CN105862167A - 一种抗静电/夜光双功能低弹丝的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗静电/夜光双功能低弹丝的制备方法。该抗静电/夜光双功能低弹丝具有电线型皮芯结构，其按照质量分数计为：电线芯层10～25wt％，皮层90～75wt％；所述的电线芯层为含有棒状纳米导电颗粒的聚酯树脂，纳米导电材料为棒状二氧化钛表面包覆掺杂氧化锡和氧化锑，导电颗粒占聚酯纤维65～85wt％；所述的皮层为含有铝酸锶稀土夜光材料的聚酯树脂，其中稀土无机夜光材料的含量为20～45wt％。经本方法制备的皮芯复合结构的抗静电/夜光双功能纤维强度高、韧性好、耐磨和耐水洗性好。

Description

一种抗静电/夜光双功能低弹丝的制备方法
技术领域
本发明属于功能纺织纤维技术领域，特别涉及一种抗静电/夜光双功能低弹丝的制备方法。
技术背景
由于稀土夜光纤维不含放射性物质，避免了对人体的伤害较为安全，近年来在日本和美国等发达国家发展迅速，尤其是铝酸锶类稀土夜光纤维，只需太阳光或灯光照射10分钟便可持续发光10小时以上，肉眼可见，其发光为485-590nm黄绿色光，是人眼最敏感的光色，在夜晚可以起到警示和装饰的作用。
目前夜光纤维已经在纺织服装、消防应急、夜间作业、日常生活及休闲娱乐等领域得到了广泛的应用，中国专利CN 1374415A公开了以聚酯树脂为基体的稀土夜光纤维，由于采用硬度高、粒径大的稀土发光材料，制得的夜光涤纶长丝强度只有1.7cN/dtex，仅为不同涤纶纤维的一半，并且在织造过程中容易出现毛丝和断丝，使其应用受到了限制。中国专利CN102560780A公开了一种夜光短纱的制备方法，其主要应用是夜光绣线、夜光花边、夜光面料等。中国专利CN 1349007A公开了一种以夜光米粒树脂为芯聚酯树脂为皮层的夜光纤维，其力学性能达到了2.28～2.71cN/dtex。实现夜光纤维汽车内饰面料领域的应用不仅具有装饰、美观的效果，同时在夜间具有警示的作用，具有广泛的应用前景。中国专利CN 104674377A公开了一种汽车内饰面料用夜光低弹丝的制备方法，制得的皮芯复合结构的夜光纤维拉伸强度为2.81～3.26cN/dtex，能够满足汽车内饰面料力学性能的要求，然而忽略了汽车内部空间密闭、温度高，容易产生静电。
发明内容
本发明的目的是针对现有夜光纤维力学性能低、抗静电性差，难以满足汽车内饰面料的应用需求的技术问题，提出了一种汽车内饰面料用抗静电/夜光双功能低弹丝的制备方法。用本发明制备的电线型皮芯复合结构低弹丝具有夜光储能和抗静电双重功能，并且强度高、耐水洗和耐磨性好。
为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
本发明所制备的抗静电/夜光双功能低弹丝具有如下图所示的电线型皮芯结构，其按照质量分数计为：电线芯层10～25wt％，皮层90～75wt％；所述的电线芯层为含有棒状纳米导电颗粒的聚酯树脂，纳米导电材料为棒状二氧化钛表面包覆掺杂氧化锡和氧化锑，导电颗粒占聚酯纤维65～85wt％；所述的皮层为含有铝酸锶稀土夜光材料的聚酯树脂，其中稀土无机夜光材料的含量为20～45wt％，结构通式为Sr0.99-0.95Eu0.01-0.05Al2O4·(Al1-a-bBbDya)2O3[a为0.01-0.35，b为0.001-0.004]；所述的抗静电/夜光双功能低弹丝，其体积电阻率为3.1×106～4.6×108Ω·cm，激发停止一分钟后的余辉强度为550mcd/m2以上，单根纤维的直径小于50μm。
所述的电线型皮芯复合结构夜光纤维，其按照质量分数计为：电线芯层10～25wt％，皮层90～75wt％。
所述的电线型皮芯复合结构夜光纤维，其电线芯部为含有棒状纳米导电颗粒的聚酯树脂，皮层为含有铝酸锶稀土夜光发光材料的聚酯树脂。
所述的棒状纳米导电颗粒为棒状二氧化钛表面包覆掺杂氧化锡和氧化锑，含量为基体聚酯树脂65～85wt％。
