本發(fā)明涉及一種pbt纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（pbt）是一種結(jié)晶型熱塑性聚酯，以其快速的結(jié)晶速度、高的機(jī)械強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性以及良好的電絕緣性能而著稱。此外，pbt還擁有出色的耐熱性、耐酸性、耐油污和耐化學(xué)腐蝕性能。這些特性使得pbt在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，特別是利用熔噴法制得的pbt非織造布纖維，由于其細(xì)度和柔軟性，加上優(yōu)異的耐油污和耐熱性能，在柴油機(jī)車的過濾系統(tǒng)及油水分離應(yīng)用中展現(xiàn)出巨大的潛力。

2、然而，傳統(tǒng)的pbt材料存在一些缺陷，限制了其更廣泛的應(yīng)用。具體來說，pbt熔體粘度大、熔點(diǎn)高、熔融指數(shù)高，熔體流動(dòng)性低，紡絲速度較慢，不易紡絲，尤其是在濾材領(lǐng)域的應(yīng)用。另外，pbt的抗氧化性能較差，這意味著在長(zhǎng)期使用或暴露于氧化環(huán)境中時(shí)，pbt材料可能會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，如機(jī)械性能下降、顏色變化等，這不僅影響了材料的使用壽命，也限制了其在需要長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性能的應(yīng)用場(chǎng)景中的適用性。

3、因此，本申請(qǐng)對(duì)pbt進(jìn)行改性并對(duì)其進(jìn)行紡絲，適用于高速紡絲。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種pbt纖維及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中所提到的技術(shù)問題。

2、實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：一種pbt纖維，所述pbt纖維是由改性pbt、抗氧化混合物、催化劑混合后進(jìn)行熔融紡絲纏繞得到。

3、進(jìn)一步地，所述改性pbt是由對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、1,4-丁二醇，疊氮甲基氧雜環(huán)丁烷共聚得到。

4、進(jìn)一步地，所述抗氧化混合物包括丁基羥基茴香醚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、l-抗壞血酸鈉、2-乙炔苯酚。

5、進(jìn)一步地，所述催化劑采用五水合硫酸銅。

6、進(jìn)一步地，一種pbt纖維的制備方法，包括以下制備步驟：

7、將改性pbt、抗氧化混合物、催化劑在高速攪拌器中攪拌混合在一起，隨后放入螺桿擠出機(jī)中熔融并經(jīng)噴絲頭模具擠出纏繞，得到直徑為4~8μm的pbt纖維。

8、進(jìn)一步地，所述改性pbt的制備方法如下：將對(duì)苯二甲酸、1,4-丁二醇，間苯二甲酸、疊氮甲基氧雜環(huán)丁烷、催化劑鈦酸四丁酯、穩(wěn)定劑磷酸三甲酯加入到攪拌反應(yīng)釜中直接酯化、熔融縮聚反應(yīng)；酯化反應(yīng)溫度控制在220~240℃，反應(yīng)壓力為0.2mpa，出水量達(dá)到理論出水量90%，反應(yīng)時(shí)間2~3h；熔融縮聚反應(yīng)溫度控制在240℃~250℃，壓力為0.02~0.06mpa，反應(yīng)時(shí)間大約40~100min。

9、進(jìn)一步地，所述疊氮甲基氧雜環(huán)丁烷的制備方法如下：惰性氣體保護(hù)環(huán)境下，將50質(zhì)量份3-(氯甲基)-氧雜環(huán)丁烷、47~49質(zhì)量份疊氮化鈉、106~108質(zhì)量份水、7質(zhì)量份甲基三辛基氯化銨在95~100℃下加熱3.8~4.2h，分離出有機(jī)相并用100質(zhì)量份二氯甲烷稀釋，隨后用含水量50%的異丙醇溶液洗滌2~4次，接著用去離子水洗滌2~4次、用無水硫酸鈉干燥，得到疊氮甲基氧雜環(huán)丁烷。

10、進(jìn)一步地，所述對(duì)苯二甲酸、1,4-丁二醇，間苯二甲酸、疊氮甲基氧雜環(huán)丁烷、催化劑鈦酸四丁酯、穩(wěn)定劑磷酸三甲酯的質(zhì)量比為：1300~1400：140~160：1106~1108：270~280：3.5~4.5：0.1~0.14。

11、進(jìn)一步地，所述改性pbt、抗氧化混合物、催化劑的質(zhì)量比為1000：80~90：4~6；所述抗氧化混合物中丁基羥基茴香醚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、l-抗壞血酸鈉、2-乙炔苯酚的質(zhì)量比為：1：2~4：1~3：3~5。

12、進(jìn)一步地，所述螺桿擠出機(jī)紡絲速度為800m/min，螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度分別為：一區(qū)185~195℃、二區(qū)195~205℃、三區(qū)200~210℃、四區(qū)200~210℃、五區(qū)200~210℃。

13、采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下的有益效果：

14、本發(fā)明的pbt纖維是由改性pbt、抗氧化混合物、催化劑混合后進(jìn)行熔融紡絲纏繞得到；其中，改性pbt是由對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、1,4-丁二醇，疊氮甲基氧雜環(huán)丁烷共聚得到；抗氧化混合物包括丁基羥基茴香醚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、l-抗壞血酸鈉、2-乙炔苯酚；催化劑采用五水合硫酸銅。

