一种ptfe/pva海岛纤维及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高性能纤维领域，设及一种PTFE/PVA海岛纤维及其制备方法。 技术背景
[0002] 聚四氣乙締(PTFE)是热性能及化学性能极其稳定的一种高分子材料，广泛应用于 绝缘、耐腐蚀、耐高低溫、防粘涂层等领域。由于其烙点高，并且在260°C W上就会变质，难W 用烙融纺丝得到纤维；除全氣烧控、金属钢(烙融状态)等特殊溶剂外，一般溶剂无法溶解， 工业上一般采用乳液纺丝、糊料挤出和切割法制备聚四氣乙締纤维，其中，乳液纺丝法技术 最为成熟，此方法把难于用溶液或烙体纺丝的聚合物分散在易于成纤的载体中，形成均匀 的纺丝乳液。载体一般选用聚乙締醇(PVA)水溶液，PVA水溶液与聚四氣乙締乳液混合成均 匀的纺丝原液，经过过滤、脱泡后，用常规的湿法纺丝方法制成纤维，初生纤维经水洗和干 燥后，进行高溫牵伸烧结，载体PVA即被碳化去除，聚四氣乙締粒子则发生粘结成纤。此法得 到的PTFE纤维均匀性较好，但色泽较暗，强度也较低，凝固浴中的芒硝也会给环境造成污 染。
[0003] 糊料挤出则将聚四氣乙締粉末与润滑油、汽油或煤油等易挥发物质调成糊状物， 然后从喷丝头挤压纺丝，使易挥发物质挥发，然后在高溫下牵伸，得到非均匀的白色带纱。 由于不含粘合剂残渣，此法得到的纤维强度和白度较高，但纤维纤度较粗，一般用作缝幼 线。
[0004] 切割法是由奥地利兰精公司70年代率先开发的，先把PTFE粉末加工成圆柱形型 巧，将它切成一定厚度的薄膜，再通过银齿状刀具割裂成丝，经牵伸、加热后得到PTFE纤维。 此法受限于原材料和切割设备，纤维细度不均，增加了后纺加工难度，成本较高。
[0005] W上=类方法均难W得到单纤纤度在IdtexW下的超细纤维，而海岛纤维是一种 复合纤维，去除海组分后，可W得到极细的岛组分。至今，Wpwe为岛组分，PVA为海组分，利 用干法纺丝制备的海岛纤维后开纤获得PTFE超细纤维还未见报道。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种PTFE/PVA海岛纤维及其制备方法，最终目的在于制取 聚四氣乙締超细纤维。
[0007] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下： 一种PTFE/PVA海岛纤维，岛组分为PTFE，海组分为PVA，所述的海岛纤维断裂强度为3.0 ~4.2cNAltex，断裂伸长率为7~10%，岛组分单纤纤度在1化exW下。
[000引所述的海组分和岛组分重量比为1:9到3:7之间。
[0009] -种PTFE/PVA海岛纤维的制备方法，是基于普通海岛结构纺丝箱体和干法纺丝设 备进行纤维加工，包括如下步骤： 步骤一，配制纺丝液A:由聚四氣乙締乳液及稳定剂或增稠剂组成，揽拌均匀后脱泡，形 成性状均一稳定的纺丝液A，溫度控制在室溫~100°C之间； 步骤二，配制纺丝液B:由聚乙締醇水溶液及稳定剂或增稠剂组成，揽拌均匀后脱泡，形 成性状均一稳定的纺丝液B，溫度控制在室溫~100°C之间； 步骤=，纺丝:将纺丝液A和纺丝液B经过计量累计量输送至海岛结构的喷丝板，形成纺 丝液A为岛相，B为海相结构的初生纤维;将初生纤维依次引入干法热风甫道、热牵伸处理等 工艺段，得到具有PTFE/PVA海岛纤维。
[0010] 其中，步骤一中所用聚四氣乙締乳液固含量在40~80wt%之间，粒径在0.1~0.5脾 之间。
[0011] 步骤一中所述的稳定剂或增稠剂包括棚酸、棚砂、海藻酸钢、明胶和簇甲基纤维素 钢中的一种或几种，比例占纺丝液A总重的1~10%之间。
