CN102965756B

CN102965756B - 一种保健聚丙烯膨体长丝的制造方法

Info

Publication number: CN102965756B
Application number: CN201210489051.6A
Authority: CN
Inventors: 凌荣根; 韩晨; 杨美娟; 凌晓龙; 方千瑞
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2032-11-26
Also published as: CN102965756A

Abstract

一种保健聚丙烯膨体长丝(BCF)的制造方法，它采用如下步骤：A）将硼酸镁晶须、海泡石、坡缕石纤维混合均匀，在真空炉中焙烧，冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散，在常压等离子处理，然后在含硬脂酸钙分散液的去离子水中超声波分散、清洗，过滤，烘干；B）将滑石粉、铝酸酯偶联剂混合搅拌；然后加入纳米级电气石复合粉、硬脂酸钙、PP-g-MAH增容剂、步骤A）得到的改性晶须混合物，经混合搅拌后，加入聚丙烯粉，高速搅拌，得到改性聚丙烯共混物；C）将改性聚丙烯共混物干燥，并在挤出机中熔融挤出纺制成一种有良好吸湿、放湿、抗静电、自然释放负氧离子功能的舒适、保健聚丙烯膨体长丝。

Description

一种保健聚丙烯膨体长丝的制造方法

技术领域

本发明涉及一种保健聚丙烯膨体长丝（BCF），包括电气石复合粉体、无机材料、聚丙烯聚合物改性等，属于纺织材料制造技术。

背景技术

聚丙烯纤维，也被称PP纤维或丙纶，是一种用等规聚丙烯熔融纺制的纤维，它最大优点是质轻，其密度为0.91/cm³，比一般化学纤维轻20-30%，是所有纺织纤维中比重最小的一种；它强度高，伸长大，初始模量较高，弹性优良；聚丙烯纤维耐磨性仅次于聚酰胺纤维；耐腐蚀性良好，尤其是对无机酸、碱稳定性很好；不发霉,不腐烂,不怕虫蛀等，但存在着吸湿性，热性能差，静电大等缺点。

聚丙烯膨体长丝的缩略代号为BCF，聚丙烯BCF是将聚丙烯未拉伸丝（UDY）经拉伸，变形或再经网络加工成BCF长丝；聚丙烯BCF以其稳定的三维卷曲性，良好的手感和高蓬松性、弹性和覆盖性，耐腐蚀，密度小，强度较高，且价格低廉等特点，广泛应用于地毯织造，汽车坐垫和装饰织物等室内家纺应用领域。

多年来科技工作者针对聚丙烯纤维存在的缺陷，进行了大量的改性研究，用各种有机、无机化合物等材料与聚丙烯共混、以期制得具有特殊性能和功能的改性聚丙烯纤维，如阻燃、可染、抗静电、负氧离子等。

晶须是以单晶形式生长而成的直径非常小(0.1～10um)、原子排列高度有序、强度接近完整晶体的理论值、有一定长径比(5～1000)的纤维材料；等规聚丙烯中加入少量晶须，便能既增强又增韧，还可提高耐热性等其它性能。

海泡石是一种纤维状的含水硅酸镁，无毒无味，对人体无害，其孔隙多，比面积大，多孔道，有很高的吸附性，能吸收大于自身重量150％的水；有隔音、吸音、阻燃和对室内的各种有害气体优先吸附的特性能，可用于制造调湿、隔音、阻燃、吸附等高分子材料。

坡缕石是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物；坡缕石晶体呈毛发状或纤维状，晶体内部呈多孔道，具有很大的比表面积和吸附能力，比表面大可达500m2/g以上,吸水性可达到150%以上，具很强灭菌、除臭、去毒、杀虫能力，是一种理想的高分子材料增强剂和高分子材料功能改性剂，具有广泛的应用领域。

电气石具有压电性和热电性等独特的物化性能，当温度、湿度和压力等变化时能引起电气石晶体的电势差，使周围空气发生电离即空气中产生负氧离子，从而达到净化空气的目的。近年来广泛应用于功能纤维、纺织、服装、家庭生活用品等领域；在化学纤维中添加电气石粉，可使纤维具有负离子发射功能及抗菌功能，被称之为"奇异纤维"。

