CN109736083A - 一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝包括：纳米改性涤纶长丝层和红外感应涂层；所述纳米改性涤纶长丝层为圆管状结构；所述红外感应涂层围绕纳米改性涤纶长丝层管壁外侧覆盖包裹。Mgcl2颗粒、Al(NO3)3颗粒与蒸馏水混合得到的混合液滴加到十二烷基苯磺酸钠水溶液中反应生成的纳米镁铝复合阻燃改性剂，它与涤纶纺丝溶体混合后制得的纳米改性涤纶长丝具有优异的阻燃性，且后续还加入了阻燃剂混合，使得制得的纳米改性涤纶长丝的阻燃性具有了双重保障。红外光敏剂的加入使得喷涂烘干后的改性涤纶长丝具有红外光敏感应性，扩展了涤纶长丝的应用领域。
Description
技术领域
本发明属于涤纶长丝的制备方法领域，特别涉及一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝及其制备工艺。
背景技术
涤纶纤维是各种合成纤维中发展最快、产量最高、用量最大的纤维，是当前合成纤维的第一大品种。它性能优良、价格低廉，在国防、工业用布和民用服装等方面发挥了很大的用处。特别是在纤维领域，缩聚所制得的聚酯切片通过熔融纺丝制成涤纶纤维，这种纤维具有较高的断裂强度和弹性模量，回弹性适中，耐光、耐热、耐腐蚀等优良特性，因此从涤纶纤维问世以来便获得了快速的发展。
现在的，主要存在以下几个问题：
1、由于涤纶长丝抗熔性较差，且易燃烧，如何制备一种阻燃涤纶成为困扰纺织产业的一大难题；
2、由于涤纶其自身优良的性质，被应用于各个行业，而随着科技日新月异地提升，有些高新行业需要涤纶长丝具备红外感应的特点，不具备这一特点的涤纶便限制了其自身的应用领域；
3、市面上常见的涤纶长丝质量不佳，存在加工性差，耐拉伸强度低、易应力开裂的问题；
4、由于涤纶在应用过程中经常被暴露在空气中，故而其需要一定的抗氧性和抗紫外线性，而市面上较多的涤纶长丝并不具备这样的性质，使得在较长时间的使用中，涤纶出现腐蚀、断裂的现象。
发明内容
发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝，通过将Mgcl2颗粒、Al(NO3)3颗粒与蒸馏水混合得到的混合液滴加到十二烷基苯磺酸钠水溶液中反应生成的纳米镁铝复合阻燃改性剂，它与涤纶纺丝溶体混合后制得的纳米改性涤纶长丝具有优异的阻燃性，且后续还加入了阻燃剂混合，使得制得的纳米改性涤纶长丝的阻燃性具有了双重保障；红外光敏剂的加入使得喷涂烘干后的改性涤纶长丝具有红外光敏感应性，扩展了涤纶长丝的应用领域；主增韧剂和协效增韧剂的加入增加了涤纶长丝的韧性，而又不影响胶黏剂其他主要性能的物质；加入抗氧剂，当其在聚合物体系中仅少量存在时，就可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命；加入的抗紫外线剂是一种光稳定剂，能吸收阳光及荧光光源中的紫外线部分，而本身又不发生变化。
技术方案：为了实现上述目的，本发明提供了一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝，其特征在于：包括：纳米改性涤纶长丝层和红外感应涂层 ；所述纳米改性涤纶长丝层为圆管状结构；所述红外感应涂层围绕纳米改性涤纶长丝层管壁外侧覆盖包裹。
本发明中所述的纳米改性涤纶长丝层是由以下几种重量份配比的组分制得：
Mgcl2颗粒：20~40份；
Al(NO3)3颗粒：10~20份；
十二烷基苯磺酸钠：100~120份；
对苯二甲酸PTA：50~60份；
乙二醇EG：55~65份；
主增韧剂：7~13份；
协效增韧剂：5~9份；
抗静电剂：5~9份；
阻燃剂：5~9份；
相容剂：4~8份；
润滑剂：3~5份；
分散剂：3~5份；
抗氧剂：2~4份；
抗紫外线剂：2~4份；
蒸馏水：100~120份。
本发明中所述的Mgcl2颗粒、Al(NO3)3颗粒与蒸馏水混合得到的混合液滴加到十二烷基苯磺酸钠水溶液中反应生成的纳米镁铝复合阻燃改性剂，它与涤纶纺丝溶体混合后制得的纳米改性涤纶长丝具有优异的阻燃性，且后续还加入了阻燃剂混合，使得制得的纳米改性涤纶长丝的阻燃性具有了双重保障。
