CN103436974A - 具有抗静电远红外功能的皮芯型腈纶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有抗静电远红外功能的皮芯型腈纶，采用以下步骤制备：（1）将聚丙烯腈溶解在二甲基亚砜中，得到聚丙烯腈纺丝液；分别将抗静电颗粒和远红外陶瓷粉分别预分散在聚丙烯腈纺丝液中，分别得到皮层纺丝液和芯层纺丝液；（2）将皮层纺丝液和芯层纺丝液经湿法纺丝成套设备的喷丝孔挤压得到丝束，皮层纺丝液和芯层纺丝液的质量比为2:8~6:4；丝束经过常温水浴固定成型，得到初生纤维；（3）将初生纤维进行拉伸、水洗和后处理，最后通过导丝盘卷绕得到所述的皮芯型腈纶。本发明腈纶具有良好地抗静电、远红外保暖、保健功能，并且克服了现有无机改性抗静电腈纶颜色偏深、功能单一的缺隐。

Description

具有抗静电远红外功能的皮芯型腈纶

技术领域

本发明涉及一种腈纶，尤其是一种具有抗静电远红外功能的皮芯型腈纶，属于功能纤维技术领域。

背景技术

纺织品在服役过程相互摩擦易产生静电，当电荷积累到一定量后具有一定危害性。人们对自身产生的静电不以为然，然而纺织衣物上的静电能吸附空气中尘埃所含的多种病毒、细菌和有害物质，不仅影响织物美观还影响到人的呼吸道，会给患有呼吸系统疾病的病人带来诸多不适，严重的甚至诱发气管炎和哮喘。医学专家认为，静电令人身体不适，还会引起头痛、失眠和烦躁不安等症状，甚至导致皮疹和心律失常，对中老年人群、体弱者、神经衰弱者和精神病患者危害就更大。除此之外，在某些特殊高危工作领域、高科技行业对静电危害更是避之不及。随着人民生活水平的提高，以及环保防护意识的增强，抗静电纤维的应用范围也日益扩大，抗静电纤维的服装如职业装、工装、防护服日见普及，抗静电纤维也因此异军突起，成为面料市场上的明星产品。

腈纶具有柔软、蓬松、易染、色泽鲜艳、耐光、抗菌、不怕虫蛀等优点，有人造羊毛之称，广泛用于服装、装饰、产业等领域，特别适合制造帐篷、炮衣、车篷、幕布、窗帘等室外织物，用它制成的毛线特别是轻软的膨体绒线早就为人们所喜爱，腈纶的抗静电改性也是层出不穷。为了得到抗静电的纤维乃至纺织品，一般采用表面整理或者化学接枝改性。但是，对纤维或是织物进行表面处理，在其表面喷洒或浸渍抗静电剂，经过洗涤后抗静电剂易从纤维或是织物表面脱落，影响其抗静电效果的持久性；通过化学接枝改性工艺复杂成本较高，难以工业化应用，所以目前共混法越来越受到重视。CN 101805935 A发明公开了一种抗静电腈纶的制备方法，其将具有导电功能的炭黑、碳纳米管通过添加和后渗透的方法共混到腈纶中，从而赋予了腈纶的抗静电功能。然而炭黑、碳纳米管等都属于颜色较深的添加剂，共混后会使织物的颜色较深而不利于以后对织物的上色。

随着生活水平的提高，人们对纺织品提出了更高的要求，单一功能的纺织品满足不了人们日益增长生活需求。其中远红外功能受到了人们的强烈关注。远红外纤维在吸收人体辐射的热量后通过电子能级的变化向人体辐射一定波长的远红外线，人体感到有温升的效果，从而具有保暖作用；此外这种远红外线可激活人体细胞，改善人体血液微循环，促进人体的新陈代谢，提高人体免疫力。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有抗静电远红外功能的皮芯型腈纶，该腈纶具有良好地抗静电、远红外保暖、保健功能，并且克服了现有无机改性抗静电腈纶颜色偏深、功能单一的缺隐。

