CN108691023A - 一种功能性草本丙纶纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种功能性草本丙纶纤维，原料包括聚丙烯切片、烯烃类高聚物、十六碳醇酯、降粘剂、平滑剂、植物提取物、二氧化钛、铈硅石、电石粉、蒙脱石、分散剂、防老化剂、硅酸钾、丙烯酸乳液、表面活性磷脂、磷酸乙二胺、抱合剂、阻燃剂、柠檬草叶油和防静电剂；所述植物提取物，由益母草提取物、板蓝根提取物、艾草提取物、草珊瑚提取物、薰衣草提取物、海藻提取物组成，比例为2:5:3:2:1:1；本发明还提供了制备方法，脉冲强光波长为350‑550nm，光照强度0.5‑6.5KJ/cm2；本发明制备的功能性草本丙纶纤维，干强度为6.1cn/dtex，湿强度为6.1cn/dtex，线密度偏差率0.02%，氧指数为29.2%。
Description
技术领域
本发明涉及合成纤维技术领域，涉及一种功能性草本丙纶纤维，具体涉及一种功能性草本丙纶纤维及其制备方法。
背景技术
丙纶，即聚丙烯纤维，属烯烃类纤维，是聚丙烯纤维的商品名称,它是由丙烯作原料经聚合、熔体纺丝制得的纤维，具有质地轻、强力高、弹性好、耐腐蚀、导热性低、保暖性好等优点。
中国发明专利申请号为2016105911611，专利名称为一种含有海泥的皮芯复合丙纶纤维及其制备方法，是由皮层和芯层构成，且芯层被完全包裹在皮层内，皮层的材料按重量百分比计为：聚丙烯树脂81～98.5％，海泥/植物组合物1.4～17.2％，偶联剂0.1～1.8％；所述芯层的材料按重量百分比计为：聚丙烯树脂93～98％，巴柑檬叶油1.8～5％，二异辛基二苯胺0.2～2％；所述皮层材料占纤维总重量的30～70％，芯层材料占纤维总重量的70～30％。
该发明专利将皮层材料、芯层材料分别通过两组螺杆挤出机熔融挤出，然后按常规复合纺丝工艺进行纺丝，得到含有海泥的皮芯复合丙纶纤维。采用该方法制成的丙纶纤维，由于将皮层材料和芯层材料分开制备，最后分别通过螺杆挤出机挤出，造成皮层和芯层的分离，共熔体各成分之间不容易分散均匀，相容性差，制备的丙纶纤维的耐磨性较差，使用过程中容易分离，强力较差。导致形成的丙纶纤维基本性质降低，直接影响丙纶纤维的强度和线密度等指标，导致纤维在纺丝时纤度不均匀等技术问题。因此，这在一定程度上限制了丙纶纤维的应用。因此，急需改变现有丙纶纤维配方和制备方法，改进性能，以适应社会多样的需求。同时，近年来随着材料领域功能性的发展，在粘胶、涤纶、腈纶等领域大量的出现了通过共混的方法制备多功能性的纤维的方法，但是将功能性物质添加到丙纶纤维的制备过程中，制成功能性的草本丙纶纤维，未见有相关文献的报道。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种功能性草本丙纶纤维及其制备方法，可以实现以下发明目的：
（1）本发明的功能性草本丙纶纤维，干强度和湿强度高；
（2）本发明的功能性草本丙纶纤维，线密度偏差小，纤维粒度均匀；
（3）本发明的功能性草本丙纶纤维，阻燃效果好；
（4）本发明的功能性草本丙纶纤维，可有效促进瘢痕痊愈，瘢痕总体积、瘢痕最大高度和瘢痕表面积全部下降。
为解决上述技术问题，采用以下技术方案：
一种功能性草本丙纶纤维，其特征在于，原料包括聚丙烯切片、降粘剂和铈硅石。
作为本发明优选的技术方案，所述功能性草本丙纶纤维，包括以下原料：聚丙烯切片、烯烃类高聚物、十六碳醇酯、降粘剂、平滑剂、植物提取物、二氧化钛、铈硅石、电石粉、蒙脱石、分散剂、防老化剂、硅酸钾、丙烯酸乳液、表面活性磷脂、磷酸乙二胺、抱合剂、N-取代烷氧基受阻胺类阻燃剂、柠檬草叶油和防静电剂。
作为本发明优选的技术方案，按重量份，包括以下原料：聚丙烯切片280份、烯烃类高聚物12份、十六碳醇酯20份、降粘剂18份、平滑剂6份、植物提取物10份、二氧化钛25份、铈硅石15份、电石粉3份、蒙脱石5份、分散剂12份、防老化剂15份、硅酸钾3份、丙烯酸乳液3份、表面活性磷脂5份、磷酸乙二胺5份、抱合剂6份、N-取代烷氧基受阻胺类阻燃剂20份、柠檬草叶油10份和防静电剂8份。
