一种tpee单丝
阅读说明：本技术 一种tpee单丝 (TPEE monofilament ) 是由 刘伟 于 2021-09-16 设计创作，主要内容包括：本申请属于单丝技术领域,具体涉及一种TPEE单丝,所述TPEE单丝的制备方法为：将干燥的TPEE母粒经挤出机熔融挤出、冷却、牵伸、热定型、收卷得到TPEE单丝；所述TPEE母粒为抗紫外改性TPEE母粒。本申请的TPEE单丝,制备TPEE单丝所用的TPEE母粒为抗紫外改性TPEE母粒,直接采用抗紫外改性TPEE母粒,无需通过添加小分子的紫外线吸收剂来改善TPEE单丝的抗紫外效果,有效解决了紫外线吸收剂的分散问题,以及长期使用过程中的迁移、析出问题,利于使所制备的TPEE单丝具有长久且优异的抗紫外效果。(The application belongs to the technical field of monofilaments, and particularly relates to a TPEE monofilament, which is prepared by the following steps: melting and extruding the dried TPEE master batch through an extruder, cooling, drafting, heat setting and rolling to obtain TPEE monofilament; the TPEE master batch is an anti-ultraviolet modified TPEE master batch. According to the TPEE monofilament, the TPEE master batch used for preparing the TPEE monofilament is the ultraviolet-resistant modified TPEE master batch, the ultraviolet-resistant modified TPEE master batch is directly adopted, the ultraviolet-resistant effect of the TPEE monofilament is not required to be improved by adding a micromolecular ultraviolet absorbent, the dispersion problem of the ultraviolet absorbent is effectively solved, the migration and precipitation problems in the long-term use process are solved, and the prepared TPEE monofilament has long-term and excellent ultraviolet-resistant effect.)
技术领域
本申请属于单丝技术领域，具体涉及一种TPEE单丝。
背景技术
热塑性聚酯弹性体(TPEE)又称聚酯橡胶，是一类含有PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)聚酯硬段和脂肪族聚酯或聚醚软段的线型嵌段共聚物。TPEE兼具橡胶优良的弹性和热塑性塑料的易加工性，软硬度可调，设计自由，是热塑性弹性体中倍受关注的新品种。
聚醚酯弹性体在很多不同条件下，如在水雾、臭氧、室外大气老化等条件下，化学稳定性优良。像大多数TPE一样，在紫外光作用下会发生降解，因此对于室外应用或制品受阳光照射的条件，配方中应添加紫外光防护助剂。
中国专利文献CN 104862815 A公开了一种基于聚对苯二甲酸丙二醇酯的抗菌防静电纤维，该纤维通过在混料过程中向基体材料中添加0.5-2％的紫外线吸收剂来改善纤维的防紫外线辐射功能。一方面，其中的紫外线吸收剂通过共混添加，可能导致紫外线吸收剂在基体中的分散不均，从而不利于发挥最大的抗紫外线效果；另一方面，所添加的紫外线吸收剂为羟苯基三嗪类紫外线吸收剂、水杨酸双酚A酯紫外线吸收剂、2-羟基-4正辛氧基-二苯甲酮、2，4-二羟基二苯甲酮等小分子紫外线吸收剂，使用过程中容易发生迁移、析出，从而无法起到长久的抗紫外线效果。
