CN105862159B - 一种抗紫外线、防静电超细旦涤纶纤维的制备方法 - Google Patents

一种抗紫外线、防静电超细旦涤纶纤维的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种抗紫外线、防静电超细旦涤纶纤维的制备方法，将微量的绢云母、氧化铁、天然电气石加入涤纶树脂切片中，制备的超细旦涤纶纤维抗紫外线、防静电、负离子性能良好；不仅成本低、改良效果好，而且整个制备过程不会使用大量的化学制剂，是一种环保的新型纤维制备方法。

Description

一种抗紫外线、防静电超细旦涤纶纤维的制备方法
技术领域
本发明涉及功能型服装面料领域，特别是涉及一种抗紫外线、防静电超细旦涤纶纤维的制备方法。
背景技术
涤纶纤维作为应用最广泛的化学纤维，其具有良好的成纤性能和机械性能，强度高、耐光、耐热和耐酸碱性好，具有良好的加工性和易纺性，可纯纺、混纺和交织。涤纶面料耐洗耐磨、免烫抗皱，在服装、家纺、装饰和产品用等领域被广泛应用。然而，涤纶纤维也存在吸湿性差、织物不吸汗、穿着有闷热感、抗紫外线性能、防静电能力差和易沾污灰尘等缺点，因此大大制约了涤纶纤维的应用与发展。为提高涤纶纤维的穿着舒适性，提高涤纶纤维的应用附加值，通常是对涤纶纤维进行化学或物理方面的改进，进而赋予涤纶纤维较高的吸湿排汗性，提高涤纶织物穿着舒适度。
随着消费者对服装的环保要求越来越高，将化纤尤其是涤纶的制备环节中进行改性，从而能够降低涤纶纤维在面料制备过程中的化学处理，显得越来越重要。
中国发明专利CN1308149A公开了一种合成纤维及其制造方法。该方法在聚酯中加入5-8％的天然电气石、沸石和钛铝陶瓷氧化物，增强了纤维的强度、伸缩性和柔软性，但是该方法由于加入了大量矿物，导致纤维的颜色改变较大，最终影响了纤维及织物的外观。
中国发明专利CN103351585A公开了一种抗菌抗静电涤纶树脂切片，该切片中加入15-25％的抗菌和抗静电添加剂，从而实现了涤纶纤维永久的抗菌、抗静电性能。
但是以上纤维为了实现抗静电、负离子等功能，都添加了大量的改性添加剂，从而影响了涤纶树脂切片的纺织性能，从而无法达到超细旦纤维的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种抗紫外线、防静电超细旦涤纶纤维的制备方法。
一种抗紫外线、防静电超细旦涤纶纤维的制备方法，按照下述步骤进行：
A、采用高能球磨的方式将绢云母研磨超细粉状，筛选出粒径为10-30微米之间的绢云母超细粉；
B、采用纳米研磨机将高纯度氧化铁、天然电气石研磨至100-500纳米；
C、将涤纶树脂在280-300℃熔融状态下，低速搅拌(100-150rpm)，并依次加入二硫化钼、甘油以及绢云母超细粉，搅拌20-30min；
D、将搅拌速度调节至中速(250-300rpm)，并依次加入高纯度氧化铁纳米粉和天然电气石纳米粉，搅拌45-60min；制成改性涤纶树脂切片；
E、将改性涤纶树脂切片在纺丝机上高速纺丝制成超细旦纤维，具体工艺条件为：纺丝温度320-350℃，纺丝速度为5000-5500m/min。
优选的，所述的步骤B中的高纯度氧化铁的纯度为氧化铁的含量高于99.3％。
本发明中为制备超细旦涤纶纤维，对加入的改性添加剂的含量和种类有非常严格的要求，故氧化铁的纯度要求很高。