本发明中所述的主增韧剂为硅-丙烯酸型抗冲改性剂、MBS、高胶粉、丙烯酸酯、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物、马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的一种或多种组合；所述协效增韧剂为核壳结构，核为甲基丙烯酸甲酯，壳为丁二烯。
本发明中所述的增韧剂，是指能增加胶黏剂膜层柔韧性的物质。涤纶长丝加工过程中固化后伸长率低，当粘接部位承受外力拉扯时很容易产生裂纹，并迅速扩展，导致胶层开裂，不耐疲劳，不能作为结构粘接之用。因此，必须设法增大韧性，提高承伸强度。增韧剂的使用可以增加韧性，而又不影响胶黏剂其他主要性能的物质。
本发明中所述的阻燃剂为聚磷酸胺、五氧化二锑和聚氯乙烯中的一种或多种组合；所述抗静电剂为聚苯胺、壳聚糖和聚甲基丙烯酰胺中的一种或多种组合。
本发明中的阻燃剂，赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂，在纳米镁铝复合阻燃改性剂之后再加入阻燃剂混合，使得制得的纳米改性涤纶具有优异的阻燃性。抗静电剂可以帮助涤纶长丝去除静电，使其在应用过程中较少受到电性的干扰。
本发明中所述的相容剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(SAG)、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(PP-g-GMA)、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物(EMA-g-GMA)、聚烯烃弹性体接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物-马来酸酐的接枝共聚物中的一种或多种组合。
本发明中所述的相容剂又称增容剂，是指借助于分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一体，进而得到稳定的共混物的助剂。相容剂的出现使得改性剂与涤纶纺丝溶体更好地结合。本发明中所出现的以马来酸酐接枝的相容剂是目前比较好的相容剂，马来酸酐单体和其它单体比较极性比较强，相容效果比较好。它可以增加两种聚合物的相容性，使之两种聚合物间粘接力增大，形成稳定的结构，使分散相和连续相均匀，即相容化。相容剂之所以能使两种性质不同的聚合物相容化，是因为在其分子中具有分别能与两种聚合物进行物理或化学结合的基团的缘故。
本发明中所述润滑剂为硅油、白矿油、脂肪酸酰胺、硬脂酸钡、硬脂酸镁、石蜡、聚乙烯蜡、乙烯基双硬脂酸酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物、季戊四醇硬脂酸酯、乙烯-丙烯酸共聚物和芳族磷酸酯中的一种或多种组合。
本发明中所述的润滑剂是用以降低摩擦副的摩擦阻力、减缓其磨损的润滑介质。润滑剂对摩擦副还能起冷却、清洗和防止污染等作用。它可以增加涤纶长丝的使用寿命、降低配料的费用，节省能源、高效生产、增加附加值。且本发明中所选用的诸多润滑剂在润润滑的同时还可以帮助混合过程中的消泡和脱模。
本发明中所述的分散剂为月桂酸二乙醇酰胺、硬脂酸钙、乙烯基双硬质酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯中的一种或多种组合；所述抗紫外线剂为苯并三唑类光吸收剂、水杨酸苯酯、UV-329、UV-329、UV-234、UV-531中的一种或多种组合。
本发明中所述的分散剂是指一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂。它可以均一分散那些难于溶解于液体的无机，有机颜料的固体及液体颗粒，同时也能防止颗粒的沉降和凝聚，形成安定悬浮液所需的两亲性试剂。它不仅可以提升成品光泽，还可以防止浮色刮花、减少絮凝和增加展色性。本发明中所述的抗紫外线剂是一种光稳定剂，能吸收阳光及荧光光源中的紫外线部分，而本身又不发生变化。
