CN107779979A - 一种多彩智能数码纱线的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种多彩智能数码纱线的制备方法，包括：a、准备金属复合粉体，以金属盐与碳纳米管或石墨烯为原料，经过金属盐析法制备出碳纳米管金属复合粉体或石墨烯金属复合粉体；b、预处理，将有机硅聚酯切片进行预结晶，进行固相聚合，放入到釜式反应器中与步骤a)中的金属复合粉体和有机硅聚醚硅油进行搅拌混合得到聚合物熔体；c、纺丝，将所述聚合物熔体通过数码控制的双螺杆挤压机进行定量供料，然后进行纺丝，拉伸，后处理得到数码纱线；d、将所述数码纱线进入染料中进行染色，得到多彩智能数码纱线。与现有技术相比，掺入碳纳米管金属复合粉末，从而赋予纱线更广泛的应用前景。

Description

一种多彩智能数码纱线的制备方法
技术领域
本发明涉及纺织领域，具体涉及一种多彩智能数码纱线的制备方法。
背景技术
纱线是由纺织纤维沿长度方向聚集而成的柔软细长、并具有一定力学性质的纤维集合体。按照结构和外形分，分为长丝纱、短纤纱、特殊纱。其中，长丝纱又分为单丝、复丝、复合捻丝，变形纱，利用合成纤维受热时可塑化变形的特性制成的具有弹性或高度膨松性的纱线。短纤纱，按结构分单纱、股线、复捻股线；长丝/短纤组合或复合纱，包括包缠纱、包芯纱、长丝/短纤合股纱。特殊纱的种类很多，比如花式纱线就是一种由芯纱、饰纱和包线捻合而成的纱线。按照组成纱线的纤维种类分纯纺纱、混纺纱、涤/棉纱(T/C纱)、CVC纱等。
随着市场需求的变化和技术的不断进步，对于纱线的性能等方面提出了更多样化的需求。其中，尤其是服装用纱线的多样化在近几年更是出现了各种变化。通常，传统服装用纱线通常要求具有很好的吸湿排汗性能，即能够迅速地吸收人体散发的，以汗为主的各种液体物质，籍以降低皮肤的温度和湿度。除了具有吸湿排汗的基本功能外，对于服装用纱线提出了更多样化的需求，因此需要一种能够多功能的纱线。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种多彩智能数码纱线的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种多彩智能数码纱线的制备方法，其特征在于，包括：
a、准备金属复合粉体，以金属盐与碳纳米管或石墨烯为原料，经过金属盐析法制备出碳纳米管金属复合粉体或石墨烯金属复合粉体；
b、预处理，将有机硅聚酯切片进行预结晶，进行固相聚合，放入到釜式反应器中与步骤a)中的金属复合粉体和有机硅聚醚硅油进行搅拌混合得到聚合物熔体；
c、纺丝，将所述聚合物熔体通过数码控制的双螺杆挤压机进行定量供料，然后进行纺丝，拉伸，后处理得到数码纱线；
d、将所述数码纱线进入染料中进行染色，得到多彩智能数码纱线。
优选的，所述有机硅聚酯切片与碳纳米管金属复合粉体、有机聚醚硅油的重量比为
优选的，所述金属复合粉体中的碳纳米管或石墨烯的重量比为5-10％。
优选的，所述染料以重量计包括63％-78％的酸性染料，13％-29％的分散性染料，余量的金属络合染料，染料浴比为1:10-1:20。
优选的，所述步骤b中的预结晶温度控制为197-199℃，预结晶时间为7-9min。
优选的，所述步骤b中的预结晶温度控制为197-198℃，预结晶时间为8-9min。
优选的，所述步骤b中固相聚合的温度控制在322-328℃，固相聚合的时间为21-23min。
优选的，所述步骤b中所述步骤b中固相聚合的温度控制在322-325℃。
优选的，所述步骤c)中在双螺杆挤出机出口之前保持温度在370-375℃进行熔融。
优选的，所述步骤c)中挤出机出口之后保持温度在224-228℃进行熔融
本发明提供一种多彩智能数码纱线的制备方法，在原料中添加碳纳米管金属复合粉体或石墨烯金属复合粉体作为添加成分，这样可以使的普通的聚酯纱线具有更广泛的应用前景，根据添加的不同金属成份，可以得到具有不同功能的纱线，碳纳米管或石墨烯本身可以使得金属成分与纱线复合的更好，起到一个连接的桥梁作用。
具体实施方式
本发明提供了一种针织用数码纱线的制备方法，包括：
a、准备金属复合粉体，以金属盐与碳纳米管或石墨烯为原料，经过金属盐析法制备出碳纳米管金属复合粉体或石墨烯金属复合粉体；
b、预处理，将有机硅聚酯切片进行预结晶，进行固相聚合，放入到釜式反应器中与步骤a)中的金属复合粉体和有机硅聚醚硅油进行搅拌混合得到聚合物熔体；