优选的，所述的涤纶树脂切片中各添加剂的重量百分比为绢云母超细粉0.1-0.2％、二硫化钼0.05-0.1％、甘油0.05-0.08％、高纯度氧化铁纳米粉0.02-0.05％、天然电气石纳米粉0.03-0.1％。
优选的，所述的步骤D中，改性涤纶树脂切片，其固含量≥99.9％。
绢云母是云母的一种，它属于具有层状结构的硅酸盐矿物质。本发明中通过加入绢云母超细粉，使涤纶纤维具备良好的抗紫外线性能，同时氧化铁和天然电气石纳米粉可以附着在绢云母的层状结构上，使涤纶纤维具备良好的防静电和释放负离子性能。
加入二硫化钼和甘油是为了提升氧化铁纳米粉和天然电气石纳米粉在高温下的分散性，使它们能均匀的分布在绢云母的层状表面，从而达到更好的防静电效果和均匀的释放负离子性能。
本发明中加入的添加剂量非常小，总量不超过涤纶树脂切片的0.5％，但在二硫化钼和甘油的共同分散作用下，同时可以达到非常好的抗紫外线、抗静电和释放负离子的性能。
由于加入的添加剂量小，同时在涤纶树脂切片中分散均匀，故不会对涤纶树脂切片的织造性能造成大的影响，故改性后的涤纶树脂切片仍可以制备超细旦涤纶纤维。
本发明所提供的一种抗紫外线、防静电超细旦涤纶纤维的制备方法，将微量的绢云母、氧化铁、天然电气石加入涤纶树脂切片中，不仅成本低、改良效果好，而且整个制备过程不会使用大量的化学制剂，是一种环保的新型纤维制备方法。
具体实施方式
实施例1
一种抗紫外线、防静电超细旦涤纶纤维的制备方法，按照下述步骤进行：
A、采用高能球磨的方式将绢云母研磨超细粉状，筛选出粒径为10-30微米之间的绢云母超细粉；
B、采用纳米研磨机将高纯度氧化铁、天然电气石研磨至100-500纳米；
C、将涤纶树脂在290℃熔融状态下，低速搅拌(125rpm)，并依次加入二硫化钼、甘油以及绢云母超细粉，搅拌25min；
D、将搅拌速度调节至中速(250rpm)，并依次加入高纯度氧化铁纳米粉和天然电气石纳米粉，搅拌60min；制成改性涤纶树脂切片；
E、将改性涤纶树脂切片在纺丝机上高速纺丝制成超细旦纤维，具体工艺条件为：纺丝温度330℃，纺丝速度为5000m/min。
所述的步骤B中的高纯度氧化铁的纯度为氧化铁的含量高于99.3％。
所述的涤纶树脂切片中各添加剂的重量百分比为绢云母超细粉0.15％、二硫化钼0.07％、甘油0.07％、高纯度氧化铁纳米粉0.04％、天然电气石纳米粉0.06％。
所述的步骤D中，改性涤纶树脂切片，其固含量≥99.9％。
实施例2
一种抗紫外线、防静电超细旦涤纶纤维的制备方法，按照下述步骤进行：
A、采用高能球磨的方式将绢云母研磨超细粉状，筛选出粒径为10-30微米之间的绢云母超细粉；
B、采用纳米研磨机将高纯度氧化铁、天然电气石研磨至100-500纳米；
C、将涤纶树脂在300℃熔融状态下，低速搅拌(150rpm)，并依次加入二硫化钼、甘油以及绢云母超细粉，搅拌30min；
D、将搅拌速度调节至中速(280rpm)，并依次加入高纯度氧化铁纳米粉和天然电气石纳米粉，搅拌50min；制成改性涤纶树脂切片；
E、将改性涤纶树脂切片在纺丝机上高速纺丝制成超细旦纤维，具体工艺条件为：纺丝温度320℃，纺丝速度为5300m/min。
所述的步骤B中的高纯度氧化铁的纯度为氧化铁的含量高于99.3％。
所述的涤纶树脂切片中各添加剂的重量百分比为绢云母超细粉0.2％、二硫化钼0.1％、甘油0.08％、高纯度氧化铁纳米粉0.02％、天然电气石纳米粉0.05％。
所述的步骤D中，改性涤纶树脂切片，其固含量≥99.9％。
实施例3
