【背景技术】
随着全球经济的发展,石油的需求日益增长,而石油资源日益递减,石油供需矛盾日益加剧,争夺石油的战争愈演愈烈。全球都在为利用地球上取之不尽用之不竭的生物资源努力研究、探索。利用可再生的生物质资源,发展生物基化工产业,替代石油化工产品,是解决资源和能源危机的必由之路,是可持续发展的重要途径。因此,开发可以减少或者替代石油的原材料是一个非常重要的研究方向。
聚酯涤纶纤维本身具有优异的性能和低廉的价格,是我国三大合成纤维中最具代表性、产量最大的纤维品种,而其主要原料乙二醇基本来源于石油工业产品,因此,从行业可持续发展的角度,必需寻找能替代石油基乙二醇的新材料和新工艺,使聚酯行业能有效规避石化原料持续上涨的价格风险。
涤纶是合成纤维中的一个重要品种,是我国聚酯纤维的商品名称。它是以精对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),经纺丝和后处理制成的纤维。
英文:Terylene,涤纶;中国俗称“的确良”涤纶的用途很广,大量用 于制造衣着面料和工业制品。涤纶具有极优良的定形性能。涤纶纱线或织物经过定形后生成的平挺、蓬松形态或褶裥等,在使用中经多次洗涤,仍能经久不变。涤纶又称特丽纶,美国人又称它为“达克纶”。当它在在香港市场上出现时,人们根据广东话把它译为“的确良”这一家喻户晓的名称。
涤纶是三大合成纤维中工艺最简单的一种,价格也比较便宜。再加上它有结实耐用、弹性好、不易变形、耐腐蚀、绝缘、挺括、易洗快干等特点,为人们所喜爱。
目前,功能性纤维已经成为一种潮流。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种多功能PET纤维的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种多功能PET纤维的制备方法,其特征在于,其具体步骤为:
(1)分别取硅溶胶前驱物、异戊醇以及酸在25~30℃条件下加热混合,混合均匀后加入疏水性硅氧烷,继续在20~35℃条件下反应1~10h,得到均匀稳定的有机硅疏水溶胶;
所述的酸为无机酸,比如盐酸,硫酸等;
所述的硅溶胶前驱物为正硅酸乙酯、正硅酸丁酯;
所述的疏水性硅氧烷为带有疏水基团的硅氧烷,例如三甲氧基苯基硅烷、三乙氧基苯基硅烷、辛基三乙氧基硅烷等等;
所述的硅溶胶前驱物、异戊醇、酸、疏水性硅氧烷的体积比为1∶2~5∶0.2~0.8∶3~8;
(2)将步骤(1)得到的有机硅疏水溶胶升温到40~80℃,加入功能试剂,并在超声波振荡辅助下将功能收剂与有机硅疏水溶胶混合均匀,振荡时间为0.1~5h,然后冷却至室温,并加入固化催化剂,得到均匀稳定的有机硅疏水溶胶复合整理液;
所述的功能试剂为溶于异戊醇的试剂;
所述的功能试剂占有机硅疏水溶胶总质量的0.01~1%;
所述的功能试剂为阻燃剂,远红外发射剂,抗菌剂,紫外光吸收剂等等;这些产品为成熟的市售产品。
所述的阻燃剂为液体磷系阻燃剂,型号为Doher-6200,购自东莞市道尔化工有限公司。Doher-6200是新型磷系列添加型阻燃剂。本品为无色透明液体。具有含磷量高、阻燃性能优良、添加量少、使用方便、能与多种有机溶剂相混溶、低粘性等特殊优点,是目前上性能优良的环保型阻燃剂。
所述的远红外发射剂购自青岛市海大化工有限公司。
所述的紫外光吸收剂,型号为UV-p,购自青岛市海大化工有限公司。
所述的抗菌剂,如甲壳素或者纳米银抗菌材料,纳米竹炭材料等。
所述的固化催化剂为常规的有机硅交联固化催化剂,例如二乙烯三胺、三乙烯四胺、三乙醇胺。
(3)将PET纤维浸入到步骤(2)得到的有机硅疏水溶胶复合整理液中,时间为0.1~0.5h,然后取出PET纤维,在室温下自然晾干12~48h,置于密闭环境中固化,得到表面有均匀疏水涂层的多功能PET纤维;
所述的固化条件为,固化温度为60~120℃,固化时间1~3h。
与现有技术相比,本发明的积极效果是:
本发明改变了传统的纤维改性方式,利用共混纺丝的方式,其缺点是分 散不均匀,效果较差;本发明克服上述问题,效率更高。
本发明利用现有的纺丝工艺即可生产,可显著提高企业的生产效益。
本发明应用广泛,可以用于PET,PTT纤维阻燃服装领域,PP丝以及尼龙丝用于体育运动领域。
本发明采用有机硅涂层,在溶胶中添加功能试剂的方法,由于涂层本身疏水的特点,水分子难以吸附甚至渗透进入纤维内部,使得本方法可以同时提高纤维的阻燃,远红外,抗菌以及紫外光老化性性能。
【具体实施方式】
