一种聚酯弹性体/pet复合弹性纤维及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纺织用聚酯复合纤维及其制备技术领域，具体涉及一种聚酯弹性体/PET复合弹性纤维及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前氨纶作为弹性纤维之冠，已经广泛应用于袜类、泳装、内睡衣、运动服、时装外衣及健康保健品方面。但是氨纶弹性纤维生产设备及工艺复杂，原料及加工成本高，价格昂贵，存在“三废”污染，同时纤维存在染整时不能氯漂、染色难、高温整理时纤维易发生熔断、布料拉伸时会出现“露白”和“起泡”现象、弹性过剩、舒适性差等问题。
[0003]为了解决氨纶纤维存在的这一系列问题，近年来，市场上出现了以双组分聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和T400为代表的复合弹性纤维。这两种纤维均是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和PTT复合纺丝而得。其中双组分PTT复合纤维是壳牌公司开发的产品，而T400是英威达公司开发的弹性纤维，由于PTT原料价格昂贵，导致这两种复合纤维售价都很高。
[0004]此外，文献中也报道了一些双组份复合弹性纤维，如CN104141178公开的一种PET复合弹性纤维及其制备方法，该方法是利用不同粘度的两种PET切片，通过熔融复合喷丝后经吹风冷却、上油、卷绕、牵引制成初生纤维，初生纤维再经过平衡、拉伸、定型获得成品长丝。由于该工艺采用的是两步法，制备纤维时即需要采用独立的两套纺丝设备和拉伸定型设备，其不仅工艺较为复杂，设备投资大，制备成品纤维的速度仅几百米/分钟，生产效率低，生产成本高，且由于是采用不同粘度的两种PET为复合纺丝原料，其所得复合纤维的弹性差，卷曲弹性率仅55?70%，断裂强度低，小于2cN/dtex。
[0005]又如CN101851812公开的一种并列复合型弹性纤维及其制造方法，该方法是将聚对苯二甲酸丁二醇酯与聚对苯二甲酸乙二醇酯以70: 30?30: 70的重量比进行并列复合纺丝后制得预取向丝(简称POY)，POY丝再经假捻加工制得并列复合型成品纤维低弹丝(简称DTY)。该工艺路线也为两步法，制备纤维时也需要采用独立的两套纺丝设备和拉伸假捻设备，制备成品纤维的速度也仅几百米/分钟，其也存在以上所述两步法的问题。
[0006]再如CN103882538公开了一种新型弹性纤维及其制备方法，该方法采用的原料是PTT、PET、E⑶P (常压阳离子可染聚酯)和不同粘度PET，工艺采用的是全拉伸丝(FDY)工艺，其不仅需要将纺制成的纤维拉伸后经95?100°C沸水处理15?20min才能制备成成品的复合弹性纤维，且纤维的卷曲度仅为43?55%，弹性严重不足。
[0007]另外，以上方法制备的复合弹性纤维除均存在弹性不足外，纤维手感、舒适性等方面还存在各自所采用原料所带来的缺点，因此开发生产流程短、效率高、成本低和具有更优异性能的复合弹性纤维具有重要意义。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是针对现有技术存在的不足，首先提供一种聚酯弹性体/PET复合弹性纤维的制备方法。
[0009]本发明的另一目的是提供一种由上述方法制备的聚酯弹性体/PET复合弹性纤维。
[0010]本发明提供的聚酯弹性体/PET复合弹性纤维的制备方法，该方法的工艺步骤和条件如下:
[0011](I)先将对苯二甲酸、1，4-丁二醇、双端羟基聚醚，在催化剂作用下，于200?245°C减压直接酯化1.5?5小时，然后在250?265°C，真空10pa以下熔融缩聚2?5小时，经铸带切粒得特性粘数为0.9?1.5dl/g的聚酯弹性体切片，其中1，4-丁二醇:双端羟基聚醚:对苯二甲酸的摩尔数比为0.9?1.4:0.1?0.4:1 ;
[0012](2)将所得聚酯弹性体切片与PET切片按质量比20:80?80:20采用纺丝拉伸卷绕一步法工艺进行高速复合纺丝即可制得聚酯弹性体/PET复合弹性纤维。