当我们来到野外，森林，海边，会觉得非常舒服，精神也抖擞起来，这一切归功于空气负氧离子的存在；研究表明，空气负氧离子对人体有很好的保健作用，对环境起到净化空气、抗菌除臭的作用。随着居室装饰装潢的现代化，室内空气污染已经成为全世界各国共同关注的问题，环境专家已把室内空气污染列入对人健康危害最大的因素之一。研究表明．室内空气的污染程度要比室外空气严重2～5倍，在特殊情况下可达100倍；装空调的封闭室内空气负离子浓度﹤25个/cm³。世界卫生组织规定，清新空气中的负氧离子含量不应低于1000～5000个/cm³，对人类来说，空气中的负氧离子就像食物中的维生素一样重要，对人体有很好的保健作用，对改善人体微循环、促进人体血液循环，帮助睡眠，消除疲劳，调节神经等有明显的效果。负氧离子作为一种资源其开发前景是非常光明的，开发负氧离子、远红外功能室内纺织品，如负氧离子功能聚丙烯BCF室内纺织品，对改善室内空气质量，提高人们生活质量很有价值和意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种制造具有自然释放负氧离子，抗静电等功能的保健聚丙烯膨体长丝的制造方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，本发明所述的保健聚丙烯膨体长丝的制造方法，它采用如下步骤：

A）按质量份数取12-18份表征参数直径为0.2-1um，长度为6-15um的硼酸镁晶须，12-18份表征参数长×宽为10um×5um海泡石；8-12份表征参数直径为0.1-0.8um，长度为6-15um的坡缕石纤维；将这三种材料混合均匀后，在300-400℃真空炉中焙烧4-6h，获得高强、高空隙、高吸水、高保水的无机纳米材料；冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散，经常压等离子处理10-20min，获得表面清洁、刻蚀、高粘接性的无机纳米材料；然后在含硬脂酸钙分散液的60-70℃去离子水中超声波分散、清洗25-35min，取溶液上层悬浮晶须经100目～150目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作3-5次直至滤清；滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须混合物；

B）按质量份数取粒径为0.02mm的滑石粉1.2-1.8份，铝酸酯偶联剂0.5-1.0份，在85-95℃条件下高速混合机中搅拌30-45min；然后加入纳米级电气石复合粉6-10份，硬脂酸钙（CaSt）0.2-0.4份，PP-g-MAH增容剂1.2-1.8份，步骤A）得到的改性晶须混合物4-6份，在60-70℃条件下高速混合机中密闭搅拌反应45-60min；再加入等规聚丙烯粉80-120份，高速搅拌30-45min，得到改性等规聚丙烯共混物；

C）将步骤B）得到的改性等规聚丙烯共混物在动态真空烘箱干燥至含水率≤30ppm，在同向双螺杆熔融混练挤出机直接挤出纺制成一种有良好吸湿、放湿、抗静电、自然释放负氧离子功能的舒适、保健聚丙烯膨体长丝。

本发明采用如下优选的方法，其中

步骤A）中，按质量份数取15份表征参数直径为0.2-1um，长度为6-15um的硼酸镁晶须；15份表征参数长×宽为10um×5um海泡石；10份表征参数直径为0.1-0.8um，长度为6-15um的坡缕石纤维；将这三种材料混合均匀后，在350℃真空炉中焙烧4h-6h，获得高强、高空隙、高吸水、高保水的无机纳米材料；冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散，经常压等离子处理10-20min，获得表面清洁、刻蚀、高粘接性的无机纳米材料；然后在含硬脂酸钙分散液的60-70℃去离子水中超声波分散、清洗30min，取溶液上层悬浮晶须经120目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作3-5次直至滤清；滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须混合物。

步骤B）中，按质量份数取粒径为0.02mm滑石粉1.5份，铝酸酯偶联剂0.8份，在90℃条件下高速混合机中搅拌30-45min；然后加入纳米级电气石复合粉8份，硬脂酸钙（CaSt）0.3份，PP-g-MAH增容剂1.5份，步骤A）得到的改性晶须混合物5份，在65℃条件下高速混合机中密闭搅拌反应45-60min；再加入等规聚丙烯粉100份，高速搅拌30-45min，得到改性等规聚丙烯共混物。