鉴于此，有必要开发一种TPEE单丝，来改善添加的小分子紫外线吸收剂因分散效果相对较差以及使用中会发生的迁移析等情况而导致的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本申请公开了一种TPEE单丝，制备TPEE单丝所用的TPEE母粒为抗紫外改性TPEE母粒，直接采用抗紫外改性TPEE母粒，无需通过添加小分子的紫外线吸收剂来改善TPEE单丝的抗紫外效果，有效解决了紫外线吸收剂的分散问题，以及长期使用过程中的迁移、析出问题，利于使所制备的TPEE单丝具有长久且优异的抗紫外效果。
本申请提供一种TPEE单丝，采用如下的技术方案：
一种TPEE单丝，所述TPEE单丝的制备方法为：将干燥的TPEE母粒经挤出机熔融挤出、冷却、牵伸、热定型、收卷得到TPEE单丝；所述TPEE母粒为抗紫外改性TPEE母粒。
直接采用抗紫外改性TPEE母粒，无需通过添加小分子的紫外线吸收剂来改善TPEE单丝的抗紫外效果，有效解决了紫外线吸收剂的分散问题，以及长期使用过程中的迁移、析出问题，利于使所制备的TPEE单丝具有长久且优异的抗紫外效果
作为优选，上述抗紫外改性TPEE的制备方法为：
(1)将苯二甲酸二甲酯、1,4-丁二醇、2,4-二羟基苯甲酸-4-羟基苯酯和催化剂加入反应釜内，通入氮气排尽空气，升温至185℃，进行酯交换反应，得到预聚体；
(2)将预聚体升温至260℃，加入聚四氢呋喃醚二醇和催化剂，进行减压缩聚反应，聚合物经水冷造粒得到抗紫外改性TPEE母粒。
反应过程为：
作为优选，上述步骤(1)中1,4-丁二醇、2,4-二羟基苯甲酸-4-羟基苯酯和对苯二甲酸二甲酯的摩尔比为1.8-2.0:0.1-0.3:1。
按照上述摩尔比添加的2,4-二羟基苯甲酸-4-羟基苯酯即可实现较好的抗紫外效果，如果2,4-二羟基苯甲酸-4-羟基苯酯的添加量过少，则抗紫外效果不明显；如果2,4-二羟基苯甲酸-4-羟基苯酯的添加量过多，不仅抗紫外效果不会再有明显的提高，而且由于2,4-二羟基苯甲酸-4-羟基苯酯的双苯环结构，过量添加还会导致单丝的断裂伸长率显著下降，单丝的韧性不足。而适量添加有利于在不大幅影响单丝韧性的同时，增加单丝强度。
作为优选，上述步骤(1)中的催化剂为乙酸镁。
作为优选，上述步骤(1)中，当收集到的甲醇量达到理论值的80％时，酯交换反应结束。
作为优选，上述步骤(2)中的催化剂为钛酸四丁酯。
作为优选，上述步骤(2)中减压缩聚反应的压力为100Pa以下。
作为优选，上述步骤(2)中减压缩聚反应的时间为2-3h。
作为优选，上述TPEE单丝的制备方法具体为：
(1)将抗紫外改性TPEE母粒在100℃下干燥4h，然后加入挤出机，挤出机一区温度为220-240℃，二区温度为230-250℃，三区温度为230-250℃，四区温度为235-255℃，五区温度为235-255℃，法兰温度为230-250℃，七区温度为230-250℃，计量泵温度为230-250℃，模头温度为230-250℃，冷水槽温度为室温；
(2)将步骤(1)挤出的长丝进行牵伸、热定型、收卷得到TPEE单丝，具体条件为：一牵速度29-31m/min，热水槽温度85-95℃，二牵速度111-113m/min，热烘箱温度95-105℃，三牵速度118-120m/min，定型烘箱温度170-180℃，四牵速度122-124m/min。
本申请具有如下的有益效果：
(1)本申请的TPEE单丝，制备TPEE单丝所用的TPEE母粒为抗紫外改性TPEE母粒，直接采用抗紫外改性TPEE母粒，无需通过添加小分子的紫外线吸收剂来改善TPEE单丝的抗紫外效果，有效解决了紫外线吸收剂的分散问题，以及长期使用过程中的迁移、析出问题，利于使所制备的TPEE单丝具有长久且优异的抗紫外效果。
