专利名称：闪光聚丙烯纤维及其制备方法
技术领域：
本发明属于差别化纤维领域，具体涉及一种闪光聚丙烯纤维的制备技术。
背景技术：
聚丙烯纤维具有优良的物理机械性能，原料来源丰富、制造工艺简单、成本低廉， 因此其在服装、装饰及产业用品有着广阔的应用前景。普通聚丙烯纤维截面为圆形，其手感僵硬、蜡状感强，所以许多研究者致力异型聚丙烯纤维的研究，已经开发的异型纤维包括星形、三角形、多边形等这些纤维在改善蜡状感的同时也会获得光泽效应的改进。但由于聚丙烯的结晶能力其动力学结晶能力为聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的6倍，所以其在纺丝成型中很容易获得大的结晶而使纤维失去光泽效应，即使是三角形是用三角形喷丝孔纺丝也不能产生如聚酯大有光纤维的光泽效应，这在一定程度上限制了它的应用。本发明从控制结晶结构和提高喷丝孔和纤维的异型度两个方面入手提高聚丙烯纤维的光泽效应，即通过引入成核剂控制聚丙烯的结晶结构，通过增加喷丝孔的异型度和合理的纺丝条件提高纤维的异型度。相关研究上未见报道。与其他闪光纤维相比，本发明纤维具有重量轻、强度高的特点，且成本低，工艺简单，可满足市场上闪光聚丙烯纤维的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种闪光效果明显，力学性能更加优良的聚丙烯纤维。发明目的通过以下技术方案实现；本发明所述的闪光聚丙烯纤维，由等规聚丙烯、成核剂、助流分散剂经熔体异型纺丝、拉伸工艺制成，其中各组分的质量分数分别为等规聚丙烯98% 99.7%、成核剂0.3 2%、助流分散剂的量为成核剂的1/3 1/2，聚丙烯纤维的单丝线密度为2. 65 6. 6dtex、 异形度大于45%、具有闪光效应。其中，所述的等规聚丙烯的熔融指数为18 35g/10min，成核剂为二苄基山梨醇衍生物类成核剂，助流分散剂为分子量4000 6000的聚丙烯蜡。本发明的具体制备方法为将等规聚丙烯、成核剂及助流分散剂按比例在高混机中混合，经螺杆挤压熔融后，熔体均勻定量从喷丝板的异型孔中挤出，挤出的丝条在空气中冷却、上油，由卷绕机卷绕在筒管上，平衡后的纤维经过拉伸、干燥，得到闪光聚丙烯纤维。 其中在高混机中的共混温度为50 60°C，挤压熔融温度为230 250°C，纺丝温度为240 2500C，拉伸温度为60 80°C。上述述喷丝板为直径30 45mm的圆形喷丝板，喷丝板上有10 M个喷丝孔，每个喷丝孔均带有锥形导孔，喷丝孔形状为三叶型，三个叶片呈辐射状排列，叶片之间的夹角为120度，其中两个叶片的长宽比为4 6 1，一个叶片的长宽比为6 1。与现有技术相比本发明具有如下的积极效果1、本发明通过引入成核剂控制结晶结构有两方面的作用一是提高了纤维的光泽效应，二是提高了纤维的断裂强度和模量。
2、本发明通过引入为聚丙烯蜡本位助流分散剂提高了成核剂分散均勻性，改善了聚丙烯的高流动性，纤维可以在较低的温度下成型并获得较高的异型度，3、本发明用喷丝板及其微孔结构简单，加工、清洗方便。所用成核剂无毒、无污染。4、利用现有设备即可工业化生产，成本低，工艺简单，可操作性强，经济效益好。