一种抗紫外线、防静电超细旦涤纶纤维的制备方法，按照下述步骤进行：
A、采用高能球磨的方式将绢云母研磨超细粉状，筛选出粒径为10-30微米之间的绢云母超细粉；
B、采用纳米研磨机将高纯度氧化铁、天然电气石研磨至100-500纳米；
C、将涤纶树脂在280℃熔融状态下，低速搅拌(100rpm)，并依次加入二硫化钼、甘油以及绢云母超细粉，搅拌25min；
D、将搅拌速度调节至中速(300rpm)，并依次加入高纯度氧化铁纳米粉和天然电气石纳米粉，搅拌45min；制成改性涤纶树脂切片；
E、将改性涤纶树脂切片在纺丝机上高速纺丝制成超细旦纤维，具体工艺条件为：纺丝温度320℃，纺丝速度为5500m/min。
所述的步骤B中的高纯度氧化铁的纯度为氧化铁的含量高于99.3％。
所述的涤纶树脂切片中各添加剂的重量百分比为绢云母超细粉0.1％、二硫化钼0.05％、甘油0.08％、高纯度氧化铁纳米粉0.05％、天然电气石纳米粉0.1％。
所述的步骤D中，改性涤纶树脂切片，其固含量≥99.9％。
下面对实施例1～3制备的抗紫外线、防静电超细旦涤纶纤维织成面料后进行各项性能测试。
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3
电阻率Ω·cm 105 105 105
负离子指数(个/cm3) 3500 3200 3300
抗紫外线性能 35 30 30
以下实施例对绢云母的研磨方式、导电粉体的种类、各原料的加入量等因素对纤维最终的影响进行分析：
实施例4
A、采用超音速研磨的方式将绢云母研磨超细粉状，筛选出粒径为10-30微米之间的绢云母超细粉；
B、采用纳米研磨机将高纯度氧化铁、天然电气石研磨至100-500纳米；
C、将涤纶树脂在290℃熔融状态下，低速搅拌(125rpm)，并依次加入二硫化钼、甘油以及绢云母超细粉，搅拌25min；
D、将搅拌速度调节至中速(250rpm)，并依次加入高纯度氧化铁纳米粉和天然电气石纳米粉，搅拌60min；制成改性涤纶树脂切片；
E、将改性涤纶树脂切片在纺丝机上高速纺丝制成超细旦纤维，具体工艺条件为：纺丝温度330℃，纺丝速度为5000m/min。
所述的步骤B中的高纯度氧化铁的纯度为氧化铁的含量高于99.3％。
所述的涤纶树脂切片中各添加剂的重量百分比为绢云母超细粉0.15％、二硫化钼0.07％、甘油0.07％、高纯度氧化铁纳米粉0.04％、天然电气石纳米粉0.06％。
所述的步骤D中，改性涤纶树脂切片，其固含量≥99.9％。
实施例4中将绢云母的研磨方式改为超音速研磨，其余制备条件与实施例1相同。经检测，将纤维制成面料后，其电阻率高于108，负离子指数分布不均匀，抗紫外线性能低于10。
由检测结果可知，由于超音速研磨破坏了绢云母的层状结构，故纤维的改性性能大大降低。
实施例5
A、采用高能球磨的方式将绢云母研磨超细粉状，筛选出粒径为10-30微米之间的绢云母超细粉；
B、采用纳米研磨机将高纯度氧化铁、天然电气石研磨至100-500纳米；
C、将涤纶树脂在290℃熔融状态下，低速搅拌(125rpm)，并依次加入二硫化钼、甘油以及绢云母超细粉，搅拌25min；
D、将搅拌速度调节至中速(250rpm)，并依次加入高纯度氧化铁纳米粉和天然电气石纳米粉，搅拌60min；制成改性涤纶树脂切片；
E、将改性涤纶树脂切片在纺丝机上高速纺丝制成超细旦纤维，具体工艺条件为：纺丝温度330℃，纺丝速度为5000m/min。
