份；
其中，主料为PBT切片粉和高粘瓶级聚酯切片粉的复配混合物，PBT切片粉和高粘瓶级聚酯切片粉的重量份比为1.2-1.5：1。
作为优选技术方案，以重量分数计，PBT切片粉为35-40份，高粘瓶级聚酯切片粉25-30份。
作为优选技术方案，所述颜料为酞青蓝。
作为优选技术方案，所述分散剂为蒙旦蜡。
本发明的另一方面提供了一种如上述任一项技术方案所述的长丝涤纶纺丝专用色母料的制备方法，包括以下步骤：
配混过程：按重量份数精确称取PBT切片粉、高粘瓶级聚酯切片粉、炭黑、颜料以及分散剂，将其混合均匀，得到配混物料；
造粒过程：将配混物料送入预设温度的双螺杆机挤出造粒机中，配混物料经过高温熔化经双螺杆高速剪切共混，挤出、冷却定型、切粒，得到长丝涤纶纺丝专用色母料。
作为优选技术方案，双螺杆机挤出造粒机中包括预设温度的加料段、熔融段、塑化段以及机头区，其中，加料段的温度为220℃、熔融段的温度为230-240℃、塑化段的温度为240-250℃，机头区的温度为260℃。
作为优选技术方案，采用失重式配混装置精确称取上述各组份并将其混合均匀。
本发明的再一方面提供了一种如上述任一项技术方案所述的长丝涤纶纺丝专用色母料在纺织长丝涤纶中的应用。
本发明的又一方面提供了一种长丝涤纶，由长丝涤纶纺丝专用色母料通过上述任一项技术方案所述的制备方法制备得到。
作为优选技术方案，所述长丝涤纶纺丝专用色母料为上述任一项技术方案所述的长丝涤纶纺丝专用色母料。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、该长丝涤纶纺丝专用色母料优化了配方中主料的选择，具备高着色力、分散性极好、可纺性好、纺丝周期长等优点，各项性能均衡均能满足行业使用要求；
2、在制备上述长丝涤纶纺丝专用色母料时，配合使用了行业先进的挤出造粒设备，并采用了先进的失重式配混装置，既可节省人工，又确保质量稳定易控；
3、由上述长丝涤纶纺丝专用色母料制备得到的长丝涤纶分散性好，纺丝周期短，纺丝效率大大提高，可满足纺丝速度高达30000m/min以上，耐温300℃以上，单根卷绕丝的直径小于1μm的严格使用条件。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一方面的实施例提供了一种长丝涤纶纺丝专用色母料，以重量份数计，包括主料60-70份、炭黑25-35份、颜料1-3份、分散剂1-3份；其中，主料为PBT切片粉和高粘瓶级聚酯切片粉的复配混合物，PBT切片粉和高粘瓶级聚酯切片粉的重量份比为1.2-1.5：1。
在本实施例中，尤其是对长丝涤纶纺丝专用色母料配方中的主料进行了优化，其中，主料为PBT切片粉和高粘瓶级聚酯切片粉的复配混合物，二者作为色母料的载体树脂，通过配比上的科学搭配可有效调整色母料的粘度和流动性能。可以理解的是，主料中所用的PBT切片粉可以是仪征石化PBT切片粉，二者配比在上述范围内还可进一步优化为1.3:1、1.4:1等，本领域技术人员可根据实际情况在上述范围内进行调整。在本实施例中，所选用的炭黑为进口高档炭黑，这主要是由于进口高档炭黑具有极佳的分散性能，可赋予色母料优异的分散性能、断头率低、可纺性好、飘丝少、可提高纺丝的弹性。
在上述实施例的一优选实施例中，以重量分数计，PBT切片粉为35-40份，高粘瓶级聚酯切片粉25-30份。结合上述配方组合的合理性，本实施例对主料中的两个组分的具体重量份进行了限定，其中，PBT切片粉还可进一步优化为36、37、38、39份，高粘瓶级聚酯切片粉还可进一步优化为26、27、28、29份，本领域技术人员可根据实际情况在上述范围内进行调整。
在一可选实施例中，所述颜料为酞青蓝。在本实施例中，颜料选用的是酞青蓝，尤其是进口高档酞青蓝颜料，这主要是由于进口高档酞青蓝颜料耐温性能和分散性能均较好，可起到调节色母料色光的作用。但可以理解的是，本实施例中可选用的颜料并不局限于上述所列举的酞青蓝，还可以是其它适当的颜料助剂，只要能够起到调节色母料色光的作用即可。
在一可选实施例中，所述分散剂为蒙旦蜡。在本实施例中，所选用的分散剂为蒙旦蜡，尤其可以是蒙旦蜡Licowax E，其是部分皂化的酯化蜡，属于优异的润滑分散剂，这主要是由于蒙旦蜡具有非常强的极性中心的非极性碳链，其结构中在极性上与聚酯塑料相容的部分起内润滑作用，在极性上与聚酯不相容的部分起外润滑和脱模的作用，从而可起到分散和偶联双重作用。在本发明上述实施例中，配方中的炭黑，尤其是进口高档炭黑和分散剂蒙旦蜡的选择也是该长丝涤纶纺丝专用色母料最终优异性能实现的关键步骤，因此在选择上优选上述组分。