具体实施例方式实际生产中，将山梨醇系成核剂与助流分散剂与等规聚丙烯均勻混合后，经螺杆挤压熔融，再进行低温异型熔融纺丝，丝条经冷却、上油、拉伸等工序处理后获得闪光聚丙烯纤维。具体实例如下。实施例一将熔融指数为18g/10min等规聚丙烯切片加入螺杆挤出机，在230 250°C下挤压熔融，在250°C下纺丝成型，得到闪光聚丙烯纤维半成品；纺丝成型用喷丝板具有三叶型喷丝孔，板孔叶宽为0. 1，叶长为0. 6。将半成品纤维在70 80°C下拉伸4倍左右，得到具有一定闪光效应得三叶型聚丙烯纤维。该纤维单丝线密度为3. 3dtex,断裂强度为2. ScN/ dtex，断裂伸长率在30%左右，异形度为59%。实施例二将熔融指数为18g/10min等规聚丙烯切片与山梨醇系成核剂美立得3988按 99. 7/0. 3的质量比混合，同时加入助流分散剂聚丙烯蜡，聚丙烯蜡加入量为美立得3988重量的1/3。三者于50 60°C下在高混机中混合10分钟，然后加入螺杆挤出机，在230 2500C的挤压熔融，在240°C下纺丝成型，在60 70°C下拉伸4倍左右。纺丝成型用喷丝板具有三叶型喷丝孔，板孔叶宽为0. 1，叶长为0. 6。纤维单丝线密度为3. 3dtex，断裂强度为 3. 6cN/dteX，断裂伸长为30%，异形度为M%，纤维闪光效应优于纯聚丙烯三叶纤维。实施例三将熔融指数为18g/10min等规聚丙烯切片与山梨醇系成核剂美立得3988按 99. 4/0. 6的质量比混合，同时加入助流分散剂聚丙烯蜡，聚丙烯蜡加入量为美立得3988重量的1/3。三者于50 60°C下在高混机中混合10分钟，然后加入螺杆挤出机，在230 2500C的挤压熔融，在240°C下纺丝成型，在60 70°C下拉伸4倍左右。纺丝成型用喷丝板具有三叶型喷丝孔，板孔叶宽为0. 1，叶长为0. 6。纤维单丝线密度为2. 65dtex,断裂强度为 3. ScN/dtex，断裂伸长为30%，异形度为60%，纤维闪光效应优于纯聚丙烯三叶纤维。实施例四将熔融指数为35g/10min等规聚丙烯切片与山梨醇系成核剂美立得3988按98/2 的质量比混合，同时加入助流分散剂聚丙烯蜡，聚丙烯蜡加入量为美立得3988重量的1/2。 三者于50 60°C下在高混机中混合10分钟，然后加入螺杆挤出机，在240 250°C的挤压熔融，在250°C下纺丝成型，在60 70°C下拉伸4倍左右。纺丝成型用喷丝板具有三叶型喷丝孔，其中两个叶的叶宽为0. 12，叶长为0.48，一个叶的叶宽为0. 12，叶长为0. 72。纤维单丝线密度为6. 6dtex，断裂强度为3. 5cN/dteX，断裂伸长为30%，异形度为45%，纤维闪光效应优于纯聚丙烯三叶纤维。实施例五将熔融指数为35g/10min等规聚丙烯切片与山梨醇系成核剂美立得3988按99/1的质量比混合，同时加入助流分散剂聚丙烯蜡，聚丙烯蜡加入量为美立得3988重量的1/2。 三者于50 60°C下在高混机中混合10分钟，然后加入螺杆挤出机，在240 250°C的挤压熔融，在250°C下纺丝成型，在60 70°C下拉伸4倍左右。纺丝成型用喷丝板具有三叶型喷丝孔，其中两个叶的叶宽为0. 1，叶长为0. 4，一个叶的叶宽为0. 1，叶长为0. 6。纤维单丝线密度为4. 4dtex，断裂强度为3. 7cN/dteX，断裂伸长为30%，纤维闪光效应优于纯聚丙烯三叶纤维。实施例六将熔融指数为35g/10min等规聚丙烯切片与山梨醇系成核剂DBS按99/1的质量比混合，同时加入助流分散剂聚丙烯蜡，聚丙烯蜡加入量为DBS重量的1/2。三者于50 60°C下在高混机中混合10分钟，然后加入螺杆挤出机，在240 250°C的挤压熔融，在 250°C下纺丝成型，在60 70°C下拉伸4倍左右。纺丝成型用喷丝板具有三叶型喷丝孔， 其中两个叶的叶宽为0. 1，叶长为0. 6，一个叶的叶宽为0. 1，叶长为0. 6。纤维单丝线密度为4. 4dtex，断裂强度为3. 3cN/dteX，断裂伸长为30%，纤维闪光效应优于纯聚丙烯三叶纤维。实施例七将熔融指数为35g/10min等规聚丙烯切片与山梨醇系成核剂DBS按99/0. 