所述的步骤B中的高纯度氧化铁的纯度为氧化铁的含量高于99.3％。
所述的涤纶树脂切片中各添加剂的重量百分比为绢云母超细粉0.5％、二硫化钼0.07％、甘油0.07％、高纯度氧化铁纳米粉0.04％、天然电气石纳米粉0.06％。
所述的步骤D中，改性涤纶树脂切片，其固含量≥99.9％。
实施例5中将绢云母的含量调整为0.5％，其余制备条件与实施例1相同，以上制程制备超细旦纤维过程中纤维极易断裂，已经失去工业化生产价值。
实施例6
一种抗紫外线、防静电超细旦涤纶纤维的制备方法，按照下述步骤进行：
A、采用高能球磨的方式将绢云母研磨超细粉状，筛选出粒径为10-30微米之间的绢云母超细粉；
B、采用纳米研磨机将高纯度氧化铁、天然电气石研磨至100-500纳米；
C、将涤纶树脂在290℃熔融状态下，低速搅拌(125rpm)，并依次加入二硫化钼、甘油以及绢云母超细粉，搅拌25min；
D、将搅拌速度调节至中速(250rpm)，并依次加入高纯度氧化铁纳米粉和天然电气石纳米粉，搅拌60min；制成改性涤纶树脂切片；
E、将改性涤纶树脂切片在纺丝机上高速纺丝制成超细旦纤维，具体工艺条件为：纺丝温度330℃，纺丝速度为5000m/min。
所述的步骤B中的高纯度氧化铁的纯度为氧化铁的含量高于99.3％。
所述的涤纶树脂切片中各添加剂的重量百分比为绢云母超细粉0.15％、二硫化钼0.07％、甘油0.07％、高纯度氧化铁纳米粉0.2％、天然电气石纳米粉0.06％。
所述的步骤D中，改性涤纶树脂切片，其固含量≥99.9％。
实施例6中将高纯度氧化铁纳米粉的含量调整为0.2％，其余制备条件与实施例1相同，以上制程制备超细旦纤维过程中纤维极易断裂，已经失去工业化生产价值。
实施例7
一种抗紫外线、防静电超细旦涤纶纤维的制备方法，按照下述步骤进行：
A、采用高能球磨的方式将绢云母研磨超细粉状，筛选出粒径为10-30微米之间的绢云母超细粉；
B、采用纳米研磨机将高纯度氧化铁、天然电气石研磨至100-500纳米；
C、将涤纶树脂在290℃熔融状态下，低速搅拌(125rpm)，并依次加入二硫化钼、甘油以及绢云母超细粉，搅拌25min；
D、将搅拌速度调节至中速(250rpm)，并依次加入高纯度氧化铁纳米粉和天然电气石纳米粉，搅拌60min；制成改性涤纶树脂切片；
E、将改性涤纶树脂切片在纺丝机上高速纺丝制成超细旦纤维，具体工艺条件为：纺丝温度330℃，纺丝速度为5000m/min。
所述的步骤B中的高纯度氧化铁的纯度为氧化铁的含量高于99.3％。
所述的涤纶树脂切片中各添加剂的重量百分比为绢云母超细粉0.15％、二硫化钼0.07％、甘油0.07％、高纯度氧化铁纳米粉0.04％、天然电气石纳米粉0.3％。
所述的步骤D中，改性涤纶树脂切片，其固含量≥99.9％。
实施例7中将高纯度氧化铁纳米粉的含量调整为0.3％，其余制备条件与实施例1相同，以上制程制备超细旦纤维过程中纤维极易断裂，已经失去工业化生产价值。
实施例8
A、采用高能球磨的方式将绢云母研磨超细粉状，筛选出粒径为10-30微米之间的绢云母超细粉；
B、采用纳米研磨机将高纯度氧化铁、天然电气石研磨至100-500纳米；
C、将涤纶树脂在290℃熔融状态下，低速搅拌(125rpm)，并加入绢云母超细粉，搅拌25min；
D、将搅拌速度调节至中速(250rpm)，并依次加入高纯度氧化铁纳米粉和天然电气石纳米粉，搅拌60min；制成改性涤纶树脂切片；
