一种生物基锦纶纤维及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种生物基锦纶纤维及其制备方法。该方法包括如下(1)或(2)的步骤：(1)1)生物基锦纶56切片经真空干燥后进行熔融纺丝得到熔体细流；2)所述熔体细流经冷却、牵伸和热定型得到生物基锦纶56长纤；(2)1)生物基锦纶56切片经真空干燥后进行熔融纺丝得到熔体细流；2)所述熔体细流经冷却、牵伸、卷曲、上油、松弛热定型和切断得到生物基锦纶56短纤。本发明提供的生物基锦纶56纤维可以用于军用，包括军服、帐篷、鞋靴、内衣战斗装备等，也可用于民用服装、家居、工业生产、汽车行业等领域。
【专利说明】
一种生物基锦纶纤维及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种生物基锦纶纤维及其制备方法。【背景技术】
[0002]聚酰胺(PA)纤维是世界上最早实现工业化生产的合成纤维，也是化学纤维的主要品种之一。由于聚酰胺纤维具有优良的物理性能和纺织性能，发展速度很快，其产量曾长期居合成纤维首位。聚酰胺纤维有许多品种，目前工业化生产及应用最广泛的仍以聚酰胺66 和聚酰胺6为主，两者产量约占聚酰胺纤维的98%。聚酰胺66约占聚酰胺纤维总产量的 69 %。我国聚酰胺66的产量约占60 %，聚酰胺6的产量约占40 %左右。由于历史原因和各国具体条件不同，美国以及英国、法国等西欧国家以生产聚酰胺66为主，而日本、意大利、原苏联及东欧各国以生产聚酰胺6为主，一些发展中国家也大多发展聚酰胺6纤维。聚酰胺纤维生产中长丝占绝大部分，但短纤维的生产比例逐步有所上升。因此，开发新型的聚酰胺纤维显得尤为重要。
[0003]如今，随着化石资源的日渐枯竭以及人们环保意识的加强，以生物为基础的环境友好型材料开始得到更多重视，锦纶也不得不面临转型。以蓖麻油、葡萄糖等生物质资源为原料生产的生物基锦纶，日渐走进了全球各大化工企业的视线。生物基聚酰胺，是一种新型的生物基聚合物产品，其主要是利用生物方法CN103147152中公开了生物基锦纶56的制备方法，其主要是利用蜂房哈夫尼菌中的赖氨酸脱羧酶作用于赖氨酸这种生物方法制备生物基戊二胺，再通过与己二酸合成得到生物基锦纶56产品。
[0004]目前，全球锦纶产量在600万吨左右，2/3用于生产纤维、1/3用作工程塑料。因此， 这种生物基锦纶56产品的后续开发成为一种关键。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种生物基锦纶纤维及其制备方法。
[0006]本发明所提供的一种生物基锦纶纤维的制备方法，包括如下(1)或(2)的步骤:
[0007](1)
[0008]1)生物基锦纶56切片经真空干燥后进行熔融纺丝得到熔体细流；[〇〇〇9] 2)所述熔体细流经冷却、牵伸和热定型得到生物基锦纶56长纤；
[0010] (2)
[0011]1)生物基锦纶56切片经真空干燥后进行熔融纺丝得到熔体细流；
[0012]2)所述熔体细流经冷却、牵伸、卷曲、上油、松弛热定型和切断得到生物基锦纶56 短纤。
[0013]上述的制备方法中，所述生物基锦纶56切片的熔融指数为23?24g/10min，具体可为23.2g/10min。
[0014]上述的制备方法中，步骤(1)的1)和步骤(2)的1)中，所述真空干燥的步骤如下: [〇〇15] 首先在90?95 °C的条件下干燥3.5?4.5h，后升温至95?120 °C的条件下干燥2.5?3.5h，继续在120 °C的条件下保温3?6h，具体可为:首先在90 °C的条件下干燥4h，后升温至95°C的条件下干燥3h，继续在120°C的条件下保温5h。[〇〇16]上述的制备方法中，步骤(1)的1)和步骤(2)的1)均包括向生物基锦纶56切片中加入二氧化钛的步骤；
[0017]所述二氧化钛的添加量可为所述生物基锦纶56切片质量的0.2?0.4%，具体可为 0.25%〇