按照本发明提供的技术方案，所述具有抗静电远红外功能的皮芯型腈纶，包括皮层和芯层，其特征是：所述皮层由含有抗静电颗粒的聚丙烯腈纺丝液制得，芯层由含有远红外陶瓷粉的聚丙烯腈纺丝液制得；所述抗静电颗粒为氧化锡锑和/或氧化铟锡，远红外陶瓷粉为氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化锆、氧化锡、氧化镁中的一种或多种。

所述皮层中抗静电颗粒的质量百分数为1%~25%，芯层中远红外陶瓷粉的质量百分数为1%~20%。

所述皮层和芯层的质量比为2:8~6:4。

所述抗静电颗粒的粒径为10~200nm。

所述远红外陶瓷粉的粒径为0.01~2μm。

所述具有抗静电远红外功能的皮芯型腈纶的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）将聚丙烯腈溶解在二甲基亚砜中，得到聚丙烯腈纺丝液，聚丙烯腈纺丝液中聚丙烯腈的质量百分数为20%～40%；分别将抗静电颗粒和远红外陶瓷粉分别预分散在聚丙烯腈纺丝液中，分别得到皮层纺丝液和芯层纺丝液；所述抗静电颗粒的加入量占聚丙烯腈质量的1%~25%，远红外陶瓷粉的加入量占聚丙烯腈质量的1%~20%，预分散的过程为：先在300～1000转/分钟的转速下搅拌10～100min，再在频率10～100kHz的超声波条件下分散15～60min；将皮层纺丝液和芯层纺丝液分别于30～70℃条件下恒温、静置脱泡10～120min；

（2）将皮层纺丝液和芯层纺丝液经湿法纺丝成套设备的喷丝孔挤压得到丝束，皮层纺丝液和芯层纺丝液的质量比为2:8~6:4，皮层纺丝液和芯层纺丝液的温度为30～70℃，喷丝压力为0.5～15MPa，纺丝速度为10～200m/min；丝束经过常温水浴固定成型，得到初生纤维； 

（3）将初生纤维进行拉伸、水洗和后处理，最后通过导丝盘卷绕得到所述的皮芯型腈纶；所述拉伸的拉伸倍数为1.1～1.8；所述水洗的温度为20～40℃，车速为10～200m/min；所述后处理包括干燥过程、二次拉伸过程和热定型过程，干燥温度为50～80℃，车速为10～200m/min，二次拉伸的拉伸掊数为2～10，二次拉伸的温度为120～200℃，热定型的温度为120～200℃，车速为20～200m/min。

本发明和现有技术相比具有以下有益效果：（1）本发明采用湿法皮芯复合纺丝技术，制得具有抗静电以及保暖、保健多功能于一体的腈纶；本发明采用浅白色抗静电纳米粒子，对后续着色工艺将不会产生影响；此外添加了远红外发射材料，具有一定的保暖和保健功能，具有广阔的潜在应用市场；（3）由于仅将抗静电颗粒添加到皮层，这样在达到同样抗静电效果的前提下，大大减少了纳米抗静电剂用量，节约了成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明所述具有抗静电远红外功能的皮芯型腈纶，包括皮层和芯层，所述皮层由含有抗静电颗粒的聚丙烯腈纺丝液制得，芯层由含有远红外陶瓷粉的聚丙烯腈纺丝液制得；所述抗静电颗粒为氧化锡锑和/或氧化铟锡，抗静电颗粒的粒径为10~200nm；所述远红外陶瓷粉为氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化锆、氧化锡、氧化镁中的一种或多种，远红外陶瓷粉的粒径为0.01~2μm；

所述皮层中抗静电颗粒的质量百分数为1%~25%，芯层中远红外陶瓷粉的质量百分数为1%~20%。

实施例一：一种具有抗静电远红外功能的皮芯型腈纶的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚丙烯腈溶解在二甲基亚砜中，得到聚丙烯腈纺丝液，聚丙烯腈纺丝液中聚丙烯腈的质量百分数为20%；分别将抗静电颗粒和远红外陶瓷粉分别预分散在聚丙烯腈纺丝液中，分别得到皮层纺丝液和芯层纺丝液；抗静电颗粒的加入量占聚丙烯腈质量的1%，远红外陶瓷粉的加入量占聚丙烯腈质量的1%，所述抗静电颗粒为氧化锡锑，所述远红外陶瓷粉为氧化钛；