作为本发明优选的技术方案，所述聚丙烯切片，等规指数≥97.5%，熔体流动速率16-20g/10min，粒料灰分≤0.03%，拉伸屈服强度≥31.5MPa，0.4mm鱼眼≤20个/1520cm2。
作为本发明优选的技术方案，所述铈硅石，密度4.75-4.91g/cm3，铈含量68-70%，钇含量1.28-1.64%铁含量5.8-10%。
作为本发明优选的技术方案，所述十六碳醇酯，有效物质含量99.6%，CAS号为6846-50-0。
作为本发明优选的技术方案，所述柠檬草叶油，CAS号为8007-02-1，FEMA号为2624。
作为本发明优选的技术方案，所述植物提取物，由益母草提取物、板蓝根提取物、艾草提取物、草珊瑚提取物、薰衣草提取物、海藻提取物组成，比例为2:5:3:2:1:1；
所述板蓝根提取物，靛甙含量为1.5-12.5%，β-谷甾醇含量为0.12-1.69%；
所述草珊瑚提取物，纤维含量2.3-15.5%，异嗪皮啶含量为2.8%；
所述海藻提取物，有效成分为褐藻多糖硫酸酯，有效成分含量为98.5%；
作为本发明优选的技术方案，所述降粘剂，外观均匀液体，25℃密度0.92-0.97g/cm3，pH值6-9，降粘率≥95%，自然沉降脱水率 ≥80%，购自滨州慧源石油技术有限公司，型号HY103。
一种功能性草本丙纶纤维的制备方法，所述方法，包括：
（1）组份A的制备：取蒙脱石、二氧化钛、电石粉、硅酸钾，放入磨砂机中进行研磨，研磨初始转速为2800rad/min，每5min降低700rad，直至停止；研磨至细度为300目，加入分散剂、丙烯酸乳液，分散20min，得组份A；
（2）混合物B的制备：将益母草提取物、板蓝根提取物、艾草提取物、草珊瑚提取物、薰衣草提取物、海藻提取物混合，加入25%的去离子水和柠檬草叶油，常温搅拌15min，得到混合物B；
（3）脉冲强光处理：取聚丙烯切片、烯烃类高聚物、十六碳醇酯，混合，加热熔化，并与磷酸乙二胺、N-取代烷氧基受阻胺类阻燃剂混合，加入铈硅石和降粘剂，搅拌30min后加入防老化剂，保持温度255-275℃下，脉冲强光处理15min；
（4）混合共熔体的制备：向步骤（3）得到的混合物中依次加入步骤（2）和（1）得到的混合物B和组分A，加入表面活性磷脂、抱合剂，混合10min，然后再依次缓慢加入平滑剂和防静电剂，并以2500rad/min转速搅拌15min，得到混合共熔体；
（5）纺丝：将混合共熔体进行熔融纺丝，控制螺旋挤压纺丝机各区的温度分别为270.5℃，272℃，275℃，280℃和282.5℃。
作为本发明优选的技术方案，所述脉冲强光处理，脉冲强光波长为350nm-550nm，闪照次数9次，脉冲宽度7-9us，光照强度0.5 -6.5KJ/cm2。
作为本发明优选的技术方案，所述纺丝，拉伸过程断头率为0.0%，螺旋丝出现率为0.001%，硬丝率为0.002%。
作为本发明优选的技术方案，所得到的功能性草本丙纶纤维，干强度为6.1 cN/dtex，湿强度为6.1 cN/dtex，线密度偏差率0.02%，氧指数为29.2%。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：
（1）本发明的功能性草本丙纶纤维，干强度达6.1cN/dtex；
（2）本发明的功能性草本丙纶纤维，湿强度达6.1 cN /dtex；
（3）本发明的功能性草本丙纶纤维，线密度偏差率达0.02%；
（4）本发明的功能性草本丙纶纤维，氧指数达29.2%；
（5）采用本发明的制备的功能性草本丙纶纤维所制成的纱布，能有效促进瘢痕痊愈，瘢痕总体积、瘢痕最大高度和瘢痕表面积全部下降。
具体实施方式
实施例1一种功能性草本丙纶纤维及其制备方法
本发明的一种功能性草本丙纶纤维，包括以下原料：
