CN105316795B - 阻燃仿棉涤锦复合超细纤维及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃仿棉涤锦复合超细纤维，包括超细仿棉涤纶纤维和变性锦纶纤维，其中超细仿棉涤纶纤维为芯线，变性锦纶纤维包覆在超细仿棉涤纶纤维的外侧；所述超细仿棉涤纶纤维由涤纶纤维和改性剂组成，所述变性锦纶纤维是锦纶纤维在氧化铈纳米粉体材料的活性催化下加入石墨烯纳米粉体材料获得变性的变性锦纶纤维。本发明得到的阻燃仿棉涤锦复合超细纤维，通过实验测试，其在常温波长2‑16范围内红外发射率达到90%以上，利用磷酸三苯酯和蒙脱土，使得涤纶纤维提高了阻燃性能，其燃烧长度小于60mm。另外在变性锦纶纤维中添加石墨烯，则提高了锦纶纤维的柔软度以及拉伸性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种纤维的生产技术，特别是阻燃仿棉涤锦复合超细纤维及生产方法。
背景技术
棉纤维具有优异的吸湿性、柔软性、保暖性，其织物服用性能优良，但导湿性、脱湿性、防水、防污、防霉等方面存在问题。
涤纶纤维外观挺括，热稳定性好，但吸湿性稍差，它们主要用于制作各种衣着用品、床上用品、室内装饰用品等。
仿棉涤纶则兼具上述棉与涤纶的优良特性，通俗地讲有以下特点：看起来像棉（视觉）、摸起来像棉（触觉）、穿起来像棉（亲和性、舒适性）、用起来比棉方便（洗可穿性），有着仿棉似棉、仿棉胜棉的优良特性，是聚酯最新升级版，是聚酯纤维的未来方向之一。科学地讲，仿棉涤纶既有棉花优异的柔软性、保暖性等，又有涤纶良好的力学性能、耐热性、色牢度，甚至具备抗静电、抗起毛起球、抗菌、阻燃、远红外、抗紫外等功能。
目前对于仿棉涤纶的生产工艺是在涤纶纤维上添加功能性材料，从而使其满足相应的功能，但是添加任何一种功能性材料均会引起纤维特性的变化，其在生产成本以及生产工艺会带来不同的技术难点需要克服。例如由于涤纶的疏水特性而在对吸湿性或吸水性要求较高的领域中的应用受到了限制。故而对疏水性涤纶赋予吸湿性，可采用在聚合、纺丝阶段与亲水性组分共聚或共混的原丝改性方法。如在聚酯的分子结构中，引入醚键，羟基，磺酸基团等亲水性基团，在大分子上进行接枝共聚，从而增强涤纶的吸湿性，通过接枝共聚的改性涤纶，吸湿率可达4%~13.4% ，但由于成本高而未工业化。
虽然现在针对仿棉涤纶的研究日渐成熟，但是对于仿棉涤锦却是很少涉及，甚至其生产工艺仅是将仿棉涤纶纤维和锦纶纤维简单加捻而成，这种简单加捻的复合纤维，由于纤维性能的不同，给后处理带来了一定的难度，如均匀染色问题等，但如采用包覆复合，那么在功能性的涤锦复合超细纤维的生产中，又由于功能性材料的加入，会改变这些纤维材料的拉丝性能，给包覆的实现带来一定的难度。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种工艺简单、实现方便，效果好的的阻燃仿棉涤锦复合超细纤维及生产方法。
为了实现上述目的，本发明所设计的阻燃仿棉涤锦复合超细纤维，包括超细仿棉涤纶纤维和变性锦纶纤维，其中超细仿棉涤纶纤维为芯线，变性锦纶纤维包覆在超细仿棉涤纶纤维的外侧；
所述超细仿棉涤纶纤维由涤纶纤维和改性剂组成，其中涤纶纤维和改性剂的重量份配比为涤纶纤维为90份至95份，改性剂为5份至10份；所述改性剂是磷酸三苯酯、蒙脱土和石墨烯纳米粉体材料，其重量份配比为磷酸三苯酯为60份至80份、蒙脱土10份至30份、石墨烯纳米粉体材料为10份至30份；其中利用改性剂中石墨烯来提高涤纶纤维的光泽效果以及柔软性，利用磷酸三苯酯和蒙脱土，使得涤纶纤维提高了阻燃性能，同时磷酸三苯酯和蒙脱土还具有协同作用，比单独使用所产生的效果要好。