6的质量比混合，同时加入助流分散剂聚丙烯蜡，聚丙烯蜡加入量为DBS重量的1/2。三者于 50 60°C下在高混机中混合10分钟，然后加入螺杆挤出机，在240 250°C的挤压熔融，在 250°C下纺丝成型，在60 70°C下拉伸4倍左右。纺丝成型用喷丝板具有三叶型喷丝孔， 其中两个叶的叶宽为0. 1，叶长为0. 4，一个叶的叶宽为0. 1，叶长为0. 6。纤维单丝线密度为4. 4dtex，断裂强度为3. 3cN/dteX，断裂伸长为30%，纤维闪光效应优于纯聚丙烯三叶纤维。综上所述，通过对实施例1与实施例2 7的比较，可以看出本发明的闪光聚丙烯纤维，在加入山梨醇系成核剂及助流分散剂后，改变其结晶结构，结合异型纺丝，获得具有高闪光特性和较高断裂强度的聚丙烯纤维。与其他闪光纤维相比，本发明纤维具有重量轻、 强度高的特点，且成本低，工艺简单，可满足市场上闪光聚丙烯纤维的需求，有较好的经济和社会效益。
权利要求
1.一种闪光聚丙烯纤维，由等规聚丙烯、成核剂、助流分散剂经熔体异型纺丝、拉伸工艺制成，其特征在于其中各组分的质量分数分别为等规聚丙烯98% 99. 7%、成核剂 0. 3 2%、助流分散剂的量为成核剂的1/3 1/2，聚丙烯纤维的单丝线密度为2. 65 6. 6dtex、异形度大于45%、具有闪光效应；其中，所述的等规聚丙烯的熔融指数为18 35g/10min，成核剂为二苄基山梨醇衍生物类成核剂，助流分散剂为分子量4000 6000的聚丙烯蜡。
2.权利要求1所述的闪光聚丙烯纤维的制备方法，其特征在于该纤维由以下原料和构成比构成聚丙烯切片为熔融指数为18 35g/10min的等规聚丙烯，其在纤维中的质量分数为98% 99. 7%，成核剂为二苄基山梨醇衍生物类成核剂，其在纤维中的质量分数为 0. 3 2%，助流分散剂为分子量为4000 6000的聚丙烯蜡，其加入量为成核剂的1/3 1/2 ；具体的制备方法为将等规聚丙烯、成核剂及助流分散剂按比例在高混机中混合，经螺杆挤压熔融后，熔体均勻定量从喷丝板的异型孔中挤出，挤出的丝条在空气中冷却、上油， 由卷绕机卷绕在筒管上，平衡后的纤维经过拉伸、干燥，得到闪光聚丙烯纤维。
3.根据权利要求2所述的闪光聚丙烯纤维制备方法，其特征在于所述喷丝板为直径 30 45mm的圆形喷丝板，喷丝板上有10 M个喷丝孔，每个喷丝孔均带有锥形导孔，喷丝孔形状为三叶型，三个叶片呈辐射状排列，叶片之间的夹角为120度，其中两个叶片的长宽比为4 6 1，一个叶片的长宽比为6 1。
4.根据权利要求2所述的闪光聚丙烯纤维制备方法，其特征在于等规聚丙烯、成核剂、 助流分散剂在高混机中的共混温度为50 60°C。
5.根据权利要求2所述的闪光聚丙烯纤维制备方法，其特征在于挤压熔融温度为 230 250°C，纺丝温度为240 250°C，拉伸温度为60 80°C。
全文摘要
本发明提供了一种三叶型闪光聚丙烯纤维，其特征为纤维截面为三叶型，具体成丝工艺是将山梨醇系成核剂、助流分散剂按比例加入到熔融指数为18～35g/10min的等规聚丙烯切片，经过高混和挤压熔融后以较低温度从三叶型喷丝孔中挤出并冷却成型，经拉伸定型后得到具有闪光效应聚丙烯纤维。本发明所得的产品具有明显的闪光效应，纤维比表面积大、吸污性强、手感柔软，且力学性能有明显改善；利用现有设备和工艺即可工业化生产，有可观的经济与社会效益。
文档编号D01F6/46GK102154724SQ20111012962
公开日2011年8月17日 申请日期2011年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者张欣, 郭静 申请人:大连工业大学