E、将改性涤纶树脂切片在纺丝机上高速纺丝制成超细旦纤维，具体工艺条件为：纺丝温度330℃，纺丝速度为5000m/min。
所述的步骤B中的高纯度氧化铁的纯度为氧化铁的含量高于99.3％。
所述的涤纶树脂切片中各添加剂的重量百分比为绢云母超细粉0.15％、高纯度氧化铁纳米粉0.04％、天然电气石纳米粉0.06％。
所述的步骤D中，改性涤纶树脂切片，其固含量≥99.9％。
实施例4中不加入二硫化钼和甘油，其余制备条件与实施例1相同。经检测，将纤维制成面料后，其电阻率高于108，负离子指数分布不均匀，抗紫外线性能低于10。
实施例9
在实验过程中，发明人惊奇的发现：将高纯度氧化铁替换为其它导电分体，例如二氧化钛、二氧化锡等，在含量低于0.3％，可以工业化制备超细旦涤纶纤维的条件下，纤维的导电性能均远远差于氧化铁，有的甚至低100倍以上。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种抗紫外线、防静电超细旦涤纶纤维的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：
A、采用高能球磨的方式将绢云母研磨成超细粉状，筛选出粒径为10-30微米之间的绢云母超细粉；
B、采用纳米研磨机将高纯度氧化铁、天然电气石研磨至100-500纳米；
C、将涤纶树脂在280-300℃熔融状态下，搅拌速度为100-150rpm，并依次加入二硫化钼、甘油以及绢云母超细粉，搅拌20-30min；
D、将搅拌速度调节至250-300rpm，并依次加入高纯度氧化铁纳米粉和天然电气石纳米粉，搅拌45-60min；制成改性涤纶树脂切片；
E、将改性涤纶树脂切片在纺丝机上高速纺丝制成超细旦纤维，具体工艺条件为：纺丝温度320-350℃，纺丝速度为5000-5500m/min；
所述的步骤B中的高纯度氧化铁的纯度为氧化铁的含量高于99.3%；
所述的涤纶树脂切片中各添加剂的重量百分比为绢云母超细粉0.1-0.2%、二硫化钼0.05-0.1%、甘油0.05-0.08%、高纯度氧化铁纳米粉0.02-0.05%、天然电气石纳米粉0.03-0.1%；
所述的步骤D中，改性涤纶树脂切片，其固含量≥99.9%。
2.如权利要求1所述的抗紫外线、防静电超细旦涤纶纤维的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：
A、采用高能球磨的方式将绢云母研磨成超细粉状，筛选出粒径为10-30微米之间的绢云母超细粉；
B、采用纳米研磨机将高纯度氧化铁、天然电气石研磨至100-500纳米；
C、将涤纶树脂在290℃熔融状态下，搅拌速度125rpm，并依次加入二硫化钼、甘油以及绢云母超细粉，搅拌25min；
D、将搅拌速度调节至250rpm，并依次加入高纯度氧化铁纳米粉和天然电气石纳米粉，搅拌60min；制成改性涤纶树脂切片；
E、将改性涤纶树脂切片在纺丝机上高速纺丝制成超细旦纤维，具体工艺条件为：纺丝温度330℃，纺丝速度为5000m/min；
所述的步骤B中的高纯度氧化铁的纯度为氧化铁的含量高于99.3%；
所述的涤纶树脂切片中各添加剂的重量百分比为绢云母超细粉0.15%、二硫化钼0.07%、甘油0.07%、高纯度氧化铁纳米粉0.04%、天然电气石纳米粉0.06%；
所述的步骤D中，改性涤纶树脂切片，其固含量≥99.9%。
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