本发明中所述抗氧剂是由主抗氧剂和协效抗氧剂按质量比1:1混合而成；其中所述主抗氧剂为三甘醇双-3-丙烯腈、三亚磷酸酯、四[3-丙酸]季四醇酯、MD-697、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种；所述协效抗氧剂为亚磷酸三、抗氧剂412S、抗氧剂168中的一种。
本发明中所述的抗氧剂，当其在聚合物体系中仅少量存在时，就可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命。
本发明中所述的红外感应涂层是由红外光敏剂喷涂后凝固形成，而红外光敏剂是由以下几种重量份配比的组分制得：
无水四氢呋喃：60~80份
丙二氰：10~20份；
俘精酸酐：10~20份；
二异丙胺：20~40份；
1，2-二氯乙烷：50~60份；
乙酰氯 ：20~30份。
本发明中的俘精酸酐是20世纪初由Stobbe利用琥珀酸酯和芳香族或醛缩合的产物，是最早被合成的有机光致变色化合物之一。它作为作为有机光致变色材料，在可擦除的光学信息储存材料有广阔的应用前景。
本发明中所述的纳米改性双向感应远红外涤纶长丝的制备工艺，其特征在于：包括以下几个步骤：
① 备料：按原料配方比称取各原料组分，备用；
② 制备纳米改性剂：将Mgcl2颗粒、Al(NO3)3颗粒与蒸馏水混合得到混合溶液，再将混合溶液滴加到十二烷基苯磺酸钠水溶液中，并保持反应体系的pH值为8~13，滴加完毕后经陈化，过滤得到纳米改性剂；
③ 制备涤纶纺丝溶体：将对苯二甲酸PTA和乙二醇EG投入到双螺杆设备的前部加料口共聚，制得PET；在双螺杆设备中部加料口加入阻燃剂和抗静电剂，与PET共混1~2h后高温剪切，得到纺丝熔体，其中，双螺杆设备的加工温度为280~310℃，压力为20~30MPa、螺杆转速为180转/分钟；
④ 纳米改性涤纶长丝层成型：将步骤②所制得的纳米改性剂和步骤③所制得的纺丝熔体在投入到桨叶转速为120转/分钟的高速混合机中高速预混合5分钟，随后加入主增韧剂、协效增韧剂、相容剂、润滑剂、分散剂、抗氧剂和抗紫外线剂，继续混合3~4h，制得的混合物挤入纺丝组件中，在恒温恒湿的环境中环吹风，冷却，得到初生纤维；其中，环吹风的温度为25~35℃，风速为2~4m/s，导丝辊速度为900~1300m/min；将步骤(3)中的初生纤维经过190~210℃的热油一级牵伸和沸水二级牵伸，热定型，洗涤，干燥，卷绕，得所述纳米改性涤纶长丝；
⑤ 制备红外光敏剂：用无水四氢呋喃做溶剂，将丙二氰和俘精酸酐与二异丙胺分别在室温下反应2~24小时，所得的两种产物在1，2-二氯乙烷为溶剂下，用乙酰氯脱水，室温下反应12~24小时，最终得所述红外光敏剂；
⑥ 将纳米改性涤纶长丝外壁环绕喷涂一层红外光敏剂，放入烘干箱中，设置烘干温度为40~50℃，烘干时间为20~30min，取出成品后静置冷却，即得一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝。
本发明中所述的制备工艺科学有序，先制备纳米镁铝阻燃改性剂，再制备涤纶纺丝溶体，将两者混合后，再加入剩余添加剂继续混合，待涤纶长丝成型后再将红外光敏剂环绕纳米改性涤纶长丝外壁喷涂一层，这样的制备步骤井然有序，不仅使得制备出的纳米改性涤纶长丝具有优异的阻燃性，而且使得其具有红外光敏感应性。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：
1、Mgcl2颗粒、Al(NO3)3颗粒与蒸馏水混合得到的混合液滴加到十二烷基苯磺酸钠水溶液中反应生成的纳米镁铝复合阻燃改性剂，它与涤纶纺丝溶体混合后制得的纳米改性涤纶长丝具有优异的阻燃性，且后续还加入了阻燃剂混合，使得制得的纳米改性涤纶长丝的阻燃性具有了双重保障；
2、红外光敏剂的加入使得喷涂烘干后的改性涤纶长丝具有红外光敏感应性，扩展了涤纶长丝的应用领域；