[0012] 步骤二中所用的PVA优选牌号PVA1788、PVA2488、水溶性PVA和超支化PVA的一种或 几种，所选PVA需先水洗精制，确定含水率，固含量在10~60wt%之间。
[0013] 步骤二中所述的稳定剂或增稠剂包括棚酸、棚砂、辛醇、憐酸=下脂、娃类消泡剂 中的一种或几种，比例占纺丝液B总重的1~10%。
[0014] 步骤=中所用的喷丝板为海岛纤维专用喷丝板，甫道内循环侧吹风控制，甫道气 氛为热空气，热风溫度为120~160°C，风速为0.1~0.5m/s，处理时间10~60s。
[0015] 步骤=中热牵伸处理分为=个阶段处理，第一阶段处理溫度为60~120°C，牵伸比 为1~2正拉伸;第二阶段处理溫度为150~180°C，牵伸比为2~8正拉伸;第立阶段处理溫度 为200~250°C，牵伸比为1~1.5正拉伸;S阶段处理时间均为10~60s。
[0016] 步骤S中干法热风甫道和热牵伸处理的纺丝总牵伸倍率为6~10。
[0017] 步骤S中制得的海岛纤维海岛重量比为1:9到3:7之间。
[0018] 采用上述方案后，本发明WPTFE乳液和PVA水溶液为主要纺丝原料，结合海岛纺丝 和干法纺丝工艺制得PTFE/PVA海岛纤维。海岛纺丝将PTFE乳液包裹在PVA水溶液里面，形成 海岛初生纤维，干法热风甫道内的热风控制将岛相PTFE乳液和海相的PVA水溶液中的水分 蒸干，再经过热干燥和牵伸处理，得到PT阳/PVA海岛纤维。
[0019] 运种海岛纤维具有W下优点： 一、 具有明显的海岛两相结构，开纤工艺简单易行； 二、 可W制取更为细旦的PTFE超细纤维，岛组分单纤纤度在1化exW下； S、海岛纤维制备方法无需凝固浴，制备过程环保无污染，适合工业化规模生产。
[0020] 本发明方法制备过程环保，此纤维可用于过滤材料和防水透气性的高端纺织面 料。
【具体实施方式】
[0021] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并不用于 限定本发明。
[0022] 实施例1: (1)将固含量为60%的PT阳乳液、海藻酸钢按重量比98:2的比例配成纺丝液A，溫度为45 °C，揽拌均匀脱泡;将固含量为30%的PVA1788、棚酸和娃类消泡剂按重量比96:3:1的比例配 成纺丝液B，溫度控制为80°C，揽拌均匀脱泡。
[0023] (2)通过海岛喷丝板进行纺丝，甫道热风溫度为140°C左右，风速0.3m/s左右，甫道 内牵伸比为-0.6,处理时间为10s。
[0024] (3)第一阶段热处理溫度为70°C，牵伸比为1.5,处理时间为30s;第二阶段热处理 溫度为165°C，牵伸比为3,处理时间30s;第=阶段热处理溫度为210°C，牵伸比为1.1，处理 时间为10s。
[00巧](4)经收卷机收卷得到PTFE/PVA海岛纤维，其物理性能指标如下：
实施例2: (1)将固含量为60%的PT阳乳液、棚酸、明胶按重量比97:1: 2的比例配成纺丝液A，溫度 为60°C，揽拌均匀脱泡;将固含量为35%的PVA2488、憐酸S下脂按重量比98:2的比例配成纺 丝液B，溫度控制为80°C，揽拌均匀脱泡。
[00%] (2)通过海岛喷丝板进行纺丝，甫道热风溫度为150°C左右，风速0.3m/s左右，甫道 内牵伸比为-0.7,处理时间为30s。
[0027] (3)第一阶段热处理溫度为80°C，牵伸比为1.8,处理时间为20s;第二阶段热处理 溫度为185°C，牵伸比为4,处理时间20s;第=阶段热处理溫度为230°C，牵伸比为1.05,处理 时间为10s。
[002引（4)经收卷机收卷得至化TFE/PVA海岛纤维，其物理性能指标如下：
【主权项】