聚丙烯切片、烯烃类高聚物、十六碳醇酯、降粘剂、平滑剂、植物提取物、二氧化钛、铈硅石、电石粉、蒙脱石、分散剂、防老化剂、硅酸钾、丙烯酸乳液、表面活性磷脂、磷酸乙二胺、抱合剂、N-取代烷氧基受阻胺类阻燃剂、柠檬草叶油和防静电剂。
本发明的一种功能性草本丙纶纤维，按重量份，包括以下原料：
聚丙烯切片280份、烯烃类高聚物12份、十六碳醇酯20份、降粘剂18份、平滑剂6份、植物提取物10份、二氧化钛25份、铈硅石15份、电石粉3份、蒙脱石5份、分散剂12份、防老化剂15份、硅酸钾3份、丙烯酸乳液3份、表面活性磷脂5份、磷酸乙二胺5份、抱合剂6份、N-取代烷氧基受阻胺类阻燃剂20份、柠檬草叶油10份和防静电剂8份；
所述聚丙烯切片，等规指数≥97.5%，熔体流动速率16-20g/10min，清洁度0-5个/kg，粒料灰分≤0.03%，拉伸屈服强度≥31.5MPa，0.4mm鱼眼≤20个/1520cm2；
所述二氧化钛，吸油量≤23g/100g，电阻率为8000-9000Ω/cm；
所述铈硅石，密度4.75-4.91g/cm3，铈含量68-70%，钇含量1.28-1.64%铁含量5.8-10%；所述降粘剂，外观均匀液体，25℃密度0.92-0.97g/cm3，pH值6-9，降粘率≥95%，自然沉降脱水率 ≥80%；
所述十六碳醇酯，有效物质含量99.6%，CAS号为6846-50-0；
所述表面活性磷脂，色泽＜10，10%水溶液pH值为4.6，固含量为45.2%；
所述分散剂，由三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠组成，三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠的质量比为5:7:1；
所述植物提取物，由益母草提取物、板蓝根提取物、艾草提取物、草珊瑚提取物、薰衣草提取物、海藻提取物组成，比例为2:5:3:2:1:1；
所述益母草提取物，购自陕西汇能达生物科技有限公司；
所述板蓝根提取物，靛甙含量为1.5-12.5%，β-谷甾醇含量为0.12-1.69%；
所述艾草提取物，购自西安晋恒化工有限公司，规格为1kg/铝箔袋；
所述草珊瑚提取物，纤维含量2.3-15.5%，异嗪皮啶含量为2.8%；
所述海藻提取物，有效成分为褐藻多糖硫酸酯，有效成分含量为98.5%；
所述抱合剂，为壬基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚的等质量混合物；
所述柠檬草叶油，CAS号为8007-02-1，FEMA号为2624；
所述防静电剂，为水溶性封端氨基甲酸酯预聚物和十八烷基咪唑啉的混合物，质量比为2:1。
本发明的一种功能性草本丙纶纤维的制备方法，主要包括以下步骤：
（1）组份A的制备：取蒙脱石、二氧化钛、电石粉、硅酸钾，放入磨砂机中进行研磨，研磨初始转速为2800rad/min，每5min降低700 rad，直至停止；研磨至细度为300目，加入分散剂、丙烯酸乳液，分散20min，得组份A。
（2）混合物B的制备：将益母草提取物、板蓝根提取物、艾草提取物、草珊瑚提取物、薰衣草提取物、海藻提取物混合，加入25%的去离子水和柠檬草叶油，常温搅拌15min，得到混合物B。
（3）脉冲强光处理：取聚丙烯切片、烯烃类高聚物、十六碳醇酯，混合，加热熔化，并与磷酸乙二胺、N-取代烷氧基受阻胺类阻燃剂混合，加入铈硅石和降粘剂，搅拌30min后加入防老化剂，保持温度255-275℃下，脉冲强光处理15min。
所述脉冲强光处理，为三面式脉冲光源，脉冲强光波长为350nm-550nm，闪照次数9次，脉冲宽度7-9us，光照强度0.5 -6.5KJ/cm2。
（4）混合共熔体的制备：向步骤（3）得到的混合物中依次加入步骤（2）和（1）得到的混合物B和组分A，加入表面活性磷脂、抱合剂，混合10min，然后再依次缓慢加入平滑剂和防静电剂，并以2500rad/min转速搅拌15min，得到混合共熔体。