3、主增韧剂和协效增韧剂的加入增加了涤纶长丝的韧性，而又不影响胶黏剂其他主要性能的物质；
4、加入抗氧剂，当其在聚合物体系中仅少量存在时，就可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命。加入的抗紫外线剂是一种光稳定剂，能吸收阳光及荧光光源中的紫外线部分，而本身又不发生变化。
附图说明
图1为本发明一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝的正视图；
图2为本发明一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝的侧视图；
图中：纳米改性涤纶长丝层-1、红外感应涂层-2。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例1
如图1所示的一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝，包括：纳米改性涤纶长丝层1和红外感应涂层2 ；所述纳米改性涤纶长丝层1为圆管状结构；所述红外感应涂层2围绕纳米改性涤纶长丝层1管壁外侧覆盖包裹。
此外，所述的纳米改性涤纶长丝层1是由以下几种重量份配比的组分制得：
Mgcl2颗粒：20份；
Al(NO3)3颗粒：10份；
十二烷基苯磺酸钠：100份；
对苯二甲酸PTA：50份；
乙二醇EG：55份；
主增韧剂：7份；
协效增韧剂：5份；
抗静电剂：5份；
阻燃剂：5份；
相容剂：4份；
润滑剂：3份；
分散剂：3份；
抗氧剂：2份；
抗紫外线剂：2份；
蒸馏水：100份。
另有，所述主增韧剂为硅-丙烯酸型抗冲改性剂；所述协效增韧剂为核壳结构，核为甲基丙烯酸甲酯，壳为丁二烯。
再有，所述阻燃剂为聚磷酸胺；所述抗静电剂为聚苯胺。
进一步地，所述相容剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(SAG)。
除此之外，所述润滑剂为硅油。
另，所述分散剂为月桂酸二乙醇酰胺。
再者，所述抗氧剂是由主抗氧剂和协效抗氧剂按质量比1:1混合而成；其中所述主抗氧剂为三甘醇双-3-3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基丙烯腈；所述协效抗氧剂为亚磷酸三2，4-二叔丁基苯酯。
更有，所述的红外感应涂层2是由红外光敏剂喷涂后凝固形成，而红外光敏剂是由以下几种重量份配比的组分制得：
无水四氢呋喃：60份
丙二氰：10份；
俘精酸酐：10份；
二异丙胺：20份；
1，2-二氯乙烷：50份；
乙酰氯 ：20份。
进一步地，所述的纳米改性双向感应远红外涤纶长丝的制备工艺，其特征在于：包括以下几个步骤：
① 备料：按原料配方比称取各原料组分，备用；
② 制备纳米改性剂：将Mgcl2颗粒、Al(NO3)3颗粒与蒸馏水混合得到混合溶液，再将混合溶液滴加到十二烷基苯磺酸钠水溶液中，并保持反应体系的pH值为8，滴加完毕后经陈化，过滤得到纳米改性剂；
③ 制备涤纶纺丝溶体：将对苯二甲酸PTA和乙二醇EG投入到双螺杆设备的前部加料口共聚，制得PET；在双螺杆设备中部加料口加入阻燃剂和抗静电剂，与PET共混1h后高温剪切，得到纺丝熔体，其中，双螺杆设备的加工温度为280℃，压力为20MPa、螺杆转速为180转/分钟；
④ 纳米改性涤纶长丝层1成型：将步骤②所制得的纳米改性剂和步骤③所制得的纺丝熔体在投入到桨叶转速为120转/分钟的高速混合机中高速预混合5分钟，随后加入主增韧剂、协效增韧剂、相容剂、润滑剂、分散剂、抗氧剂和抗紫外线剂，继续混合3h，制得的混合物挤入纺丝组件中，在恒温恒湿的环境中环吹风，冷却，得到初生纤维；其中，环吹风的温度为25℃，风速为2m/s，导丝辊速度为900m/min；将步骤(3)中的初生纤维经过190℃的热油一级牵伸和沸水二级牵伸，热定型，洗涤，干燥，卷绕，得所述纳米改性涤纶长丝1；