[0018]上述的制备方法中，步骤(1)的1)和步骤(2)的1)中，所述熔融纺丝的温度条件如下:[〇〇19]一区温度可为240?250°C，二区温度可为255?265°C，三区温度可为270?280°C，四区温度可为275?280 °C，五区温度可为275?285°C，六区温度可为285?270°C，所使用的纺丝箱体的温度可为270?280 °C，具体如:一区温度为240 °C、二区温度为265°C、三区温度为275°C、四区温度为280°C、五区温度为285°C、六区温度为278°C、纺丝箱体区温度为275r。
[0020]上述的制备方法中，步骤(1)的2)和步骤(2)的2)中，所述冷却的条件为:
[0021]冷却风速度可为0.30?0.5m/min，风温可为21?26°C，如在下述条件下冷却:冷却风速为〇.35m/min、风温为23°C。[〇〇22]上述的制备方法中，步骤(1)的2)中，所述牵伸所使用的热盘的温度可为50?70 °C，如70°C ;所述热定型的温度可为100?120°C，如105°C，[〇〇23]上述的制备方法中，步骤(2)的2)中，所述牵伸所使用的热盘的温度可为50?70°C 如 7(TC;[〇〇24]所述卷曲的卷曲数可为26?30个，如为26个;所述松弛热定型的温度可为165? 175°(:，如在170°(:下进行。
[0025]本发明进一步提供了由上述方法制备得到的生物基锦纶纤维。
[0026]本发明制备的生物基锦纶56长纤的技术参数为:[〇〇27]密度为1.1?1.2g/cm3,纤度为1?7dtex，，断裂强度为3?6CN/dtex，标准回潮率为4?6%，断裂伸长率为10?25%。
[0028]本发明制备的生物基锦纶56短纤的技术参数为:[〇〇29]密度为1.1?1.2g/cm3,纤度为1?3dtex，卷曲数为26?30个，断裂强度为3?5CN/dtex，断裂伸长率为6?20%。
[0030]本发明提供的生物基锦纶56纤维可以用于军用，包括军服、帐篷、鞋靴、内衣战斗装备等，也可用于民用服装、家居、工业生产、汽车行业等领域。【具体实施方式】[0031 ]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0032]下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。[〇〇33]实施例1、制备生物基锦纶56长纤[〇〇34]将熔融指数为23.28/1〇1^11(275°(:，0.321^)的生物基锦纶56切片在真空环境下进行干燥，具体条件为:首先在90 °C的条件下干燥4h，后升温至95 °C的条件下干燥3h，继续在 120°C的条件下保温5h。然后以30KG/h的速度输入至纺丝箱体中进行进料熔融纺丝得到熔体细流，并加入0.25%质量分数的二氧化钛。其中纺丝箱体的温度为:一区温度为240°C、二区温度为265°C、三区温度为275°C、四区温度为280°C、五区温度为285°C、六区温度为278 °C、纺丝箱体区温度为275°C。纺丝箱体内，喷丝板直径为400mm，孔数为64,喷丝孔长径比为 4。将熔体细流进行冷却，冷却风速为0.35m/min、风温为23°C。将得到的初生纤维在纺牵联合一体机上直接进行牵伸，牵伸中热盘温度为70°C，热定型温度为105°C。最后以1000m/min 的速度卷绕络筒后可得到生物基锦纶56长纤。
[0035]本实施例得到的生物基锦纶56长纤的技术参数为:[〇〇36] 熔点为254°C，标准回潮率为5.6 %，纤度为3.5dtex，密度为1.14g/cm3，断裂强度为3.5CN/dtex，断裂伸长率为16 %。[〇〇37]实施例2、生物基锦纶56短纤[〇〇38]将熔融指数为23.28/1〇1^11(275°(:，0.321^)的生物基锦纶56切片在真空环境下进行干燥，具体条件为:首先在95 °C的条件下干燥4h，后升温至110°C的条件下干燥3h，继续在 120°C的条件下保温5h。然后以26KG/小时的速度加入到纺丝机料斗中进行纺丝，并加入 0.25%质量分数的二氧化钛。纺丝的温度为:一区温度为240°C、二区温度为265°C、三区温度为275°C、四区温度为280°C、五区温度为285°C、六区温度为278°C、纺丝箱体的温度为275 °C。纺丝箱体内，喷丝板直径为400mm，孔数为1500,喷丝孔长径比为2。进行冷却得到生物基锦纶56初生纤维，冷却风速为0.35m/min、风温为23°C;卷绕速度1000m/min。将生物基锦纶 56初生纤维在70°C条件下牵伸，后进行卷曲，卷曲数26个，上油，170°C下进行松弛热定型， 切断打包，即得到生物基锦纶56短纤维。