(2)本申请以2,4-二羟基苯甲酸-4-羟基苯酯作为原料，与1,4-丁二醇和对苯二甲酸二甲酯共同进行酯交换反应，生成主链上带有可吸收紫外线的水杨酸苯酯结构的预聚体，与共混形式添加的紫外线吸收剂不同，本申请的抗紫外改性TPEE制备方式直接将水杨酸苯酯结构链接在TPEE主链中，不仅解决了小分子紫外线吸收剂在聚合物中的分散问题，而且直接将水杨酸苯酯结构固定在主链上，可以有效避免TPEE单丝在长期使用过程中发生迁移、析出而失效的问题。
具体实施方式
现在结合实施例对本申请作进一步详细的说明。
实施例1
抗紫外改性TPEE母粒的制备：
(1)将2kg的1,4-丁二醇、0.58kg的2,4-二羟基苯甲酸-4-羟基苯酯和2.27kg的对苯二甲酸二甲酯加入反应釜内，并加入催化剂乙酸镁，通入氮气排尽空气，升温至185℃，进行酯交换反应，当收集到的甲醇量达到理论值的80％时，酯交换反应结束，得到预聚体；
(2)将预聚体升温至230℃，加入5.2kg聚四氢呋喃醚二醇和催化剂钛酸四丁酯，关闭氮气，抽真空至釜内压强下降至100Pa以下，同时缓慢升温至260℃，进行缩聚反应2h，得到抗紫外改性TPEE母粒。
TPEE单丝的制备：
(1)将所制备的抗紫外改性TPEE母粒在100℃下干燥4h，然后加入挤出机，挤出机一区温度为230℃，二区温度为240℃，三区温度为240℃，四区温度为245℃，五区温度为245℃，法兰温度为240℃，七区温度为240℃，计量泵温度为240℃，模头温度为240℃，冷水槽温度为室温；
(2)将步骤(1)挤出的长丝进行牵伸、热定型、收卷得到TPEE单丝，具体条件为：一牵速度29.8m/min，热水槽温度90℃，二牵速度112m/min，热烘箱温度100℃，三牵速度119m/min，定型烘箱温度175℃，四牵速度123m/min。
实施例2
抗紫外改性TPEE母粒的制备：
(1)将2kg的1,4-丁二醇、0.91kg的2,4-二羟基苯甲酸-4-羟基苯酯和2.39kg的对苯二甲酸二甲酯加入反应釜内，并加入催化剂乙酸镁，通入氮气排尽空气，升温至185℃，进行酯交换反应，当收集到的甲醇量达到理论值的80％时，酯交换反应结束，得到预聚体；
(2)将预聚体升温至230℃，加入5.5kg聚四氢呋喃醚二醇和催化剂钛酸四丁酯，关闭氮气，抽真空至釜内压强下降至100Pa以下，同时缓慢升温至260℃，进行缩聚反应3h，得到抗紫外改性TPEE母粒。
TPEE单丝的制备：
(1)将所制备的抗紫外改性TPEE母粒在100℃下干燥4h，然后加入挤出机，挤出机一区温度为235℃，二区温度为245℃，三区温度为245℃，四区温度为250℃，五区温度为250℃，法兰温度为245℃，七区温度为245℃，计量泵温度为245℃，模头温度为245℃，冷水槽温度为室温；
(2)将步骤(1)挤出的长丝进行牵伸、热定型、收卷得到TPEE单丝，具体条件为：一牵速度29m/min，热水槽温度85℃，二牵速度111m/min，热烘箱温度95℃，三牵速度118m/min，定型烘箱温度170℃，四牵速度122m/min。
实施例3
抗紫外改性TPEE母粒的制备：
(1)将2kg的1,4-丁二醇、0.27kg的2,4-二羟基苯甲酸-4-羟基苯酯和2.15kg的对苯二甲酸二甲酯加入反应釜内，并加入催化剂乙酸镁，通入氮气排尽空气，升温至185℃，进行酯交换反应，当收集到的甲醇量达到理论值的80％时，酯交换反应结束，得到预聚体；
(2)将预聚体升温至230℃，加入4.9kg聚四氢呋喃醚二醇和催化剂钛酸四丁酯，关闭氮气，抽真空至釜内压强下降至100Pa以下，同时缓慢升温至260℃，进行缩聚反应2h，得到抗紫外改性TPEE母粒。
TPEE单丝的制备：
(1)将所制备的抗紫外改性TPEE母粒在100℃下干燥4h，然后加入挤出机，挤出机一区温度为225℃，二区温度为235℃，三区温度为235℃，四区温度为240℃，五区温度为240℃，法兰温度为235℃，七区温度为235℃，计量泵温度为235℃，模头温度为235℃，冷水槽温度为室温；
(2)将步骤(1)挤出的长丝进行牵伸、热定型、收卷得到TPEE单丝，具体条件为：一牵速度30m/min，热水槽温度95℃，二牵速度113m/min，热烘箱温度105℃，三牵速度120m/min，定型烘箱温度180℃，四牵速度124m/min。