⑤ 制备红外光敏剂：用无水四氢呋喃做溶剂，将丙二氰和俘精酸酐与二异丙胺分别在室温下反应2小时，所得的两种产物在1，2-二氯乙烷为溶剂下，用乙酰氯脱水，室温下反应12小时，最终得所述红外光敏剂；
⑥ 将纳米改性涤纶长丝1外壁环绕喷涂一层红外光敏剂，放入烘干箱中，设置烘干温度为40℃，烘干时间为20min，取出成品后静置冷却，即得一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝。
实施例2
如图1所示的一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝，包括：纳米改性涤纶长丝层1和红外感应涂层2 ；所述纳米改性涤纶长丝层1为圆管状结构；所述红外感应涂层2围绕纳米改性涤纶长丝层1管壁外侧覆盖包裹。
此外，所述的纳米改性涤纶长丝层1是由以下几种重量份配比的组分制得：
Mgcl2颗粒： 40份；
Al(NO3)3颗粒： 20份；
十二烷基苯磺酸钠： 120份；
对苯二甲酸PTA： 60份；
乙二醇EG： 65份；
主增韧剂：13份；
协效增韧剂： 9份；
抗静电剂：9份；
阻燃剂：9份；
相容剂： 8份；
润滑剂：5份；
分散剂：5份；
抗氧剂：4份；
抗紫外线剂：4份；
蒸馏水：120份。
另有，所述主增韧剂为MBS；所述协效增韧剂为核壳结构，核为甲基丙烯酸甲酯，壳为丁二烯。
再有，所述阻燃剂为五氧化二锑；所述抗静电剂为壳聚糖。
进一步地，所述相容剂为聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(PP-g-GMA)。
除此之外，所述润滑剂为白矿油。
另，所述分散剂为硬脂酸钙。
再者，所述抗氧剂是由主抗氧剂和协效抗氧剂按质量比1:1混合而成；其中所述主抗氧剂为三2，4-二叔丁基酚亚磷酸酯；所述协效抗氧剂为抗氧剂412S。
更有，所述的红外感应涂层2是由红外光敏剂喷涂后凝固形成，而红外光敏剂是由以下几种重量份配比的组分制得：
无水四氢呋喃： 80份
丙二氰：20份；
俘精酸酐： 20份；
二异丙胺： 40份；
1，2-二氯乙烷： 60份；
乙酰氯 ： 30份。
进一步地，所述的纳米改性双向感应远红外涤纶长丝的制备工艺，其特征在于：包括以下几个步骤：
① 备料：按原料配方比称取各原料组分，备用；
② 制备纳米改性剂：将Mgcl2颗粒、Al(NO3)3颗粒与蒸馏水混合得到混合溶液，再将混合溶液滴加到十二烷基苯磺酸钠水溶液中，并保持反应体系的pH值为13，滴加完毕后经陈化，过滤得到纳米改性剂；
③ 制备涤纶纺丝溶体：将对苯二甲酸PTA和乙二醇EG投入到双螺杆设备的前部加料口共聚，制得PET；在双螺杆设备中部加料口加入阻燃剂和抗静电剂，与PET共混2h后高温剪切，得到纺丝熔体，其中，双螺杆设备的加工温度为310℃，压力为30MPa、螺杆转速为180转/分钟；
④ 纳米改性涤纶长丝层1成型：将步骤②所制得的纳米改性剂和步骤③所制得的纺丝熔体在投入到桨叶转速为120转/分钟的高速混合机中高速预混合5分钟，随后加入主增韧剂、协效增韧剂、相容剂、润滑剂、分散剂、抗氧剂和抗紫外线剂，继续混合4h，制得的混合物挤入纺丝组件中，在恒温恒湿的环境中环吹风，冷却，得到初生纤维；其中，环吹风的温度为35℃，风速为4m/s，导丝辊速度为1300m/min；将步骤(3)中的初生纤维经过210℃的热油一级牵伸和沸水二级牵伸，热定型，洗涤，干燥，卷绕，得所述纳米改性涤纶长丝1；
⑤ 制备红外光敏剂：用无水四氢呋喃做溶剂，将丙二氰和俘精酸酐与二异丙胺分别在室温下反应24小时，所得的两种产物在1，2-二氯乙烷为溶剂下，用乙酰氯脱水，室温下反应24小时，最终得所述红外光敏剂；
⑥ 将纳米改性涤纶长丝1外壁环绕喷涂一层红外光敏剂，放入烘干箱中，设置烘干温度为50℃，烘干时间为30min，取出成品后静置冷却，即得一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝。
实施例3