所述的稀土夜光发光材料结构通式为Sr0.99-0.95Eu0.01-0.05Al2O4·(Al1-a-bBbDya)2O3[a为0.01-0.35，b为0.001-0.005]，含量为基体聚酯树脂20～45wt％。
所述的稀土夜光发光材料经400目金属网过滤后平均粒径为1-10μm。
所述的聚酯树脂为聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯中的一种。
所述的一种抗静电/夜光双功能低弹丝的制备方法，具体如下：
(1)稀土夜光母粒的制备：将干燥过的基体聚酯树脂与稀土夜光材料、分散剂、润滑剂混合均匀，经过双螺杆熔融挤出，切粒得到夜光母粒；分散剂占基体树脂0.05～1wt％，润滑剂占基体树脂0.01～0.1wt％。
(2)导电母粒的制备方法：将干燥过的基体聚酯树脂与棒状导电颗粒、分散剂、润滑剂混合均匀，经过双螺杆熔融挤出，切粒得到夜光母粒；分散剂占基体树脂0.05～1.5wt％，润滑剂占基体树脂0.01～0.1wt％。
(3)抗静电/夜光双功能低弹丝的制备：将步骤(1)制得的夜光母粒90～75wt％、步骤(2)制得的导电母粒10～25wt％，分别通过双螺杆挤出机熔融，经复合纺丝喷丝组件和牵伸机拉伸值得到抗静电/夜光双功能低弹丝；熔融温度200～320℃，牵伸温度为50～110℃，热定型温度为90～200℃，总牵伸倍数为1.5～4.5倍。
所述的抗静电/夜光双功能低弹丝，其体积电阻率为3.1×106～4.6×108Ω·cm。
所述的夜光低弹丝，激发停止一分钟后的余辉强度为550mcd/m2以上，单根纤维的直径小于50μm。
本发明采用复合纺丝的方法制备以导电母粒为电线芯部，铝酸锶稀土夜光母粒为皮层的皮芯复合结构夜光纤维。其中芯部10～25wt％导电母粒具有导电性，有利于消除电荷积累，起到抗静电的作用，皮层90～75wt％的夜光母粒为纤维提供了夜光性能，使制备得到电线型皮芯复合结构低弹丝具有夜光储能和抗静电双重功能，并且强度高、耐水洗和耐磨性好。
有益效果
(1)本发明采用复合纺丝法制备电线型皮芯复合结构低弹丝，其纤维的电线芯层部为10～25wt％导电母粒，具有导电性，有利于消除电荷积累，起到抗静电的作用。
(2)本发明所制备电线型皮芯复合结构低弹丝，其纤维的皮层为90～75wt％铝酸锶夜光母粒，能够有效保证放光亮度，起到装饰、美观和夜间具有警示的作用。
(3)本发明所制备的电线型皮芯复合结构低弹丝，同时具有抗静电和夜光储能双重功能，能够满足汽车内饰面料应用的特殊要求。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1是本发明的皮芯结构示意图；
图2是本发明制备得到的电线型皮芯复合结构低弹丝SEM截面图；
具体实施方案
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
(1)稀土夜光母粒的制备：取聚对苯二甲酸乙二酯树脂干燥，加入质量分数为12wt％的Sr0.975Eu0.025Al2O4·(Al0.9735B0.0015Dy0.025)2O3铝酸锶稀土夜光材料，分散剂0.20wt％，润滑剂0.02wt％，经高速混合机混合后，加入双螺杆挤出机(温度为285℃)，经熔融，水冷却，切粒制得夜光母粒，然后真空干燥备用；
(2)导电母粒的制备方法：取聚对苯二甲酸乙二酯树脂干燥，加入质量分数为65wt％的棒状导电颗粒，分散剂0.50wt％，润滑剂0.02wt％，经高速混合机混合后，加入双螺杆挤出机(温度为285℃)，经熔融，水冷却，切粒制得夜光母粒，然后真空干燥备用；
(3)抗静电/夜光双功能低弹丝的制备：取步骤(1)制得的夜光母粒75wt％和步骤(2)制得的导电母粒25wt％，分别通过双螺杆挤出机熔融，经复合纺丝喷丝组件得到涤纶预牵伸丝，复合纺丝组件的温度为280℃，卷绕速率为2700米/分钟；涤纶预牵伸丝经牵伸机拉伸值得到抗静电/夜光双功能低弹丝(DTY)，牵伸温度为80℃，热定型温度为160℃，牵伸倍数为1.7倍，变形加工速率为600米/分钟。