预分散的过程为：先在300转/分钟的转速下搅拌100min，再在频率10kHz的超声波条件下分散60min；将皮层纺丝液和芯层纺丝液分别于30℃条件下恒温、静置脱泡120min；

（2）将皮层纺丝液和芯层纺丝液经湿法纺丝成套设备的喷丝孔挤压得到丝束，皮层纺丝液和芯层纺丝液的质量比为2:8，皮层纺丝液和芯层纺丝液的温度为30℃，喷丝压力为0.5MPa，纺丝速度为10m/min；丝束经过常温水浴固定成型，得到初生纤维； 

（3）将初生纤维进行拉伸、水洗和后处理，最后通过导丝盘卷绕得到所述的皮芯型腈纶；所述拉伸的拉伸倍数为1.1；所述水洗的温度为20℃，车速为10m/min；所述后处理包括干燥过程、二次拉伸过程和热定型过程，干燥温度为50℃，车速为10m/min，二次拉伸的拉伸倍数为2，二次拉伸的温度为120℃，热定型的温度为120℃，车速为20m/min。

本实施例所得到的腈纶的表面电阻率为5×10⁵Ω·cm。

实施例二：一种具有抗静电远红外功能的皮芯型腈纶的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚丙烯腈溶解在二甲基亚砜中，得到聚丙烯腈纺丝液，聚丙烯腈纺丝液中聚丙烯腈的质量百分数为40%；分别将抗静电颗粒和远红外陶瓷粉分别预分散在聚丙烯腈纺丝液中，分别得到皮层纺丝液和芯层纺丝液；抗静电颗粒的加入量占聚丙烯腈质量的25%，远红外陶瓷粉的加入量占聚丙烯腈质量的20%，所述抗静电颗粒为氧化铟锡，所述远红外陶瓷粉为氧化锌；

预分散的过程为：先在1000转/分钟的转速下搅拌10min，再在频率100kHz的超声波条件下分散15min；将皮层纺丝液和芯层纺丝液分别于70℃条件下恒温、静置脱泡10min；

（2）将皮层纺丝液和芯层纺丝液经湿法纺丝成套设备的喷丝孔挤压得到丝束，皮层纺丝液和芯层纺丝液的质量比为6:4，皮层纺丝液和芯层纺丝液的温度为70℃，喷丝压力为15MPa，纺丝速度为200m/min；丝束经过常温水浴固定成型，得到初生纤维； 

（3）将初生纤维进行拉伸、水洗和后处理，最后通过导丝盘卷绕得到所述的皮芯型腈纶；所述拉伸的拉伸倍数为1.8；所述水洗的温度为40℃，车速为200m/min；所述后处理包括干燥过程、二次拉伸过程和热定型过程，干燥温度为80℃，车速为200m/min，二次拉伸的拉伸掊数为10，二次拉伸的温度为200℃，热定型的温度为200℃，车速为200m/min。

本实施例所得到的腈纶的表面电阻率为2.5×10⁴Ω·cm。

实施例三：一种具有抗静电远红外功能的皮芯型腈纶的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚丙烯腈溶解在二甲基亚砜中，得到聚丙烯腈纺丝液，聚丙烯腈纺丝液中聚丙烯腈的质量百分数为30%；分别将抗静电颗粒和远红外陶瓷粉分别预分散在聚丙烯腈纺丝液中，分别得到皮层纺丝液和芯层纺丝液；抗静电颗粒的加入量占聚丙烯腈质量的10%，远红外陶瓷粉的加入量占聚丙烯腈质量的10%，所述抗静电颗粒为氧化锡锑和氧化铟锡，所述远红外陶瓷粉为氧化铝；