c、纺丝，将所述聚合物熔体通过数码控制的双螺杆挤压机进行定量供料，然后进行纺丝，拉伸，后处理得到数码纱线；
d、将所述数码纱线进入染料中进行染色，得到多彩智能数码纱线。
按照本发明，以金属盐与碳纳米管或石墨烯为原料，经过金属盐析法制备出碳纳米管金属复合粉体或石墨烯金属复合粉体。所述的金属盐析法是将金属盐加入到甘油中获得金属盐/甘油体系，将碳纳米管或石墨烯分散于蒸馏水中获得碳纳米管悬浮液或石墨烯悬浮液，将金属盐/甘油体系与碳纳米管悬浮液或石墨烯悬浮液混合加热搅拌使金属盐析出金属粒子，加热温度为100-150℃，且碳纳米管或石墨烯与金属粒子发上原位反应，然后抽滤、洗涤、干燥，即得碳纳米管金属复合材料或石墨烯金属复合材料。所述的金属盐为金属乙酸盐、金属氯酸盐、金属硫酸盐或金属硝酸盐，金属材料为铜、铁、铝、金、银、钛或锌。所述碳纳米管金属复合材料中的碳纳米管的重量比为5-10％，6-9％。碳纳米管可以为单壁、双壁或多壁碳纳米管，可以通过电弧放电法、激光蒸发法或者化学气相沉积法获得，本发明优选直径为10纳米－20纳米，长度为5微米－15微米的碳纳米管。石墨烯金属复合粉末优选按照中国专利201410306878.8中的方法制得。
按照本发明，将原料有机硅聚酯切片进行预结晶，然后进行固相聚合得到粘度为的切片，优选粘度为的切片，更优选粘度为的切片；预结晶温度控制在优选为190-205℃，更优选为192-200℃；预结晶时间为优选为5-20min，更优选为6-15min；上述固相聚合的温度控制在优选为310-340℃，更优选为315-330℃，固相聚合的时间保持在优选为15-35min，更优选为18-25min；然后将有机硅聚酯切片和碳纳米管金属复合物加入到内置有搅拌辊和冷却盘管的釜式反应器充分搅拌混合,其中,上述冷却盘管的温度为优选为15-30℃，更优选为16-25℃，更优选为18-23℃。按照本发明，对于有机硅聚酯切片与碳纳米管金属复合粉和有机聚醚硅油的重量比，优选为更优选为
经过搅拌混合后的原料在氮气保护下经由数码控制的定量螺杆料仓进入双螺杆挤出机，在双螺杆挤压机出口前保持温度在350-390℃，优选为360-380℃进行加热，加热时间优选为至少15min进行熔融，双螺杆挤出机出口处温度保持在210-240℃，优选为220-230℃加热至少5min，然后经过数码控制的计量泵送入纺丝组件挤出形成丝条。
挤出的丝条经过温度为80-100℃的热筒保持至少3min后，用本领域技术人员熟知的环吹风装置中冷却固化，所述的环吹风温度优选为40-60℃，风压优选为0.03KPa-0.09KPa。然后经过喷嘴上油，经过热水牵伸60-100℃，牵倍优选为1.1-3.0倍，可以经过多级牵伸。
经过牵伸的出生丝条进行后处理，后处理可以使用本领域技术人员熟知的煮漂液进行煮漂，例如在15-20℃的第一煮漂液中处理至少5分钟,再置于温度为20-25℃的第二煮漂液中处理至少10分钟,再置于温度为30-35℃的第三煮漂液中处理至少5分钟,再置于温度为35-45℃的第四煮漂液中处理至少5分钟,然后冷却后经上、中、下三个导丝盘,进入卷绕头,经高速卷绕得到冰凉棉感涤纶低弹丝。其中,所述第一煮漂液由0.6-0.9g/L的硅酸钠、0.8-0.9g/L的螯合分散剂、1.2-1.6g/L的磷酸氢二钠以及水组成,所述第二煮漂液由0.7-1.0g/L的精练剂、0.6-0.8g/L的螯合分散剂、0.9-1.2g/L的双氧水以及水组成,所述第三煮漂液由0.2-0.5g/L的碳酸钠、1.5-1.9g/L的磷酸氢二钠、0.5-0.9g/L的双氧水以及水组成,所述第四煮漂液由0.1-0.3g/L的螯合分散剂、1.0-1.4g/L的磷酸氢二钠、0.1-0.3g/L的双氧水以及水组成。
后处理之后再进行染色，染料以重量计包括63％-78％的酸性染料，13％-29％的分散性染料，余量的金属络合染料，染料浴比为1:10-1:20。进行染料时，将染料以的速率升温至保温至20min－60min，再以的速率降温至然后再进行水洗和干燥，水洗的温度为干燥的温度为
按照本发明，所述酸性染料可以为稠合多环系染料和偶氮系染料中的一种或多种，优选为靛蓝系、喹啉系、酞菁系、苯并咪唑酮系、缩合偶氮系、甲亚胺偶氮系染料中的一种或多种。商品型号如：酸性黄19、酸性黄79、酸性红131、酸性红336、酸性蓝35、酸性绿81、酸性宗282、酸性黑109。所述分散性染料可以为蒽醌型和杂环型染料中的一种或多种，优选为蒽醌型染料，商品型号如：分散兰2BLN、分散黄棕S-2RF、分散红玉SE－2GF、分散棕S－2BL。金属络合染料可以为油性金属络合染料或水油两性金属络合染料，优选为水油两性金属络合染料，商品型号如：上海伟旭化学工贸有限公司生产的黄Y－21D、棕BN－43-D、红R－8-D等，但不限于此。