本实例所制备的夜光涤纶DTY的拉伸强度为2.52cN/dtex，体积电导率为9.8×106Ω·cm，激发停止一分钟后的余辉强度为710mcd/m2，单根纤维直径为38μm。
实施例2
(1)稀土夜光母粒的制备：取聚对苯二甲酸乙二酯树脂干燥，加入质量分数为12wt％的Sr0.975Eu0.025Al2O4·(Al0.9735B0.0015Dy0.025)2O3铝酸锶稀土夜光材料，分散剂0.20wt％，润滑剂0.02wt％，经高速混合机混合后，加入双螺杆挤出机(温度为285℃)，经熔融，水冷却，切粒制得夜光母粒，然后真空干燥备用；
(2)导电母粒的制备方法：取聚对苯二甲酸乙二酯树脂干燥，加入质量分数为65wt％的棒状导电颗粒，分散剂0.50wt％，润滑剂0.02wt％，经高速混合机混合后，加入双螺杆挤出机(温度为285℃)，经熔融，水冷却，切粒制得夜光母粒，然后真空干燥备用；
(3)抗静电/夜光双功能低弹丝的制备：取步骤(1)制得的夜光母粒80wt％和步骤(2)制得的导电母粒20wt％，分别通过双螺杆挤出机熔融，经复合纺丝喷丝组件得到涤纶预牵伸丝，复合纺丝组件的温度为280℃，卷绕速率为2700米/分钟；涤纶预牵伸丝经牵伸机拉伸值得到抗静电/夜光双功能低弹丝(截面图如图2所示)，牵伸温度为80℃，热定型温度为160℃，牵伸倍数为1.7倍，变形加工速率为600米/分钟。
本实例所制备的夜光涤纶DTY的拉伸强度为2.61cN/dtex，体积电导率为1.2×107Ω·cm，激发停止一分钟后的余辉强度为680mcd/m2，单根纤维直径为40μm。
实施例3
(1)稀土夜光母粒的制备：取聚对苯二甲酸乙二酯树脂干燥，加入质量分数为12wt％的Sr0.975Eu0.025Al2O4·(Al0.9735B0.0015Dy0.025)2O3铝酸锶稀土夜光材料，分散剂0.20wt％，润滑剂0.02wt％，经高速混合机混合后，加入双螺杆挤出机(温度为285℃)，经熔融，水冷却，切粒制得夜光母粒，然后真空干燥备用；
(2)导电母粒的制备方法：取聚对苯二甲酸乙二酯树脂干燥，加入质量分数为65wt％的棒状导电颗粒，分散剂0.50wt％，润滑剂0.03wt％，经高速混合机混合后，加入双螺杆挤出机(温度为285℃)，经熔融，水冷却，切粒制得夜光母粒，然后真空干燥备用；
(3)抗静电/夜光双功能低弹丝的制备：取步骤(1)制得的夜光母粒85wt％和步骤(2)制得的导电母粒15wt％，分别通过双螺杆挤出机熔融，经复合纺丝喷丝组件得到涤纶预牵伸丝，复合纺丝组件的温度为280℃，卷绕速率为2700米/分钟；涤纶预牵伸丝经牵伸机拉伸值得到抗静电/夜光双功能低弹丝(截面图如图2所示)，牵伸温度为80℃，热定型温度为160℃，牵伸倍数为1.8倍，变形加工速率为600米/分钟。
本实例所制备的夜光涤纶DTY的拉伸强度为2.70cN/dtex，体积电导率为9.4×107Ω·cm，激发停止一分钟后的余辉强度为630mcd/m2，单根纤维直径为40μm。
实施例4
(1)稀土夜光母粒的制备：取聚对苯二甲酸乙二酯树脂干燥，加入质量分数为12wt％的Sr0.975Eu0.025Al2O4·(Al0.9735B0.0015Dy0.025)2O3铝酸锶稀土夜光材料，分散剂0.20wt％，润滑剂0.02wt％，经高速混合机混合后，加入双螺杆挤出机(温度为285℃)，经熔融，水冷却，切粒制得夜光母粒，然后真空干燥备用；
(2)导电母粒的制备方法：取聚对苯二甲酸乙二酯树脂干燥，加入质量分数为65wt％的棒状导电颗粒，分散剂0.50wt％，润滑剂0.03wt％，经高速混合机混合后，加入双螺杆挤出机(温度为285℃)，经熔融，水冷却，切粒制得夜光母粒，然后真空干燥备用；
(3)抗静电/夜光双功能低弹丝的制备：取步骤(1)制得的夜光母粒90wt％和步骤(2)制得的导电母粒10wt％，分别通过双螺杆挤出机熔融，经复合纺丝喷丝组件得到涤纶预牵伸丝，复合纺丝组件的温度为280℃，卷绕速率为2700米/分钟；涤纶预牵伸丝经牵伸机拉伸值得到抗静电/夜光双功能低弹丝(截面图如图2所示)，牵伸温度为80℃，热定型温度为160℃，牵伸倍数为1.8倍，变形加工速率为600米/分钟。