（5）纺丝：将混合共熔体进行熔融纺丝，控制螺旋挤压纺丝机各区的温度分别为270.5℃，272℃，275℃，280℃和282.5℃，纺丝过程连续，拉伸过程断头率为0.0%，螺旋丝出现率为0.001%，硬丝率为0.002%；然后进行气流拉伸、铺网后再采用热压、针刺或水刺的方法固结成网，得到本发明的功能性草本丙纶纤维。
实施例2-6的一种功能性草本丙纶纤维，配方和制备方法与实施例1相同，区别仅在于配方的重量份不同，具体见表1。
表1：实施例2-6配方的重量份分布
实施例7一种功能性草本丙纶纤维及其制备方法
本发明实施例7的一种功能性草本丙纶纤维的配方及重量份如实施例1，区别仅在于制备方法，其制备方法如下，主要包括以下步骤：
（1）组份A的制备：取蒙脱石、二氧化钛、电石粉、硅酸钾，放入磨砂机中进行研磨，研磨初始转速为2800rad/min，每5min降低700rad，直至停止；研磨至细度为300目，加入分散剂、丙烯酸乳液，分散20min，得组份A。
（2）混合物B的制备：将益母草提取物、板蓝根提取物、艾草提取物、草珊瑚提取物、薰衣草提取物、海藻提取物混合，加入25%的去离子水和柠檬草叶油，常温搅拌15min，得到混合物B。
（3）混合处理：取聚丙烯切片、烯烃类高聚物、十六碳醇酯，混合，加热熔化，并与磷酸乙二胺、N-取代烷氧基受阻胺类阻燃剂混合，加入铈硅石和降粘剂，搅拌30min后加入防老化剂，保持温度255-275℃下，混合搅拌15min。
（4）混合共熔体的制备：向步骤（3）得到的混合物中依次加入步骤（2）和（1）得到的混合物B和组分A，加入表面活性磷脂、抱合剂，混合10min，然后再依次缓慢加入平滑剂和防静电剂，并以2500rad/min转速搅拌15min，得到混合共熔体。
（5）纺丝：将混合共熔体进行熔融纺丝，控制螺旋挤压纺丝机各区的温度分别为275℃，278℃，280℃，282℃和287℃，纺丝过程比较连续，拉伸过程断头率为0.025%，螺旋丝出现率为0.030%，硬丝率为0.015%；然后进行气流拉伸、铺网后再采用热压、针刺或水刺的方法固结成网，得到丙纶纤维。
实施例8 实施例1-7制备得到的功能性草本丙纶纤维的效果指标
（一）本发明的功能性草本丙纶纤维的功能指标
本发明的功能性草本丙纶纤维按照行业标准FZ/T52003-2014的检测方法，测定各项性能，见表2。
表2：测试数据表
由表2数据可以看出：
本发明的一种功能性草本丙纶纤维，各项指标均达到丙纶纤维所要求的正常指标，得到的丙纶纤维，具有较高的干强度和湿强度，线密度偏差小，无毒不燃，阻燃性能得以提高。具体如下：
（1）本发明的功能性草本丙纶纤维，干强度达6.1 cN/dtex；
（2）本发明的功能性草本丙纶纤维，湿强度达6.1 cN/dtex；
（3）本发明的功能性草本丙纶纤维，线密度偏差率0.02%；
（4）本发明的功能性草本丙纶纤维，氧指数达29.2%。
（二）对红杜洛克猪的创伤和瘢痕影响试验
将本发明实施例1和实施例7的功能性草本丙纶纤维制成纱布（纱布尺寸100mm×100mm），本试验评估实施例1和实施例7的功能性草本丙纶纤维促进红杜洛克猪（肥厚性瘢痕的公认模型）的创伤愈合和瘢痕修复的能力。
试验方法：取21只红杜洛克猪，随机平均分成3组，对照组和实施例1组和实施例7组；在每只猪背中线的两侧切出5个全厚度切除创伤，使用紧固件闭合创伤，然后在创伤周围外敷本发明的丙纶纤维制成纱布，纱布上涂有消炎药种类、浓度均相同；对照组采用普通市售丙纶纤维（购自绍兴喜能纺织科技有限公司）制成的纱布，其他条件均相同；处理创伤14天后，结果如表3。
表3：本发明丙纶纤维制成纱布对红杜洛克猪的创伤和瘢痕影响
由表3数据可以看出：
使用本发明实施例1的功能性草本丙纶纤维制成纱布处理创伤14天的受试对象的瘢痕总体积、瘢痕最大高度和瘢痕表面积全部下降。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (9)