15、本發(fā)明先采用對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、1,4-丁二醇，疊氮甲基氧雜環(huán)丁烷共聚得到改性pbt，通過在pbt中引入間苯二甲酸、疊氮甲基氧雜環(huán)丁烷來破壞普通pbt分子鏈的規(guī)整結(jié)構(gòu)，阻礙了分子鏈的運(yùn)動(dòng)，使改性pbt的結(jié)晶能力變?nèi)?，需要更長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)入晶格，結(jié)晶峰溫降低，結(jié)晶溫度曲線變寬，結(jié)晶速度降低，進(jìn)而使改性pbt熔點(diǎn)降低。

16、本發(fā)明通過在pbt纖維中添加抗氧化混合物，來賦予pbt纖維良好的抗氧化性能，同時(shí)在催化劑的作用下改性pbt上的疊氮基與抗氧化混合物中的炔烴發(fā)生點(diǎn)擊反應(yīng)，形成三氮唑基衍生物，是pbt纖維具備優(yōu)良的抗菌性能。

技術(shù)特征：

1.一種pbt纖維，其特征在于，所述pbt纖維是由改性pbt、抗氧化混合物、催化劑混合后進(jìn)行熔融紡絲纏繞得到。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的pbt纖維，其特征在于，所述改性pbt是由對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、1,4-丁二醇，疊氮甲基氧雜環(huán)丁烷共聚得到。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的pbt纖維，其特征在于，所述抗氧化混合物包括丁基羥基茴香醚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、l-抗壞血酸鈉、2-乙炔苯酚。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的pbt纖維，其特征在于，所述催化劑采用五水合硫酸銅。

5.一種pbt纖維的制備方法，其特征在于，包括以下制備步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的pbt纖維的制備方法，其特征在于，所述改性pbt的制備方法如下：將對(duì)苯二甲酸、1,4-丁二醇，間苯二甲酸、疊氮甲基氧雜環(huán)丁烷、催化劑鈦酸四丁酯、穩(wěn)定劑磷酸三甲酯加入到攪拌反應(yīng)釜中直接酯化、熔融縮聚反應(yīng)；酯化反應(yīng)溫度控制在220~240℃，反應(yīng)壓力為0.2mpa，出水量達(dá)到理論出水量90%，反應(yīng)時(shí)間2~3h；熔融縮聚反應(yīng)溫度控制在240℃~250℃，壓力為0.02~0.06mpa，反應(yīng)時(shí)間大約40~100min。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的pbt纖維的制備方法，其特征在于，所述疊氮甲基氧雜環(huán)丁烷的制備方法如下：惰性氣體保護(hù)環(huán)境下，將50質(zhì)量份3-(氯甲基)-氧雜環(huán)丁烷、47~49質(zhì)量份疊氮化鈉、106~108質(zhì)量份水、7質(zhì)量份甲基三辛基氯化銨在95~100℃下加熱3.8~4.2h，分離出有機(jī)相并用100質(zhì)量份二氯甲烷稀釋，隨后用含水量50%的異丙醇溶液洗滌2~4次，接著用去離子水洗滌2~4次、用無水硫酸鈉干燥，得到疊氮甲基氧雜環(huán)丁烷。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的pbt纖維的制備方法，其特征在于，所述對(duì)苯二甲酸、1,4-丁二醇，間苯二甲酸、疊氮甲基氧雜環(huán)丁烷、催化劑鈦酸四丁酯、穩(wěn)定劑磷酸三甲酯的質(zhì)量比為：1300~1400：140~160：1106~1108：270~280：3.5~4.5：0.1~0.14。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的pbt纖維的制備方法，其特征在于，所述改性pbt、抗氧化混合物、催化劑的質(zhì)量比為1000：80~90：4~6；所述抗氧化混合物中丁基羥基茴香醚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、l-抗壞血酸鈉、2-乙炔苯酚的質(zhì)量比為：1：2~4：1~3：3~5。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的pbt纖維的制備方法，其特征在于，所述螺桿擠出機(jī)紡絲速度為800m/min，螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度分別為：一區(qū)185~195℃、二區(qū)195~205℃、三區(qū)200~210℃、四區(qū)200~210℃、五區(qū)200~210℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種PBT纖維及其制備方法，屬于聚酯纖維技術(shù)領(lǐng)域；本發(fā)明的PBT纖維是由改性PBT、抗氧化混合物、催化劑混合后進(jìn)行熔融紡絲纏繞得到；其中，改性PBT是由對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、1,4?丁二醇，疊氮甲基氧雜環(huán)丁烷共聚得到；抗氧化混合物包括丁基羥基茴香醚、2,6?二叔丁基?4?甲基苯酚、L?抗壞血酸鈉、2?乙炔苯酚；催化劑采用五水合硫酸銅；本發(fā)明制得的PBT纖維熔點(diǎn)低易紡絲、抗氧化性、抗菌性較好。

技術(shù)研發(fā)人員：瞿一鋒,陶相相,錢曉明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇和時(shí)利新材料股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8