所述变性锦纶纤维是锦纶纤维在氧化铈纳米粉体材料的活性催化下加入石墨烯纳米粉体材料获得变性的变性锦纶纤维，其中按重量计的配比是100份的锦纶纤维，0.01份至0.1份的氧化铈纳米粉体材料以及5份至10份的石墨烯纳米粉体材料；同时在变性锦纶纤维内设有远红外纳米粉体材料，变性锦纶纤维和远红外纳米粉体材料的重量份配比为：变性锦纶纤维为90份至95份，远红外纳米粉体材料5份至10份。
所述远红外纳米粉体材料的组成按重量份计算为：二氧化铪5份至10份，钠长石20份至30份，碳化硅10份至20份，硼砂10份至20份，火山岩10份至20份，电气石20份至30份。其中二氧化铪因其具有宽带隙和高介电常数，故具有远红外特性，其在与钠长石混合时，能产生协同作用，从而提高红外发射率，提高纤维的蓄热能力。
为了使得远红外纳米粉体材料能够更好地融合到变性锦纶纤维中，所述远红外纳米粉体材料的粒径D90＜0.1um。
所述超细仿棉涤纶纤维的芯线直径在0.1微米至1.0微米，包覆后的复合超细纤维直径在1微米至4微米。
在此，所述的超细纤维是指纤度0.3旦（直径5微米）以下的纤维。
一种阻燃仿棉涤锦复合超细纤维的生产方法，包括以下步骤：
首先按照重量配比称量后将60份至80份的磷酸三苯酯、10份至30份蒙脱土、10份至30份的石墨烯纳米粉体材料进行混合，然后在300℃中进行加热后获得改性剂，再将改性剂喷涂在涤纶纤维熔体的表面后输入至纺丝装置中；
接着在100份的锦纶纤维中先加入0.01份至0.1份的氧化铈纳米粉体材料，再加入5份至10份的石墨烯纳米粉体材料，经过250℃的加热后获得变性锦纶纤维熔体，然后再将重量份为5份至10份的远红外纳米粉体材料加入到重量份为90份至95份的变性锦纶纤维熔体中，搅拌均匀后也将其输入至纺丝装置中；
在纺丝装置中对超细仿棉涤纶纤维和变性锦纶纤维的熔体进行同步拉丝，并将变性锦纶纤维包覆在超细仿棉涤纶纤维外形成复合纤维；其中超细仿棉涤纶纤维的芯线纺丝温度控制在300℃，侧吹风控制在28℃，变性锦纶纤维的纺丝温度控制在250℃，侧吹风控制在20℃；在拉丝过程中控制超细仿棉涤纶纤维的芯线直径在0.1微米至1.0微米，包覆后的复合超细纤维直径在1微米至4微米。
本发明得到的阻燃仿棉涤锦复合超细纤维，通过实验测试，其在常温波长2-16范围内红外发射率达到90%以上，本发明中的仿棉涤纶纤维，利用改性剂中石墨烯来提高涤纶纤维的光泽效果以及柔软性，利用磷酸三苯酯和蒙脱土，使得涤纶纤维提高了阻燃性能，同时磷酸三苯酯和蒙脱土还具有协同作用，比单独使用所产生的效果要好，其燃烧长度小于60mm。本发明中的变性锦纶纤维，由于添加了远红外纳米粉体材料，提高了蓄热能力，使由此得到的纺织面料具有良好的保暖性能，同样在锦纶纤维中添加石墨烯，则提高了锦纶纤维的柔软度以及拉伸性能，由此可以实现与仿棉涤纶纤维进行同步拉丝，并将变性锦纶纤维包覆在超细仿棉涤纶纤维外形成复合纤维。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
本实施例提供的阻燃仿棉涤锦复合超细纤维，包括超细仿棉涤纶纤维和变性锦纶纤维，其中超细仿棉涤纶纤维为芯线，变性锦纶纤维包覆在超细仿棉涤纶纤维的外侧；