如图1所示的一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝，包括：纳米改性涤纶长丝层1和红外感应涂层2 ；所述纳米改性涤纶长丝层1为圆管状结构；所述红外感应涂层2围绕纳米改性涤纶长丝层1管壁外侧覆盖包裹。
此外，所述的纳米改性涤纶长丝层1是由以下几种重量份配比的组分制得：
Mgcl2颗粒：30份；
Al(NO3)3颗粒： 15份；
十二烷基苯磺酸钠： 110份；
对苯二甲酸PTA： 55份；
乙二醇EG： 60份；
主增韧剂：10份；
协效增韧剂： 7份；
抗静电剂：7份；
阻燃剂：7份；
相容剂：6份；
润滑剂：4份；
分散剂：4份；
抗氧剂：3份；
抗紫外线剂： 3份；
蒸馏水：110份。
另有，所述主增韧剂为高胶粉；所述协效增韧剂为核壳结构，核为甲基丙烯酸甲酯，壳为丁二烯。
再有，所述阻燃剂为聚氯乙烯；所述抗静电剂为聚甲基丙烯酰胺。
进一步地，所述相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物(EMA-g-GMA)。
除此之外，所述润滑剂为脂肪酸酰胺。
另，所述分散剂为乙烯基双硬质酰胺；所述抗紫外线剂为UV-329。
再者，所述抗氧剂是由主抗氧剂和协效抗氧剂按质量比1:1混合而成；其中所述主抗氧剂为四[3-3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸]季四醇酯；所述协效抗氧剂为抗氧剂168中的一种。
更有，所述的红外感应涂层2是由红外光敏剂喷涂后凝固形成，而红外光敏剂是由以下几种重量份配比的组分制得：
无水四氢呋喃：70份
丙二氰：15份；
俘精酸酐：15份；
二异丙胺：30份；
1，2-二氯乙烷：55份；
乙酰氯 ：25份。
进一步地，所述的纳米改性双向感应远红外涤纶长丝的制备工艺，其特征在于：包括以下几个步骤：
① 备料：按原料配方比称取各原料组分，备用；
② 制备纳米改性剂：将Mgcl2颗粒、Al(NO3)3颗粒与蒸馏水混合得到混合溶液，再将混合溶液滴加到十二烷基苯磺酸钠水溶液中，并保持反应体系的pH值为10.5，滴加完毕后经陈化，过滤得到纳米改性剂；
③ 制备涤纶纺丝溶体：将对苯二甲酸PTA和乙二醇EG投入到双螺杆设备的前部加料口共聚，制得PET；在双螺杆设备中部加料口加入阻燃剂和抗静电剂，与PET共混1.5h后高温剪切，得到纺丝熔体，其中，双螺杆设备的加工温度为295℃，压力为25MPa、螺杆转速为180转/分钟；
④ 纳米改性涤纶长丝层1成型：将步骤②所制得的纳米改性剂和步骤③所制得的纺丝熔体在投入到桨叶转速为120转/分钟的高速混合机中高速预混合5分钟，随后加入主增韧剂、协效增韧剂、相容剂、润滑剂、分散剂、抗氧剂和抗紫外线剂，继续混合3.5h，制得的混合物挤入纺丝组件中，在恒温恒湿的环境中环吹风，冷却，得到初生纤维；其中，环吹风的温度为30℃，风速为3m/s，导丝辊速度为1100m/min；将步骤(3)中的初生纤维经过200℃的热油一级牵伸和沸水二级牵伸，热定型，洗涤，干燥，卷绕，得所述纳米改性涤纶长丝1；
⑤ 制备红外光敏剂：用无水四氢呋喃做溶剂，将丙二氰和俘精酸酐与二异丙胺分别在室温下反应13小时，所得的两种产物在1，2-二氯乙烷为溶剂下，用乙酰氯脱水，室温下反应18小时，最终得所述红外光敏剂；
⑥ 将纳米改性涤纶长丝1外壁环绕喷涂一层红外光敏剂，放入烘干箱中，设置烘干温度为45℃，烘干时间为25min，取出成品后静置冷却，即得一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝。
实施例4
如图1所示的一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝，包括：纳米改性涤纶长丝层1和红外感应涂层2 ；所述纳米改性涤纶长丝层1为圆管状结构；所述红外感应涂层2围绕纳米改性涤纶长丝层1管壁外侧覆盖包裹。
此外，所述的纳米改性涤纶长丝层1是由以下几种重量份配比的组分制得：
Mgcl2颗粒：20份；
Al(NO3)3颗粒： 20份；