预分散的过程为：先在600转/分钟的转速下搅拌50min，再在频率50kHz的超声波条件下分散30min；将皮层纺丝液和芯层纺丝液分别于50℃条件下恒温、静置脱泡60min；

（2）将皮层纺丝液和芯层纺丝液经湿法纺丝成套设备的喷丝孔挤压得到丝束，皮层纺丝液和芯层纺丝液的质量比为3:4，皮层纺丝液和芯层纺丝液的温度为50℃，喷丝压力为10MPa，纺丝速度为100m/min；丝束经过常温水浴固定成型，得到初生纤维； 

（3）将初生纤维进行拉伸、水洗和后处理，最后通过导丝盘卷绕得到所述的皮芯型腈纶；所述拉伸的拉伸倍数为1.4；所述水洗的温度为30℃，车速为100m/min；所述后处理包括干燥过程、二次拉伸过程和热定型过程，干燥温度为60℃，车速为100m/min，二次拉伸的拉伸掊数为5，二次拉伸的温度为160℃，热定型的温度为160℃，车速为100m/min。

本实施例所得到的腈纶的表面电阻率为1.2×10³Ω·cm。

Claims (6)

1.一种具有抗静电远红外功能的皮芯型腈纶，包括皮层和芯层，其特征是：所述皮层由含有抗静电颗粒的聚丙烯腈纺丝液制得，芯层由含有远红外陶瓷粉的聚丙烯腈纺丝液制得；所述抗静电颗粒为氧化锡锑和/或氧化铟锡，远红外陶瓷粉为氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化锆、氧化锡、氧化镁中的一种或多种。

2.如权利要求1所述的具有抗静电远红外功能的皮芯型腈纶，其特征是：所述皮层中抗静电颗粒的质量百分数为1%~25%，芯层中远红外陶瓷粉的质量百分数为1%~20%。

3.如权利要求1所述的具有抗静电远红外功能的皮芯型腈纶，其特征是：所述皮层和芯层的质量比为2:8~6:4。

4.如权利要求1所述的具有抗静电远红外功能的皮芯型腈纶，其特征是：所述抗静电颗粒的粒径为10~200nm。

5.如权利要求1所述的具有抗静电远红外功能的皮芯型腈纶，其特征是：所述远红外陶瓷粉的粒径为0.01~2μm。

6.一种具有抗静电远红外功能的皮芯型腈纶的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）将聚丙烯腈溶解在二甲基亚砜中，得到聚丙烯腈纺丝液，聚丙烯腈纺丝液中聚丙烯腈的质量百分数为20%～40%；分别将抗静电颗粒和远红外陶瓷粉分别预分散在聚丙烯腈纺丝液中，分别得到皮层纺丝液和芯层纺丝液；所述抗静电颗粒的加入量占聚丙烯腈质量的1%~25%，远红外陶瓷粉的加入量占聚丙烯腈质量的1%~20%，预分散的过程为：先在300～1000转/分钟的转速下搅拌10～100min，再在频率10～100kHz的超声波条件下分散15～60min；将皮层纺丝液和芯层纺丝液分别于30～70℃条件下恒温、静置脱泡10～120min；

（2）将皮层纺丝液和芯层纺丝液经湿法纺丝成套设备的喷丝孔挤压得到丝束，皮层纺丝液和芯层纺丝液的质量比为2:8~6:4，皮层纺丝液和芯层纺丝液的温度为30～70℃，喷丝压力为0.5～15MPa，纺丝速度为10～200m/min；丝束经过常温水浴固定成型，得到初生纤维；

（3）将初生纤维进行拉伸、水洗和后处理，最后通过导丝盘卷绕得到所述的皮芯型腈纶；所述拉伸的拉伸倍数为1.1～1.8；所述水洗的温度为20～40℃，车速为10～200m/min；所述后处理包括干燥过程、二次拉伸过程和热定型过程，干燥温度为50～80℃，车速为10～200m/min，二次拉伸的拉伸掊数为2～10，二次拉伸的温度为120～200℃，热定型的温度为120～200℃，车速为20～200m/min。