对比例1
TPEE母粒的制备：
(1)将2.21kg的1,4-丁二醇和2.27kg的对苯二甲酸二甲酯加入反应釜内，并加入催化剂乙酸镁，通入氮气排尽空气，升温至185℃，进行酯交换反应，当收集到的甲醇量达到理论值的80％时，酯交换反应结束，得到预聚体；
(2)将预聚体升温至230℃，加入5.2kg聚四氢呋喃醚二醇和催化剂钛酸四丁酯，关闭氮气，抽真空至釜内压强下降至100Pa以下，同时缓慢升温至260℃，进行缩聚反应2h，得到TPEE母粒。
TPEE单丝的制备：
(1)将所制备的TPEE母粒在100℃下干燥4h，然后加入挤出机，挤出机一区温度为230℃，二区温度为240℃，三区温度为240℃，四区温度为245℃，五区温度为245℃，法兰温度为240℃，七区温度为240℃，计量泵温度为240℃，模头温度为240℃，冷水槽温度为室温；
(2)将步骤(1)挤出的长丝进行牵伸、热定型、收卷得到TPEE单丝，具体条件为：一牵速度29.8m/min，热水槽温度90℃，二牵速度112m/min，热烘箱温度100℃，三牵速度119m/min，定型烘箱温度175℃，四牵速度123m/min。
对比例2
TPEE母粒的制备：
(1)将2.21kg的1,4-丁二醇和2.27kg的对苯二甲酸二甲酯加入反应釜内，并加入催化剂乙酸镁，通入氮气排尽空气，升温至185℃，进行酯交换反应，当收集到的甲醇量达到理论值的80％时，酯交换反应结束，得到预聚体；
(2)将预聚体升温至230℃，加入5.2kg聚四氢呋喃醚二醇和催化剂钛酸四丁酯，关闭氮气，抽真空至釜内压强下降至100Pa以下，同时缓慢升温至260℃，进行缩聚反应2h，得到TPEE母粒。
TPEE单丝的制备：
(1)将所制备的TPEE母粒在100℃下干燥4h，然后与0.25kg水杨酸苯酯一同加入挤出机，挤出机一区温度为230℃，二区温度为240℃，三区温度为240℃，四区温度为245℃，五区温度为245℃，法兰温度为240℃，七区温度为240℃，计量泵温度为240℃，模头温度为240℃，冷水槽温度为室温；
(2)将步骤(1)挤出的长丝进行牵伸、热定型、收卷得到TPEE单丝，具体条件为：一牵速度29.8m/min，热水槽温度90℃，二牵速度112m/min，热烘箱温度100℃，三牵速度119m/min，定型烘箱温度175℃，四牵速度123m/min。
对实施例1-3和对比例1-2所制备的TPEE单丝进行各项性能测试，测试结果见表1。
表1
耐紫外处理168h是使TPEE单丝在紫外老化试验箱内采用UV-B紫外光照射168h；耐紫外处理336h是使TPEE单丝在紫外老化试验箱内采用UV-B紫外光照射336h。
从表1可以看出，本申请实施例1-3所制备的TPEE单丝的断裂强度为5.7N/mm以上，断裂伸长率为42.63％以上，耐紫外处理168h后断裂强度能够达到5.2N/mm以上，耐紫外处理336h后断裂强度依然能够达到4.6N/mm以上，说明本申请所制备的TPEE单丝在具有良好的、长久的抗紫外效果。从对比例1可以看出，对比例1所制备的TPEE单丝的断裂强度仅为4.8N/mm，断裂伸长率为57.27％，可能是由于TPEE主链中未引入水杨酸苯酯结构，使整体的链段强度降低，断裂伸长率增加，而且由于未引入具有抗紫外性能的水杨酸苯酯结构，耐紫外处理168h后，单丝的断裂强度已经下降到3.1N/mm，下降严重，抗紫外效果差。从对比例2可以看出，虽然对比例2采用共混的形式添加了小分子紫外线吸收剂水杨酸苯酯，断裂强度和断裂伸长率与实施例1的区别不大，耐紫外处理168h后断裂强度也只是略微降低，但耐紫外处理336h后断裂强度下降明显，可能是由于水杨酸苯酯为共混加入，虽然能够起到一定的抗紫外作用，但一段时间后，小分子的水杨酸苯酯容易发生迁移、析出，导致抗紫外效果下降。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
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