1.一种功能性草本丙纶纤维，其特征在于，原料包括聚丙烯切片、降粘剂和铈硅石。
2.根据权利要求1所述的一种功能性草本丙纶纤维，其特征在于，所述功能性草本丙纶纤维，按重量份，包括以下原料：聚丙烯切片280份、烯烃类高聚物12份、十六碳醇酯20份、降粘剂18份、平滑剂6份、植物提取物10份、二氧化钛25份、铈硅石15份、电石粉3份、蒙脱石5份、分散剂12份、防老化剂15份、硅酸钾3份、丙烯酸乳液3份、表面活性磷脂5份、磷酸乙二胺5份、抱合剂6份、N-取代烷氧基受阻胺类阻燃剂20份、柠檬草叶油10份和防静电剂8份。
3.根据权利要求2所述的一种功能性草本丙纶纤维，其特征在于，
所述聚丙烯切片，等规指数≥97.5%，熔体流动速率16-20g/10min，清洁度0-5个/kg，粒料灰分≤0.03%，拉伸屈服强度≥31.5MPa，0.4mm鱼眼≤20个/1520cm2；所述铈硅石，密度4.75-4.91g/cm3，铈含量68-70%，钇含量1.28-1.64%铁含量5.8-10%。
4.根据权利要求2所述的一种功能性草本丙纶纤维，其特征在于，所述十六碳醇酯，有效物质含量99.6%，CAS号为6846-50-0；所述柠檬草叶油，CAS号为8007-02-1，FEMA号为2624。
5.根据权利要求2所述的一种功能性草本丙纶纤维，其特征在于，
所述植物提取物，由益母草提取物、板蓝根提取物、艾草提取物、草珊瑚提取物、薰衣草提取物、海藻提取物组成，比例为2:5:3:2:1:1；所述板蓝根提取物，靛甙含量为1.5-12.5%，β-谷甾醇含量为0.12-1.69%；所述草珊瑚提取物，纤维含量2.3-15.5%，异嗪皮啶含量为2.8%；所述薰衣草提取物，异鼠李素含量为11.5%，黄酮含量28.5%；所述海藻提取物，有效成分为褐藻多糖硫酸酯，有效成分含量为98.5%。
6.一种功能性草本丙纶纤维的制备方法，其特征在于，所述方法，包括：
（1）组份A的制备：取蒙脱石、二氧化钛、电石粉、硅酸钾，放入磨砂机中进行研磨，研磨初始转速为2800rad/min，每5min降低700rad，研磨至细度为300目，加入分散剂、丙烯酸乳液，分散20min；
（2）混合物B的制备：将益母草提取物、板蓝根提取物、艾草提取物、草珊瑚提取物、薰衣草提取物、海藻提取物混合，加入25%的去离子水和柠檬草叶油，常温搅拌15min；
（3）脉冲强光处理：取聚丙烯切片、烯烃类高聚物、十六碳醇酯，混合，加热熔化，并与磷酸乙二胺、N-取代烷氧基受阻胺类阻燃剂混合，加入铈硅石和降粘剂，搅拌30min后加入防老化剂，保持温度255-275℃下，脉冲强光处理15min；
（4）混合共熔体的制备：向步骤（3）得到的混合物中依次加入步骤（2）和（1）得到的混合物B和组分A，搅拌，加入表面活性磷脂、抱合剂，混合10min，然后再依次缓慢加入平滑剂和防静电剂，并以2500rad/min转速搅拌15min，得到混合共熔体；
（5）纺丝：将混合共熔体进行熔融纺丝，控制螺旋挤压纺丝机各区的温度分别为270.5℃，272℃，275℃，280℃和282.5℃。
7.根据权利要求7所述的一种功能性草本丙纶纤维的制备方法，其特征在于，
所述脉冲强光处理，脉冲强光波长为350nm-550nm，闪照次数9次，脉冲宽度7-9us，光照强度0.5 -6.5KJ/cm2。
8.根据权利要求7所述的一种功能性草本丙纶纤维的制备方法，其特征在于，
所述纺丝，断头率为0.0%，螺旋丝出现率为0.001%，硬丝率为0.002%。
9.根据权利要求7所述的一种功能性草本丙纶纤维的制备方法，其特征在于，
所得到的功能性草本丙纶纤维，干强度为6.1cn/dtex，湿强度为6.1cn/dtex，线密度偏差率0.02%，氧指数为29.2%。
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