本实例所制备的夜光涤纶DTY的拉伸强度为2.78cN/dtex，体积电导率为3.8×108Ω·cm，激发停止一分钟后的余辉强度为590mcd/m2，单根纤维直径为39μm。

Claims (9)

1.一种抗静电/夜光双功能低弹丝的制备方法。其特征在于：制备得到的抗静电/夜光双功能低弹丝具有如下图所示的电线型皮芯结构，其按照质量分数计为：电线芯层10～25wt％，皮层90～75wt％；所述的电线芯层为含有棒状纳米导电颗粒的聚酯树脂，纳米导电颗粒为棒状二氧化钛表面包覆掺杂氧化锡和氧化锑，导电颗粒占聚酯纤维65～85wt％；所述的皮层为含有铝酸锶稀土夜光材料的聚酯树脂，其中稀土无机夜光材料的含量为20～45wt％，结构通式为Sr0.99-0.95Eu0.01-0.05Al2O4·(Al1-a-bBbDya)2O3[a为0.01-0.35，b为0.001-0.004]；所述的抗静电/夜光双功能低弹丝，其体积电阻率为3.1×106～4.6×108Ω·cm，激发停止一分钟后的余辉强度为550mcd/m2以上，单根纤维的直径小于50μm。
2.如权利要求1所述的一种抗静电/夜光双功能低弹丝的制备方法，其特征在于所述的电线型皮芯复合结构夜光纤维，其按照质量分数计为：电线芯层10～25wt％，皮层90～75wt％。
3.如权利要求1所述的一种抗静电/夜光双功能低弹丝的制备方法，其特征在于所述的电线型皮芯复合结构夜光纤维，其电线芯部为含有棒状纳米导电颗粒的聚酯树脂，皮层为含有铝酸锶稀土夜光发光材料的聚酯树脂。
4.如权利要求1所述的一种抗静电/夜光双功能低弹丝的制备方法，其特征在于所述的棒状纳米导电颗粒为棒状二氧化钛表面包覆掺杂氧化锡和氧化锑，含量为基体聚酯树脂65～85wt％。
5.根据权利要求1所述的一种抗静电/夜光双功能低弹丝的制备方法，其特征在于所述的稀土夜光发光材料结构通式为Sr0.99-0.95Eu0.01-0.05Al2O4·(Al1-a-bBbDya)2O3[a为0.01-0.35，b为0.001-0.005]，经400目金属网过滤后平均粒径为1-10μm，含量为基体聚酯树脂20～45wt％。
6.如权利要求1所述的一种抗静电/夜光双功能低弹丝的制备方法，其特征在于所述的聚酯树脂为聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种抗静电/夜光双功能低弹丝的制备方法，其特征在于：
(1)稀土夜光母粒的制备：将干燥过的基体聚酯树脂与稀土夜光材料、分散剂、润滑剂混合均匀，经过双螺杆熔融挤出，切粒得到夜光母粒；分散剂占基体树脂0.05～1wt％，润滑剂占基体树脂0.01～0.1wt％。
(2)导电母粒的制备方法：将干燥过的基体聚酯树脂与棒状导电颗粒、分散剂、润滑剂混合均匀，经过双螺杆熔融挤出，切粒得到夜光母粒；分散剂占基体树脂0.05～1.5wt％，润滑剂占基体树脂0.01～0.1wt％。
(3)抗静电/夜光双功能低弹丝的制备：将步骤(1)制得的夜光母粒90～75wt％、步骤(2)制得的导电母粒10～25wt％，分别通过双螺杆挤出机熔融，经复合纺丝喷丝组件和牵伸机拉伸值得到抗静电/夜光双功能低弹丝；熔融温度200～320℃，牵伸温度为50～110℃，热定型温度为90～200℃，总牵伸倍数为1.5～4.5倍。
8.根据权利要求1所述的一种抗静电/夜光双功能低弹丝的制备方法，其特征在于所述的抗静电/夜光双功能低弹丝，其体积电阻率为3.1×106～4.6×108Ω·cm。
9.根据权利要求1所述的一种抗静电/夜光双功能低弹丝的制备方法，其特征在于所述的夜光低弹丝，激发停止一分钟后的余辉强度为550mcd/m2以上，单根纤维的直径小于50μm。
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