本发明是在等规聚丙烯中添加纳米级的电气石复合粉及其协同效应的硼酸镁晶须、坡缕石纤维、海泡石、滑石粉等，这种无机材料能改善聚丙烯纤维的强伸度；提高纤维的吸湿、放湿性，能改善纤维的手感和舒适性；还能激发释放更多负氧离子，能降低聚丙烯纤维的比电阻；全面改善聚丙烯BCF纤维的综合基础性能；这种BCF纤维可广泛应用于地毯，窗帘、床上用品、汽车坐垫和装饰织物等室内应用，且产生较高浓度的负氧离子；使人们的室内生活如同在氧吧或海滨、森林那样悠然舒适、心旷神怡，并促进身心健康，提高工作效率。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作详细的介绍：本发明所述的保健聚丙烯膨体长丝的制造方法，它采用如下步骤：

本发明主要是包括在等规聚丙烯粉体中添加纳米级的电气石复合粉及其协同效应的硼酸镁晶须、坡缕石纤维、海泡石等，熔融混练挤出机直接挤出纺制成一种负氧离子功能的保健聚丙烯BCF，具有较好的强伸度和吸湿、放湿性，手感和舒适性；还能激发释放更多负氧离子，能降低聚丙烯纤维的比电阻，可广泛应用于地毯，窗帘、床上用品、汽车坐垫和装饰织物等室内应用。使人们的室内生活如同在氧吧或海滨、森林那样悠然舒适、心旷神怡，并促进身心健康，提高工作效率。

本发明的具体实施例并不限于以下几个，凡在以上所述组分和配比，以及工艺条件范围，包括温度等参数范围内的任意替换，均能构成本发明的实施例。

实施例1：

本发明所述的保健聚丙烯膨体长丝的制造方法，它采用如下步骤：

步骤B）中，按质量份数取滑石粉（粒径为0.02mm）1.5份，铝酸酯偶联剂0.8份，在90℃条件下高速混合机中搅拌30-45min；然后加入纳米级电气石复合粉8份，硬脂酸钙（CaSt）0.3份，PP-g-MAH增容剂1.5份，步骤A）得到的改性晶须混合物5份，在65℃条件下高速混合机中搅拌反应45-60min；再加入等规聚丙烯粉100份，高速搅拌30-45min，得到改性等规聚丙烯共混物。

实施例2：

A）按质量份数取12份表征参数直径为0.2-1um，长度为6-15um的硼酸镁晶须，12份表征参数长×宽为10um×5um海泡石；8份表征参数直径为0.1-0.8um，长度为6-15um的坡缕石纤维；将这三种材料混合均匀后，在300℃真空炉中焙烧4-6h，获得高强、高空隙、高吸水、高保水的无机纳米材料；冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散，经常压等离子处理10-20min，获得表面清洁、刻蚀、高粘接性的无机纳米材料；然后在含硬脂酸钙分散液的60-70℃去离子水中超声波分散、清洗25min，取溶液上层悬浮晶须经100目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作3-5次直至滤清；滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须混合物；

B）按质量份数取粒径为0.02mm的滑石粉1.2份，铝酸酯偶联剂0.5份，在85℃条件下高速混合机中搅拌30-45min；然后加入纳米级电气石复合粉6份，硬脂酸钙（CaSt）0.2份，PP-g-MAH增容剂1.2份，步骤A）得到的改性晶须混合物4份，在60℃条件下高速混合机中搅拌反应45-60min；再加入等规聚丙烯粉80份，高速搅拌30-45min，得到改性等规聚丙烯共混物；