实施例1碳纳米管金属复合粉的制备
取0.5kg碳纳米管加入到30L升蒸馏水的反应釜中，超声波分散2h，获得碳纳米管悬浮液；
取30kg醋酸铜(CA)溶解在45L甘油中，搅拌均匀，获得金属盐/甘油体系；
将碳纳米管悬浮液与金属盐/甘油体系混合后，在50℃下搅拌6h，再在150℃下搅拌3h，获得固液混合物，然后抽滤得到暗紫色粉体，用蒸馏水洗涤，用无水乙醇洗涤得到暗紫色粉体，最后110℃干燥，即得到碳纳米管金属铜复合粉体。
实施例2
按照原料有机硅聚酯切片、实施例1制备的碳纳米金属复合粉体、有机硅聚醚硅油按照重量比90：8:3的比例备料；
将有机硅聚酯切片预结晶然后固相聚合得到粘度为1.02dl/g的切片，预结晶温度控制在约195℃，预结晶时间为7-8min，固相聚合温度为322-324℃，固相聚合时间保持在21-23min，然后放倒内置有搅拌混合冷却盘管的釜式反应器与碳纳米管金属复合粉体、有机硅聚醚硅油充分搅拌混合，冷却温度为19-21℃；
然后再放入到数码控制的双螺杆挤出机中定量供料，在双螺杆挤出机出口前温度为371℃加热19min，双螺杆挤出机出口温度在225℃左右加热8min进行熔融混料，经由计量泵计量后送入纺丝组件挤出形成丝条。
初生丝条经过温度为90℃的热筒保持6min后，在环吹风装置中冷却固化，所述环吹风温度为45℃，风压为0.07KPa，经喷嘴上油，经过第一对罗拉牵伸、第一热箱、第二对罗拉牵伸、第二热箱、冷却板冷却，其中第一对罗拉牵伸比为1.13，第一热箱的温度为89-91℃，第二对罗拉牵伸比为1.19，第二热箱的温度为68-70℃。
经过牵伸后，进行后处理，后处理的过程为将丝条置于温度为17-18℃的第一煮漂液中处理9分钟,再置于温度为23-25℃的第二煮漂液中处理13分钟,再置于温度为31-33℃的第三煮漂液中处理6分钟,再置于温度为41-43℃的第四煮漂液中处理2分钟,然后冷却后经上、中、下三个导丝盘,进入卷绕头,经高速卷绕得到冰凉棉感涤纶低弹丝；其中,所述第一煮漂液由0.8g/L的硅酸钠、0.81g/L的螯合分散剂、1.4g/L的磷酸氢二钠以及水组成,所述第二煮漂液由0.81g/L的精练剂、0.78g/L的螯合分散剂、1.2g/L的双氧水以及水组成,所述第三煮漂液由0.38g/L的碳酸钠、1.5g/L的磷酸氢二钠、0.8g/L的双氧水以及水组成,所述第四煮漂液由0.26g/L的螯合分散剂、1.3g/L的磷酸氢二钠、0.16g/L的双氧水以及水组成；
后处理后，进行染色，染料购自上海伟旭化学工贸有限公司，以重量计包括30％的酸性黑109、20％的酸性黄19、20％的酸性红131、21％的分散蓝2BLN和余量棕BN－43-D，浴比为1:10。染色工艺为，将纤维放入到纤维染色机中，将染浴以2℃/min的速率升温至105℃，保温40分钟后再以3℃/min/min的速率降温至50℃，然后水洗100℃干燥得到纤维。测量断裂强度为2.41cN.dtex-1，断裂伸长率为21.5％，强度CV值为3.2％。
实施例3
按照原料有机硅聚酯切片、按照中国专利201410306878(CN104043825B)实施例1制备的石墨烯铜金属复合材料、有机硅聚醚硅油按照重量比92：9:5的比例备料；
将有机硅聚酯切片预结晶然后固相聚合得到粘度为1.01dl/g的切片，预结晶温度控制在约190℃，预结晶时间为8-10min，固相聚合温度为321-325℃，固相聚合时间保持在22-25min，然后放倒内置有搅拌混合冷却盘管的釜式反应器与石墨烯铜金属复合材料、有机硅聚醚硅油充分搅拌混合，冷却温度为20-22℃；
然后再放入到数码控制的双螺杆挤出机中定量供料，在双螺杆挤出机出口前温度为370℃加热18min，双螺杆挤出机出口温度在224℃左右加热10min进行熔融混料，经由计量泵计量后送入纺丝组件挤出形成丝条。
初生丝条经过温度为90℃的热筒保持5min后，在环吹风装置中冷却固化，所述环吹风温度为46℃，风压为0.08KPa，经喷嘴上油，经过第一对罗拉牵伸、第一热箱、第二对罗拉牵伸、第二热箱、冷却板冷却，其中第一对罗拉牵伸比为1.14，第一热箱的温度为90-92℃，第二对罗拉牵伸比为1.20，第二热箱的温度为69-71℃。