1. 一种PTFE/PVA海岛纤维，其特征在于：岛组分为PTFE，海组分为PVA，海岛纤维的断裂 强度为3.0~4.2cN/dtex，断裂伸长率为7~10%，岛组分单纤纤度在ldtex以下。2. 如权利要求1所述的一种PTFE/PVA海岛纤维，其特征在于:海组分和岛组分的重量比 为1:9到3:7之间。3. -种PTFE/PVA海岛纤维的制备方法，其特征在于是基于普通海岛结构纺丝箱体和干 法纺丝设备进行纤维加工，包括如下步骤： 步骤一，配制纺丝液A:由聚四氟乙烯乳液及稳定剂或增稠剂组成，搅拌均匀后脱泡，形 成性状均一稳定的纺丝液A，温度控制在室温~100°C之间； 步骤二，配制纺丝液B:由聚乙烯醇水溶液及稳定剂或增稠剂组成，搅拌均匀后脱泡，形 成性状均一稳定的纺丝液B，温度控制在室温~100°C之间； 步骤三，纺丝:将纺丝液A和纺丝液B经过计量栗计量输送至海岛结构的喷丝板，形成纺 丝液A为岛相，B为海相结构的初生纤维;将初生纤维依次引入干法热风甬道、热牵伸处理， 得到具有PTFE/PVA海岛纤维。4. 如权利要求3所述的一种PTFE/PVA海岛纤维的制备方法，其特征在于:步骤一中所用 聚四氟乙稀乳液固含量在40~80wt%之间，粒径在0.1~0.5μηι之间。5. 如权利要求3所述的一种PTFE/PVA海岛纤维的制备方法，其特征在于:步骤一中所述 的稳定剂或增稠剂包括硼酸、硼砂、海藻酸钠、明胶和羧甲基纤维素钠中的一种或几种，比 例占纺丝液A总重的1~10%之间；步骤二中所述的稳定剂或增稠剂包括硼酸、硼砂、辛醇、磷 酸三丁脂、硅类消泡剂中的一种或几种，比例占纺丝液B总重的1~10%。6. 如权利要求3所述的一种PTFE/PVA海岛纤维的制备方法，其特征在于:步骤二中所用 的PVA为PVA1788、PVA2488、水溶性PVA和超支化PVA的一种或几种，所选PVA水洗精制，固含 量在10~60wt%之间。7. 如权利要求3所述的一种PTFE/PVA海岛纤维的制备方法，其特征在于:步骤三中所用 的喷丝板为海岛纤维专用喷丝板，甬道内循环侧吹风控制，甬道气氛为热空气，热风温度为 120~160°C，风速为0.1~0.5m/s，处理时间10~60s。8. 如权利要求3所述的一种PTFE/PVA海岛纤维的制备方法，其特征在于:步骤三中热牵 伸处理分为三个阶段处理，第一阶段处理温度为60~120°C，牵伸比为1~2正拉伸；第二阶 段处理温度为150~180 °C，牵伸比为2~8正拉伸;第三阶段处理温度为200~250 °C，牵伸比 为1~1.5正拉伸;三阶段处理时间均为10~60s。9. 如权利要求3所述的一种PTFE/PVA海岛纤维的制备方法，其特征在于:步骤三中干法 热风甬道和热牵伸处理的纺丝总牵伸倍率为6~10。10. 如权利要求3所述的一种PTFE/PVA海岛纤维的制备方法，其特征在于：步骤三中制 得的海岛纤维海岛重量比为1:9到3:7之间。
【专利摘要】本发明公开一种PTFE/PVA海岛纤维，岛组分为PTFE，海组分为PVA，所述的海岛纤维断裂强度为3.0～4.2cN/dtex，断裂伸长率为7～10%，岛组分单纤纤度在1dtex以下。还公开了一种PTFE/PVA海岛纤维的制备方法，是基于普通海岛结构纺丝箱体和干法纺丝设备进行纤维加工。本发明方法制备过程环保，此纤维可用于过滤材料和防水透气性的高端纺织面料。
【IPC分类】D01D1/02, D01F1/10, D01D5/04, D01D5/12, D01F8/10, D01D5/30
【公开号】CN105648576
【申请号】
【发明人】王春华, 吴新谦, 林水东
【申请人】龙岩紫荆创新研究院
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年4月6日