一种高性能锦纶热熔丝的制备方法
技术领域：
本发明涉及热熔丝制备技术领域，具体涉及一种高性能锦纶热熔丝的制备方法。
背景技术：
热熔丝，又称低熔点纤维，是近年来发展最为迅速的功能性纤维之一。热熔丝分为涤纶热熔丝和锦纶热熔丝两种，可通过调整原料特性，将熔点控制在85℃至180℃之间。在常温状态下，将热熔丝与其它纤维织造成织物，然后在干热或湿热状态下，对织物施加压力，当温度高于热熔丝熔点时，热熔丝逐渐熔融。而在此温度下，常规的其它纤维保持不变，从而被热熔丝粘合在一起。因此，热熔丝可替代胶水等化学粘合剂，避免了挥发物及粉层的污染，环保无毒；同时节省了工艺流程，降低了下游的生产成本。
目前，热熔丝广泛应用于户外运动鞋面、休闲鞋面、沙发面料、窗帘窗纱、碳纤维布面定型、雪尼尔纱、邦迪线、高档西服内衬、蕾丝花边及手套锁边纱等领域，是一个具有巨大市场前景的高新技术产品。
专利CN201911348120.X公开了一种低熔点锦纶热熔丝，由多元酸、多元胺、改性剂、钯催化剂、分散剂、防老剂、消泡剂制成，制得的锦纶热熔丝的熔点在120℃以下，但需要添加分散剂、防老剂、消泡剂作为助剂，这些助剂的添加会增加原料投入成本。发明人基于进一步降低锦纶热熔丝的熔点和简化原料组成、降低原料投入成本的目的，开发出一种新型锦纶热熔丝。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种高性能锦纶热熔丝的制备方法，采用简单的制备步骤制得低熔点的锦纶热熔丝，所制锦纶热熔丝还具有热粘合强度高的特点。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种高性能锦纶热熔丝的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)向聚合釜中加入3,5-吡唑二甲酸和己二胺，抽真空后通入惰性气体，加热加压反应，得到聚酰胺高聚物；
(2)将聚酰胺高聚物加入双螺杆挤出机中，熔融挤出，经纺丝、冷却、拉伸、定型，得到锦纶热熔丝。
所述3,5-吡唑二甲酸、己二胺的摩尔比为1:1-1.05。
所述惰性气体为氮气或氦气。
所述加热加压反应由四个阶段组成，第一阶段是在温度150～180℃、压力0.5～1MPa下反应0.5～2h，第二阶段是在温度180～230℃、压力1～3MPa下反应1-5h，第三阶段是在温度230～280℃、压力0MPa下反应1-5h，第四阶段是在温度200-250℃、压力-0.1～-0.05MPa下反应0.5-2h。
所述双螺杆挤出机的各段温度设为I区135-145℃、II区145-155℃、III区155-165℃、IV区165-175℃、V区165-175℃、VI区155-165℃。
所述纺丝温度为230-280℃，纺丝速度为1000-2000m/min。
所述冷却采用温度20-25℃、相对湿度60-70％的风冷方式。
所述拉伸采用温度115-135℃、速度1500-3000m/min的热辊拉伸。
所述定型采用温度30-50℃、速度500-1000m/min的冷辊定型。
为了进一步缩短聚合反应时间，本发明还添加了Co-Ba双金属氧化物作为催化剂，在得到相同分子量的聚酰胺前提下，通过催化剂的添加能够将聚合反应时间缩短1/3以上。
本发明所要解决的技术问题还可以采用以下的技术方案来实现：
一种低熔点锦纶热熔丝的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)向聚合釜中加入3,5-吡唑二甲酸、己二胺和Co-Ba双金属氧化物，抽真空后通入惰性气体，加热加压反应，得到聚酰胺高聚物；
(2)将聚酰胺高聚物加入双螺杆挤出机中，熔融挤出，经纺丝、冷却、拉伸、定型，得到锦纶热熔丝。
所述Co-Ba双金属氧化物的用量为3,5-吡唑二甲酸和己二胺总质量的1-5％。
所述Co-Ba双金属氧化物的制备操作为：向水中加入六水合氯化钴、二水合氯化钡和尿素，溶解完全后转入水热反应釜中，加热反应，冷却，洗涤，烘干，退火处理，得到Co-Ba双金属氧化物。
所述六水合氯化钴、二水合氯化钡和尿素的摩尔比为1:1:2。
所述3,5-吡唑二甲酸、己二胺的摩尔比为1:1-1.05。
所述惰性气体为氮气或氦气。
所述加热加压反应由四个阶段组成，第一阶段是在温度150～180℃、压力0.5～1MPa下反应0.5～2h，第二阶段是在温度180～230℃、压力1～3MPa下反应1-5h，第三阶段是在温度230～280℃、压力0MPa下反应1-5h，第四阶段是在温度200-250℃、压力-0.1～-0.05MPa下反应0.5-2h。
所述双螺杆挤出机的各段温度设为I区135-145℃、II区145-155℃、III区155-165℃、IV区165-175℃、V区165-175℃、VI区155-165℃。
所述纺丝温度为230-280℃，纺丝速度为1000-2000m/min。