实施例3：

A）按质量份数取18份表征参数直径为0.2-1um，长度为15um的硼酸镁晶须，18份表征参数长×宽为10um×5um海泡石；12份表征参数直径为0.1-0.8um，长度为6-15um的坡缕石纤维；将这三种材料混合均匀后，在400℃真空炉中焙烧4-6h，获得高强、高空隙、高吸水、高保水的无机纳米材料；冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散，经常压等离子处理10-20min，获得表面清洁、刻蚀、高粘接性的无机纳米材料；然后在含硬脂酸钙分散液的60-70℃去离子水中超声波分散、清洗35min，取溶液上层悬浮晶须经150目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作3-5次直至滤清；滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须混合物；

B）按质量份数取粒径为0.02mm的滑石粉1.8份，铝酸酯偶联剂1.0份，在95℃条件下高速混合机中搅拌30-45min；然后加入纳米级电气石复合粉10份，硬脂酸钙（CaSt）0.4份，PP-g-MAH增容剂1.8份，步骤A）得到的改性晶须混合物6份，在70℃条件下高速混合机中搅拌反应45-60min；再加入等规聚丙烯粉120份，高速搅拌30-45min，得到改性等规聚丙烯共混物；

Claims

1.一种聚丙烯膨体长丝的制造方法，其特征在于它采用如下步骤：

A）按质量份数取12-18 份表征参数直径为0.2-1um，长度为6-15um 的硼酸镁晶须；12-18 份表征参数长×宽为10um×5um 海泡石；8-12 份表征参数直径为0.1-0.8 um，长度为6-15um 的坡缕石纤维；将这三种材料混合均匀后，在300-400℃真空炉中焙烧4-6h，获得高强、高空隙、高吸水、高保水的无机纳米材料；冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散，经常压等离子处理10-20min，获得表面清洁、刻蚀、高粘接性的无机纳米材料；然后在含硬脂酸钙分散液的60-70℃去离子水中超声波分散、清洗25-35min，取溶液上层悬浮晶须经100 目～150 目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作3-5 次直至滤清；滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须混合物；

B）按质量份数取粒径为0.02mm 的滑石粉1.2-1.8 份，铝酸酯偶联剂0.5-1.0 份，在85-95℃条件下高速混合机中搅拌30-45min；然后加入纳米级电气石复合粉6-10 份，硬脂酸钙0.2-0.4 份， PP-g-MAH 增容剂1.2-1.8 份，步骤A）得到的改性晶须混合物4-6 份，在60-70℃条件下高速混合机中密闭搅拌反应45-60min；再加入等规聚丙烯粉80-120 份，高速搅拌30-45min，得到改性等规聚丙烯共混物；

C）将步骤B）得到的改性等规聚丙烯共混物在动态真空烘箱干燥至含水率≤30ppm，在同向双螺杆熔融混练挤出机直接挤出纺制成一种有良好吸湿、放湿、抗静电、自然释放负氧离子功能的聚丙烯膨体长丝。

2.根据权利要求1 所述的聚丙烯膨体长丝的制造方法，其特征在于该方法采用的步骤中：

步骤 A）中，按质量份数取15 份表征参数直径为0.2-1um，长度为6-15um 的硼酸镁晶须；15 份表征参数长×宽为10um×5um 海泡石；10 份表征参数直径为0.1-0.8 um，长度为6-15um 的坡缕石纤维；将这三种材料混合均匀后，在350℃真空炉中焙烧4h-6h，获得高强、高空隙、高吸水、高保水的无机纳米材料；冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散，经常压等离子处理10 -20min，获得表面清洁、刻蚀、高粘接性的无机纳米材料；然后在含硬脂酸钙分散液的60-70℃去离子水中超声波分散、清洗30min，取溶液上层悬浮晶须经120 目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作3-5 次直至滤清；滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须混合物；

步骤 B）中，按质量份数取粒径为0.02mm 滑石粉1.5 份，铝酸酯偶联剂0.8 份，在90℃条件下高速混合机中搅拌30-45min；然后加入纳米级电气石复合粉8 份，硬脂酸钙0.3 份，PP-g-MAH 增容剂1.5 份，步骤A）得到的改性晶须混合物5 份，在65℃条件下高速混合机中密闭搅拌反应45-60min；再加入等规聚丙烯粉100 份，高速搅拌30-45min，得到改性等规聚丙烯共混物。