本发明另一方面的实施例提供了一种如上述任一实施例所述的长丝涤纶纺丝专用色母料的制备方法，包括以下步骤：
配混过程：按重量份数精确称取PBT切片粉、高粘瓶级聚酯切片粉、炭黑、颜料以及分散剂，将其混合均匀，得到配混物料；
造粒过程：将配混物料送入预设温度的双螺杆机挤出造粒机中，配混物料经过高温熔化经双螺杆高速剪切共混，挤出、冷却定型、切粒，得到长丝涤纶纺丝专用色母料。
本实施例提供了一种长丝涤纶纺丝专用色母料的制备方法，在该方法的一优选实施例中，在配混过程中，优选采用失重式配混装置，其可实现各组分的自动计量与给料，因此可节省人工，并确保配混过程中的稳定精确。同时，在造粒过程中搭配行业内先进的挤出造粒设备，可确保通过该制备方法制备得到的母料质量稳定易控，从而可保证最终所得到的产品满足纺丝速度高达30000m/min以上，耐温300℃以上，单根卷绕丝的直径小于1μm的严格使用条件。
在一优选实施例中，双螺杆机挤出造粒机中包括预设温度的加料段、熔融段、塑化段以及机头区，其中，加料段的温度为220℃、熔融段的温度为230-240℃、塑化段的温度为240-250℃，机头区的温度为260℃。对于本实施例中所列出的挤出造粒机中的各个段中的温度可根据实际生产情况在上述温度范围内进行些许调整，以确保整个方法有序进行。
本发明再一方面的实施例提供了一种如上述任一实施例所述的长丝涤纶纺丝专用色母料在纺织长丝涤纶中的应用。本实施例中提供的长丝涤纶纺丝专用色母料由于具备高着色力、分散性极好、可纺性好、纺丝周期长等优点，且各项性能均衡均能满足行业使用要求，因此可有效应用在长丝涤纶的纺织中，以获得产品性能优良的长丝涤纶。
本发明又一方面的实施例提供了一种长丝涤纶，由长丝涤纶纺丝专用色母料通过上述任一实施例所述的制备方法制备得到。本实施例提供的长丝涤纶可通过上述实施例中所说明的制备方法结合现有的专用色母料制备得到，所制备得到的长丝涤纶可满足行业中的普通产品的需求。
在一优选实施例中，所述长丝涤纶纺丝专用色母料为上述任一实施例所述的长丝涤纶纺丝专用色母料。本实施例中，在上述方法的前提下，所使用的长丝涤纶的专用色母料为上述实施例所保护的配方，因此，在原料与方法结合的同时，可确保生产所得到的产品满足纺丝速度高达30000m/min以上，耐温300℃以上，单根卷绕丝的直径小于1μm的严格使用条件，从而可满足行业中的中高端产品的需求。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的长丝涤纶纺丝专用色母料、其制备方法及其应用，下面将结合具体实施例进行描述。
实施例1
利用失重式配混装置按重量份数自动精确称取仪征石化PBT切片粉40份、高粘瓶级聚酯切片粉26.5份、欧力隆炭黑30份、酞青蓝颜料2份、进口蒙旦蜡1.5份，并通过自动给料将其混合均匀，得到配混物料；
将配混物料送入双螺杆机挤出造粒机中，配混物料依次经过加料段220℃、熔融段230-240℃、塑化段240-250℃、机头区260℃高温熔化后，经双螺杆高速剪切共混，挤出、冷却定型、切粒，得到长丝涤纶纺丝专用色母料1。
实施例2
利用失重式配混装置按重量份数自动精确称取仪征石化PBT切片粉40份、高粘瓶级聚酯切片粉29.2份、欧力隆炭黑28份、酞青蓝颜料1.6份、进口蒙旦蜡1.2份，并通过自动给料将其混合均匀，得到配混物料；
将配混物料送入双螺杆机挤出造粒机中，配混物料依次经过加料段220℃、熔融段230-240℃、塑化段240-250℃、机头区260℃高温熔化后，经双螺杆高速剪切共混，挤出、冷却定型、切粒，得到长丝涤纶纺丝专用色母料2。
实施例3
利用失重式配混装置按重量份数自动精确称取仪征石化PBT切片粉35份、高粘瓶级聚酯切片粉25.5份、欧力隆炭黑34份、酞青蓝颜料2.5份、进口蒙旦蜡3份，并通过自动给料将其混合均匀，得到配混物料；
将配混物料送入双螺杆机挤出造粒机中，配混物料依次经过加料段220℃、熔融段230-240℃、塑化段240-250℃、机头区260℃高温熔化后，经双螺杆高速剪切共混，挤出、冷却定型、切粒，得到长丝涤纶纺丝专用色母料3。
性能测试
对上述实施例1-3得到的长丝涤纶纺丝专用色母料分别从下述方面进行性能测试，测试结果参见表1。
表1主要性能参数指标测试结果
通过上述表1性能测试中的各实施例的测试结果可知，由本发明实施例所提供的原料配方所制备得到的长丝涤纶纺丝专用色母料无论是从熔点、特性粘度、DF值/压力升指数△P、总色差△E还是水分含量％方面均可达到各项测试标准，因此可有效用于长丝涤纶的制备中，以制备得到性能优良的长丝涤纶。