所述超细仿棉涤纶纤维由涤纶纤维和改性剂组成，其中涤纶纤维和改性剂的重量份配比为涤纶纤维为95份，改性剂为5份；所述改性剂是磷酸三苯酯、蒙脱土和石墨烯纳米粉体材料，其重量份配比为磷酸三苯酯为60份至80份、蒙脱土10份至30份、石墨烯纳米粉体材料为10份至30份；
所述变性锦纶纤维是锦纶纤维在氧化铈纳米粉体材料的活性催化下加入石墨烯纳米粉体材料获得变性的变性锦纶纤维，其中按重量计的配比是100份的锦纶纤维，0.1份的氧化铈纳米粉体材料以及10份的石墨烯纳米粉体材料；同时在变性锦纶纤维内设有远红外纳米粉体材料，变性锦纶纤维和远红外纳米粉体材料的重量份配比为：变性锦纶纤维为95份，远红外纳米粉体材料5份。
所述远红外纳米粉体材料的组成按重量份计算为：二氧化铪5份至10份，钠长石20份至30份，碳化硅10份至20份，硼砂10份至20份，火山岩10份至20份，电气石20份至30份。
为了使得远红外纳米粉体材料能够更好地融合到变性锦纶纤维中，所述远红外纳米粉体材料的粒径D90＜0.1um。
所述超细仿棉涤纶纤维的芯线直径在0.1微米至1.0微米，包覆后的复合超细纤维直径在1微米至4微米。
一种阻燃仿棉涤锦复合超细纤维的生产方法，包括以下步骤：
首先按照重量配比称量后将60份至80份的磷酸三苯酯、10份至30份蒙脱土、10份至30份的石墨烯纳米粉体材料进行混合，然后在300℃中进行加热后获得改性剂，再将改性剂喷涂在涤纶纤维熔体的表面后输入至纺丝装置中；
接着在100份的锦纶纤维中先加入0.01份至0.1份的氧化铈纳米粉体材料，再加入5份至10份的石墨烯纳米粉体材料，经过250℃的加热后获得变性锦纶纤维熔体，然后再将重量份为5份至10份的远红外纳米粉体材料加入到重量份为90份至95份的变性锦纶纤维熔体中，搅拌均匀后也将其输入至纺丝装置中；
在纺丝装置中对超细仿棉涤纶纤维和变性锦纶纤维的熔体进行同步拉丝，并将变性锦纶纤维包覆在超细仿棉涤纶纤维外形成复合纤维；其中超细仿棉涤纶纤维的芯线纺丝温度控制在300℃，侧吹风控制在28℃，变性锦纶纤维的纺丝温度控制在250℃，侧吹风控制在20℃；在拉丝过程中控制超细仿棉涤纶纤维的芯线直径在0.1微米至1.0微米，包覆后的复合超细纤维直径在1微米至4微米。
本实施例提供的阻燃仿棉涤锦复合超细纤维，通过实验测试，其在常温波长2-16范围内红外发射率达到90%以上，同时经过《GB/T 8626-2007建筑材料可燃性试验方法》的检测结果是燃烧长度小于60mm。最终通过将变性锦纶纤维实现与仿棉涤纶纤维进行同步拉丝，并将变性锦纶纤维包覆在超细仿棉涤纶纤维外形成复合纤维，复合后的阻燃仿棉涤锦复合超细纤维的直径为4微米。
实施例2：
本实施例提供的阻燃仿棉涤锦复合超细纤维，包括超细仿棉涤纶纤维和变性锦纶纤维，其中超细仿棉涤纶纤维为芯线，变性锦纶纤维包覆在超细仿棉涤纶纤维的外侧；
所述超细仿棉涤纶纤维由涤纶纤维和改性剂组成，其中涤纶纤维和改性剂的重量份配比为涤纶纤维为90份，改性剂为10份；所述改性剂是磷酸三苯酯、蒙脱土和石墨烯纳米粉体材料，其重量份配比为磷酸三苯酯为60份至80份、蒙脱土10份至30份、石墨烯纳米粉体材料为10份至30份；
所述变性锦纶纤维是锦纶纤维在氧化铈纳米粉体材料的活性催化下加入石墨烯纳米粉体材料获得变性的变性锦纶纤维，其中按重量计的配比是100份的锦纶纤维，0.01份的氧化铈纳米粉体材料以及5份的石墨烯纳米粉体材料；同时在变性锦纶纤维内设有远红外纳米粉体材料，变性锦纶纤维和远红外纳米粉体材料的重量份配比为：变性锦纶纤维为90份，远红外纳米粉体材料10份。