[0039]本实施例得到的生物基锦纶56长纤的技术参数为:
[0040] 熔点为254°C，长度为38mm，标准回潮率为5.8%，纤度为1.5扣以，密度为1.148/ cm3，断裂强度为3 ? 2CN/dtex，断裂伸长率为15 %。
【主权项】
1.一种生物基锦纶纤维的制备方法，包括如下(1)或(2)的步骤:(1)1)生物基锦纶56切片经真空干燥后进行熔融纺丝得到熔体细流；2)所述熔体细流经冷却、牵伸和热定型得到生物基锦纶56长纤；(2)1)生物基锦纶56切片经真空干燥后进行熔融纺丝得到熔体细流；2)所述熔体细流经冷却、牵伸、卷曲、上油、松弛热定型和切断得到生物基锦纶56短纤。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述生物基锦纶56切片的熔融指数为 23?24g/10min。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于:步骤(1)的1)和步骤(2)的1)中，所 述真空干燥的步骤如下:首先在90?95 °C的条件下干燥3.5?4.5h，后升温至95?120 °C的条件下干燥2.5? 3.5h，继续在120 °C的条件下保温3?6h。4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于:步骤(1)的1)和步骤(2)的 1)均包括向生物基锦纶56切片中加入包覆的二氧化钛的步骤，所述包覆的二氧化钛为由 娃、铝和镍包覆的二氧化钛；所述包覆的二氧化钛的添加量为所述生物基锦纶56切片质量的0.2?0.4%。5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于:步骤(1)的1)和步骤(2)的1)中，所述熔融纺丝的温度条件如下:一区温度为240?250°C，二区温度为255?265°C，三区温度为270?280°C，四区温度为 275?280°C，五区温度为275?285°C，六区温度为285?270°C，所使用的纺丝箱体的温度为 270?280。。。6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于:步骤(1)的2)和步骤(2)的2)中，所述冷却的条件为:冷却风速度为0.30?0.5m/min，风温为21?26°C。7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其特征在于:步骤(1)的2)中，所述牵伸 所使用的热盘的温度为50?70°C;所述热定型的温度为100?120°C。8.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法，其特征在于:步骤(2)的2)中，所述牵伸 所使用的热盘的温度为50?70°C ;所述卷曲的卷曲数为26?30个;所述松弛热定型的温度为165?175 °C。9.权利要求1-8中任一项所述方法制备的生物基锦纶纤维。
【文档编号】D01D5/098GK106012054SQ201610428340
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】郝新敏, 鞠景堂, 赵鹏程, 樊丽君, 于广慧, 孙庆智, 陈晓
【申请人】优纤科技（丹东）有限公司, 中国人民解放军总后勤部军需装备研究所, 辽宁恒星精细化工有限公司