所述冷却采用温度20-25℃、相对湿度60-70％的风冷方式。
所述拉伸采用温度115-135℃、速度1500-3000m/min的热辊拉伸。
所述定型采用温度30-50℃、速度500-1000m/min的冷辊定型。
本发明的有益效果是：本发明以3,5-吡唑二甲酸作为二元酸，以己二胺作为二元胺，经聚合反应生成聚酰胺，所制聚酰胺的结构中除了含有酰胺基以外还包含吡唑基，很明显该聚酰胺区别于本领域现有的常规聚酰胺，将该聚酰胺用于制备锦纶热熔丝的应用不属于本领域的公知技术，而本发明利用该聚酰胺能够制得低熔点的锦纶热熔丝，其熔点能够低至82℃，从而减少锦纶热熔丝应用时的能耗投入；同时所制锦纶热熔丝的热粘合强度高，能够替代化学粘合剂更好地发挥纤维面料粘合作用。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)向聚合釜中加入17.4g 3,5-吡唑二甲酸和12.0g己二胺，抽真空后通入氦气，加热加压反应，第一阶段是在温度165℃、压力0.8MPa下反应2h，第二阶段是在温度215℃、压力2MPa下反应3h，第三阶段是在温度250℃、压力0MPa下反应3h，第四阶段是在温度230℃、压力-0.08MPa下反应2h，得到聚酰胺高聚物；
(2)将聚酰胺高聚物加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的各段温度设为I区139℃、II区151℃、III区162℃、IV区170℃、V区168℃、VI区159℃，熔融挤出，经纺丝、冷却、拉伸、定型，纺丝温度为255℃，纺丝速度为1500m/min，冷却采用温度25℃、相对湿度65％的风冷方式，拉伸采用温度125℃、速度2000m/min的热辊拉伸，定型采用温度40℃、速度1000m/min的冷辊定型，得到锦纶热熔丝。
实施例2
实施例2与实施例1的不同之处是添加了Co-Ba双金属氧化物作为催化剂，其余同实施例1。
(1)向水中加入11.9g六水合氯化钴、12.2g二水合氯化钡和6.0g尿素，溶解完全后转入水热反应釜中，加热至160℃反应8h，冷却，水洗，80℃下烘干，350℃下退火处理2h，得到Co-Ba双金属氧化物；
(2)向聚合釜中加入17.4g 3,5-吡唑二甲酸、12.0g己二胺和0.8g Co-Ba双金属氧化物，抽真空后通入氦气，加热加压反应，第一阶段是在温度165℃、压力0.8MPa下反应1h，第二阶段是在温度215℃、压力2MPa下反应2h，第三阶段是在温度250℃、压力0MPa下反应2h，第四阶段是在温度230℃、压力-0.08MPa下反应1h，得到聚酰胺高聚物；
(3)将聚酰胺高聚物加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的各段温度设为I区139℃、II区151℃、III区162℃、IV区170℃、V区168℃、VI区159℃，熔融挤出，经纺丝、冷却、拉伸、定型，纺丝温度为255℃，纺丝速度为1500m/min，冷却采用温度25℃、相对湿度65％的风冷方式，拉伸采用温度125℃、速度2000m/min的热辊拉伸，定型采用温度40℃、速度1000m/min的冷辊定型，得到锦纶热熔丝。
对比例
对比例与实施例1的不同之处是将3,5-吡唑二甲酸替换为等摩尔量的十二烷二酸，其余同实施例1。
(1)向聚合釜中加入14.6g十二烷二酸和12.0g己二胺，抽真空后通入氦气，加热加压反应，第一阶段是在温度165℃、压力0.8MPa下反应2h，第二阶段是在温度215℃、压力2MPa下反应3h，第三阶段是在温度250℃、压力0MPa下反应3h，第四阶段是在温度230℃、压力-0.08MPa下反应2h，得到聚酰胺高聚物；
(2)将聚酰胺高聚物加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的各段温度设为I区139℃、II区151℃、III区162℃、IV区170℃、V区168℃、VI区159℃，熔融挤出，经纺丝、冷却、拉伸、定型，纺丝温度为255℃，纺丝速度为1500m/min，冷却采用温度25℃、相对湿度65％的风冷方式，拉伸采用温度125℃、速度2000m/min的热辊拉伸，定型采用温度40℃、速度1000m/min的冷辊定型，得到锦纶热熔丝。
采用专利CN201911348120.X说明书中段[0168]的测试方法测试上述实施例和对照例所制锦纶热熔丝的熔点，测试结果如表1所示。
表1实施例和对照例所制锦纶热熔丝的熔点
由表1可以看出，以3,5-吡唑二甲酸作为二元酸单体能够明显降低所制锦纶热熔丝的熔点。
并且，添加Co-Ba双金属氧化物作为聚酰胺合成用催化剂能够明显缩短反应时间。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