本实施例提供的阻燃仿棉涤锦复合超细纤维，通过实验测试，其在常温波长2-16范围内红外发射率达到90%以上，同时经过《GB/T 8626-2007建筑材料可燃性试验方法》的检测结果是燃烧长度小于60mm。最终通过将变性锦纶纤维实现与仿棉涤纶纤维进行同步拉丝，并将变性锦纶纤维包覆在超细仿棉涤纶纤维外形成复合纤维，复合后的阻燃仿棉涤锦复合超细纤维的直径为4微米。
Claims (5)
1.一种阻燃仿棉涤锦复合超细纤维，其特征在于：包括超细仿棉涤纶纤维和变性锦纶纤维，其中超细仿棉涤纶纤维为芯线，变性锦纶纤维包覆在超细仿棉涤纶纤维的外侧；
所述超细仿棉涤纶纤维由涤纶纤维和改性剂组成，其中涤纶纤维和改性剂的重量份配比为涤纶纤维为90份至95份，改性剂为5份至10份；所述改性剂是磷酸三苯酯、蒙脱土和石墨烯纳米粉体材料，其重量份配比为磷酸三苯酯为60份至80份、蒙脱土10份至30份、石墨烯纳米粉体材料为10份至30份；
所述变性锦纶纤维是锦纶纤维在氧化铈纳米粉体材料的活性催化下加入石墨烯纳米粉体材料获得变性的变性锦纶纤维，其中按重量计的配比是100份的锦纶纤维，0.01份至0.1份的氧化铈纳米粉体材料以及5份至10份的石墨烯纳米粉体材料；同时在变性锦纶纤维内设有远红外纳米粉体材料，变性锦纶纤维和远红外纳米粉体材料的重量份配比为：变性锦纶纤维为90份至95份，远红外纳米粉体材料5份至10份；
所述远红外纳米粉体材料的组成按重量份计算为：二氧化铪5份至10份，钠长石20份至30份，碳化硅10份至20份，硼砂10份至20份，火山岩10份至20份，电气石20份至30份。
2.根据权利要求1所述的阻燃仿棉涤锦复合超细纤维，其特征是所述远红外纳米粉体材料的粒径D90＜0.1μ m 。
3.根据权利要求1所述的阻燃仿棉涤锦复合超细纤维，其特征是所述超细仿棉涤纶纤维的芯线直径在0.1微米至1.0微米，包覆后的复合超细纤维直径在1微米至4微米。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的阻燃仿棉涤锦复合超细纤维的生产方法，其特征是包括以下步骤：
首先按照重量配比称量后将60份至80份的磷酸三苯酯、10份至30份蒙脱土、10份至30份的石墨烯纳米粉体材料进行混合，然后在300℃中进行加热后获得改性剂，再将改性剂喷涂在涤纶纤维熔体的表面后输入至纺丝装置中；
接着在100份的锦纶纤维中先加入0.01份至0.1份的氧化铈纳米粉体材料，再加入5份至10份的石墨烯纳米粉体材料，经过250℃的加热后获得变性锦纶纤维熔体，然后再将重量份为5份至10份的远红外纳米粉体材料加入到重量份为90份至95份的变性锦纶纤维熔体中，搅拌均匀后也将其输入至纺丝装置中；
在纺丝装置中对超细仿棉涤纶纤维和变性锦纶纤维的熔体进行同步拉丝，并将变性锦纶纤维包覆在超细仿棉涤纶纤维外形成复合纤维；其中超细仿棉涤纶纤维的芯线纺丝温度控制在300℃，侧吹风控制在28℃，变性锦纶纤维的纺丝温度控制在250℃，侧吹风控制在20℃。
5.根据权利要求4所述的阻燃仿棉涤锦复合超细纤维的生产方法，其特征是在拉丝过程中控制超细仿棉涤纶纤维的芯线直径在0.1微米至1.0微米，包覆后的复合超细纤维直径在1微米至4微米。
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