以下提供本发明的一种多功能PET纤维的制备方法的实施方式。
实施例1
一种多功能PET纤维的制备方法,其具体步骤为:
(1)分别取硅溶胶前驱物、异戊醇以及酸在25~30℃条件下加热混合,混合均匀后加入疏水性硅氧烷,继续在20~35℃条件下反应1~10h,得到均匀稳定的有机硅疏水溶胶;
所述的酸为无机酸,比如盐酸,硫酸等
所述的硅溶胶前驱物为正硅酸乙酯、正硅酸丁酯中的一种;
所述的疏水性硅氧烷为带有疏水基团的硅氧烷,例如三甲氧基苯基硅烷、三乙氧基苯基硅烷、辛基三乙氧基硅烷等等;
所述的硅溶胶前驱物、异戊醇、酸、疏水性硅氧烷的体积比为1∶2∶0.2∶3;
(2)将步骤(1)得到的有机硅疏水溶胶升温到40~80℃,加入功能试剂,并在超声波振荡辅助下将功能收剂与有机硅疏水溶胶混合均匀,振荡时 间为0.1~5h,然后冷却至室温,并加入固化催化剂,得到均匀稳定的有机硅疏水溶胶复合整理液;
所述的功能试剂为溶于异戊醇的试剂;
所述的功能试剂占有机硅疏水溶胶总质量的0.01~1%;
所述的功能试剂为阻燃剂和远红外发射剂;二者的质量比为1∶1。
所述的固化催化剂为常规的有机硅交联固化催化剂,例如二乙烯三胺、三乙烯四胺、三乙醇胺。
(3)将PET纤维浸入到步骤(2)得到的有机硅疏水溶胶复合整理液中,时间为0.1~0.5h,然后取出纤维,在室温下自然晾干12~48h,置于密闭环境中固化,得到表面有均匀疏水涂层的多功能PET纤维。
所述的固化条件为,固化温度为60~120℃,固化时间1~3h。
实施例2
一种多功能PET纤维的制备方法,其具体步骤为:
(1)分别取硅溶胶前驱物、异戊醇以及酸在25~30℃条件下加热混合,混合均匀后加入疏水性硅氧烷,继续在20~35℃条件下反应1~10h,得到均匀稳定的有机硅疏水溶胶;
所述的酸为无机酸,比如盐酸,硫酸等
所述的硅溶胶前驱物为正硅酸乙酯、正硅酸丁酯中的一种;
所述的疏水性硅氧烷为带有疏水基团的硅氧烷,例如三甲氧基苯基硅烷、三乙氧基苯基硅烷、辛基三乙氧基硅烷等等;
所述的硅溶胶前驱物、异戊醇、酸、疏水性硅氧烷的体积比为1∶3∶0.5∶5.5;
(2)将步骤(1)得到的有机硅疏水溶胶升温到40~80℃,加入功能试 剂,并在超声波振荡辅助下将功能收剂与有机硅疏水溶胶混合均匀,振荡时间为0.1~5h,然后冷却至室温,并加入固化催化剂,得到均匀稳定的有机硅疏水溶胶复合整理液;
所述的功能试剂为溶于异戊醇的试剂;
所述的功能试剂占有机硅疏水溶胶总质量的0.01~1%;
所述的功能试剂为阻燃剂和远红外发射剂;二者的质量比为1∶1。
所述的固化催化剂为常规的有机硅交联固化催化剂,例如二乙烯三胺、三乙烯四胺、三乙醇胺。
(3)将PET纤维浸入到步骤(2)得到的有机硅疏水溶胶复合整理液中,时间为0.1~0.5h,然后取出纤维,在室温下自然晾干12~48h,置于密闭环境中固化,得到表面有均匀疏水涂层的多功能PET纤维。
所述的固化条件为,固化温度为60~120℃,固化时间1~3h。
实施例3
一种多功能PET纤维的制备方法,其具体步骤为:
(1)分别取硅溶胶前驱物、异戊醇以及酸在25~30℃条件下加热混合,混合均匀后加入疏水性硅氧烷,继续在20~35℃条件下反应1~10h,得到均匀稳定的有机硅疏水溶胶;
所述的酸为无机酸,比如盐酸,硫酸等
所述的硅溶胶前驱物为正硅酸乙酯、正硅酸丁酯中的一种;
所述的疏水性硅氧烷为带有疏水基团的硅氧烷,例如三甲氧基苯基硅烷、三乙氧基苯基硅烷、辛基三乙氧基硅烷等等;
所述的硅溶胶前驱物、异戊醇、酸、疏水性硅氧烷的体积比为1∶5∶0.8∶8;
(2)将步骤(1)得到的有机硅疏水溶胶升温到40~80℃,加入功能试剂,并在超声波振荡辅助下将功能收剂与有机硅疏水溶胶混合均匀,振荡时间为0.1~5h,然后冷却至室温,并加入固化催化剂,得到均匀稳定的有机硅疏水溶胶复合整理液;
所述的功能试剂为溶于异戊醇的试剂;
所述的功能试剂占有机硅疏水溶胶总质量的0.01~1%;
所述的功能试剂为阻燃剂和远红外发射剂;二者的质量比为1∶1。
所述的固化催化剂为常规的有机硅交联固化催化剂,例如二乙烯三胺、三乙烯四胺、三乙醇胺。
(3)将PET纤维浸入到步骤(2)得到的有机硅疏水溶胶复合整理液中,时间为0.1~0.5h,然后取出纤维,在室温下自然晾干12~48h,置于密闭环境中固化,得到表面有均匀疏水涂层的多功能PET纤维。
所述的固化条件为,固化温度为60~120℃,固化时间1~3h。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。