经过牵伸后，进行后处理，后处理的过程为将丝条置于温度为18-20℃的第一煮漂液中处理10分钟,再置于温度为22-24℃的第二煮漂液中处理14分钟,再置于温度为32-34℃的第三煮漂液中处理10分钟,再置于温度为42-44℃的第四煮漂液中处理3分钟,然后冷却后经上、中、下三个导丝盘,进入卷绕头,经高速卷绕得到冰凉棉感涤纶低弹丝；其中,所述第一煮漂液由0.9g/L的硅酸钠、0.82g/L的螯合分散剂、1.3g/L的磷酸氢二钠以及水组成,所述第二煮漂液由0.82g/L的精练剂、0.79g/L的螯合分散剂、1.3g/L的双氧水以及水组成,所述第三煮漂液由0.38g/L的碳酸钠、1.5g/L的磷酸氢二钠、0.8g/L的双氧水以及水组成,所述第四煮漂液由0.26g/L的螯合分散剂、1.3g/L的磷酸氢二钠、0.16g/L的双氧水以及水组成；
后处理后，进行染色，染料购自上海伟旭化学工贸有限公司，以重量计包括30％的酸性黑109、20％的酸性黄19、20％的酸性红131、21％的分散蓝2BLN和余量棕BN－43-D，浴比为1:10。染色工艺为，将纤维放入到纤维染色机中，将染浴以2℃/min的速率升温至105℃，保温40分钟后再以3℃/min/min的速率降温至50℃，然后水洗100℃干燥得到纤维。
测量断裂强度为2.38cN.dtex-1，断裂伸长率为23.5％，强度CV值为3.3％。
备注：本发明所述的强度CV值采用中国专利200810096902.4公开的方法测试。
将实施例2和3制备的纤维纺成袜子，按照FZ/T73023-2006抗菌织品的检测标准检测，结果如下
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来说，在不脱离本发明原理的前提下，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。

Claims (10)

1.一种多彩智能数码纱线的制备方法，其特征在于，包括：
a、准备金属复合粉体，以金属盐与碳纳米管或石墨烯为原料，经过金属盐析法制备出碳纳米管金属复合粉体或石墨烯金属复合粉体；
b、预处理，将有机硅聚酯切片进行预结晶，进行固相聚合，放入到釜式反应器中与步骤a)中的金属复合粉体和有机硅聚醚硅油进行搅拌混合得到聚合物熔体；
c、纺丝，将所述聚合物熔体通过数码控制的双螺杆挤压机进行定量供料，然后进行纺丝，拉伸，后处理得到数码纱线；
d、将所述数码纱线进入染料中进行染色，得到多彩智能数码纱线。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机硅聚酯切片与金属复合粉体、有机聚醚硅油的重量比为
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属复合粉体中的碳纳米管或石墨烯的重量比为5-10％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述染料以重量计包括63％-78％的酸性染料，13％-29％的分散性染料，余量的金属络合染料，染料浴比为1:10-1:20。
5.根据权利要求1至4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b中的预结晶温度控制为197-199℃，预结晶时间为7-9min。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b中的预结晶温度控制为197-198℃，预结晶时间为8-9min。
7.根据权利要求1至4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b中固相聚合的温度控制在322-328℃，固相聚合的时间为21-23min。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b中所述步骤b中固相聚合的温度控制在322-325℃。
9.根据权利要求1至3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤c)中在双螺杆挤出机出口之前保持温度在370-375℃进行熔融。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤c)中挤出机出口之后保持温度在224-228℃进行熔融。
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