[0013]以上方法中所用的双端羟基聚醚为聚氧乙烯二醇、双端羟基聚氧丙烯醚和双端羟基聚四亚甲基醚中的至少一种，其数均分子量为250?2320。
[0014]以上方法中所用的催化剂为草酸钛钾或钛酸丁酯，其加入量为常规剂量，这是本领域的技术人员公知的。
[0015]以上方法中所用的减压酯化真空度为一 10?一 40Kpa。
[0016]以上方法中减压直接酯化时间优选2.5?3.5小时，熔融缩聚优选3?4小时。
[0017]以上方法中所用的纺丝拉伸卷绕一步法工艺高速复合纺丝的步骤依次为:预结晶、干燥、双螺杆熔融、复合挤出、两道拉伸、上油剂和卷绕，具体过程为:将步骤(I)得到的聚酯弹性体切片和PET切片分别依次经预结晶塔预结晶、干燥塔干燥后，用双螺杆挤出机熔融挤出熔体，两种熔体同时进入复合纺丝组件由其中的并列型复合喷丝板挤出、侧吹风及纺丝甬道冷却，然后经第一热牵伸辊、第二热牵伸辊、第三热牵伸辊进行两道拉伸和热定型，再经上油辊上油剂，最后由卷绕机高速卷绕即可得到聚酯弹性体/PET复合弹性纤维。
[0018]以上方法中所用的纺丝拉伸卷绕一步法工艺高速复合纺丝各步骤的具体工艺参数为:聚酯弹性体切片预结晶温度70?100°C，预结晶时间I?2小时；干燥温度为100?140°C，干燥时间为6?14小时；熔融温度为200?260°C ；PET切片预结晶温度125°C，预结晶时间I?2小时，干燥温度为120?160°C，干燥时间为4?8小时，熔融温度为275?290°C;第一热牵伸辊温度为70?140°C，牵伸辊速度为500?2000m/min，第二热牵伸辊温度为100?150°C，牵伸辊速度为2000?4000m/min，第三热牵伸辊温度为100?150°C，牵伸辊速度为2000?4000m/min，卷绕速度为2000?4000m/min。
[0019]本发明提供的由上述方法制备的聚酯弹性体/PET复合弹性纤维，该复合弹性纤维是由聚酯弹性体和PET按质量比20:80?80:20经复合纺丝制得，其横截面的形状为对称或非对称的花生形，一部分为聚酯弹性体，另一部分为PET，其断裂强度为2.8?3.56cN/dtex，断裂伸长率为16.9?30.4%，卷曲度为60?75%，卷曲弹性率为97?99%，毛细吸水高度为 9.7 ?14.lcm/30min。
[0020]本发明与现有技术相比，其有益效果如下:
[0021]1、由于本发明提供的弹性纤维是由含有独特的聚酯弹性体与PET复合而成，因而赋予了该纤维更为优异的性能，其不仅比现有技术中的普通复合弹性纤维具有更优异的弹性(卷曲弹性率高达97?99% )、更柔软的手感，其织物毛细吸水效应达到甚至超过棉织物，使服用舒适性更好，纤维断裂强度高，又比棉织物更经久耐用，而且既能与氨纶纤维的弹性媲美，又没有现有氨纶纤维性能存在的一系列问题，同时也比现有方法制备的复合弹性纤维的性能更为优异，是弹性纤维领域中一种新的可供选择的优秀品种。
[0022]2、由于本发明提供的方法中采用了一种先减压直接酯化，再熔融缩聚的新工艺，其不仅聚合制得一种新的聚酯弹性体，而且大大地降低了制备所用原料中1，4- 丁二醇和双端羟基聚醚总摩尔数与对苯二甲酸的摩尔数之比，因而节省了原料，降低了成本，减少了反应过程中的酯化副反应，同时缩短了酯化时间，保证了所制备聚酯弹性体的成功率并显著地提高了生产效率。
[0023]3、由于本发明提供的方法采用的是纺丝拉伸卷绕一步法复合纺丝工艺制备复合弹性纤维，加之纺丝卷绕速度高(达2000?4000m/min)，比二步法的纺丝卷绕速度(500?800m/min)高许多，因而生产流程短，生产效率高，还减少了设备投入，降低了复合纤维的生产成本，同时还使制得的聚酯弹性体/PET复合弹性纤维不用再加工成网络丝，就可以直接满足后续织造的使用，方便了下游织造厂家的应用。
【附图说明】
[0024]图1为本发明采用纺丝拉伸卷绕一步法制备聚酯弹性体/PET复合弹性纤维流程示意图；其中为PET切片；2为PET切片预结晶塔；3为PET切片干燥塔；4为PET双螺杆熔融挤出机；5为聚酯弹性体切片；6为聚酯弹性体预结晶塔；7为聚酯弹性体干燥塔；8为聚酯弹性体双螺杆熔融挤出机；9为复合纺丝组件；10为侧吹风；11为纺丝甬道；12为第一热牵伸棍;13为第二热牵伸棍；14为第三热牵伸棍；15为上油棍；16为卷绕棍；17为聚酯弹性体/PET