十二烷基苯磺酸钠：100份；
对苯二甲酸PTA： 60份；
乙二醇EG：55份；
主增韧剂： 13份；
协效增韧剂：5份；
抗静电剂： 9份；
阻燃剂：5份；
相容剂： 8份；
润滑剂：3份；
分散剂： 5份；
抗氧剂：2份；
抗紫外线剂： 4份；
蒸馏水：100份。
另有，所述主增韧剂为丙烯酸酯；所述协效增韧剂为核壳结构，核为甲基丙烯酸甲酯，壳为丁二烯。
再有，所述阻燃剂为聚磷酸胺和聚氯乙烯中的组合物；所述抗静电剂为聚苯胺和聚甲基丙烯酰胺的组合物。
进一步地，所述相容剂为聚烯烃弹性体接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)。
除此之外，所述润滑剂为芳族磷酸酯。
另，所述分散剂为三硬脂酸甘油酯；所述抗紫外线剂为UV-531。
再者，所述抗氧剂是由主抗氧剂和协效抗氧剂按质量比1:1混合而成；其中所述主抗氧剂为抗氧剂1010；所述协效抗氧剂为抗氧剂168。
更有，所述的红外感应涂层2是由红外光敏剂喷涂后凝固形成，而红外光敏剂是由以下几种重量份配比的组分制得：
无水四氢呋喃：60份
丙二氰： 20份；
俘精酸酐：10份；
二异丙胺： 40份；
1，2-二氯乙烷：50份；
乙酰氯 ： 30份。
进一步地，所述的纳米改性双向感应远红外涤纶长丝的制备工艺，其特征在于：包括以下几个步骤：
① 备料：按原料配方比称取各原料组分，备用；
② 制备纳米改性剂：将Mgcl2颗粒、Al(NO3)3颗粒与蒸馏水混合得到混合溶液，再将混合溶液滴加到十二烷基苯磺酸钠水溶液中，并保持反应体系的pH值为8，滴加完毕后经陈化，过滤得到纳米改性剂；
③ 制备涤纶纺丝溶体：将对苯二甲酸PTA和乙二醇EG投入到双螺杆设备的前部加料口共聚，制得PET；在双螺杆设备中部加料口加入阻燃剂和抗静电剂，与PET共混2h后高温剪切，得到纺丝熔体，其中，双螺杆设备的加工温度为280℃，压力为30MPa、螺杆转速为180转/分钟；
④ 纳米改性涤纶长丝层1成型：将步骤②所制得的纳米改性剂和步骤③所制得的纺丝熔体在投入到桨叶转速为120转/分钟的高速混合机中高速预混合5分钟，随后加入主增韧剂、协效增韧剂、相容剂、润滑剂、分散剂、抗氧剂和抗紫外线剂，继续混合3h，制得的混合物挤入纺丝组件中，在恒温恒湿的环境中环吹风，冷却，得到初生纤维；其中，环吹风的温度为35℃，风速为2m/s，导丝辊速度为900m/min；将步骤(3)中的初生纤维经过210℃的热油一级牵伸和沸水二级牵伸，热定型，洗涤，干燥，卷绕，得所述纳米改性涤纶长丝1；
⑤ 制备红外光敏剂：用无水四氢呋喃做溶剂，将丙二氰和俘精酸酐与二异丙胺分别在室温下反应2小时，所得的两种产物在1，2-二氯乙烷为溶剂下，用乙酰氯脱水，室温下反应24小时，最终得所述红外光敏剂；
⑥ 将纳米改性涤纶长丝1外壁环绕喷涂一层红外光敏剂，放入烘干箱中，设置烘干温度为40℃，烘干时间为30min，取出成品后静置冷却，即得一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝。
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，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝，其特征在于：包括：纳米改性涤纶长丝层（1）和红外感应涂层（2） ；所述纳米改性涤纶长丝层（1）为圆管状结构；所述红外感应涂层（2）围绕纳米改性涤纶长丝层（1）管壁外侧覆盖包裹。
2.根据权利要求1所述的一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝，其特征在于：所述的纳米改性涤纶长丝层（1）是由以下几种重量份配比的组分制得：
Mgcl2颗粒：20~40份；
Al(NO3)3颗粒：10~20份；
十二烷基苯磺酸钠：100~120份；
对苯二甲酸PTA：50~60份；
乙二醇EG：55~65份；
主增韧剂：7~13份；
协效增韧剂：5~9份；
抗静电剂：5~9份；
阻燃剂：5~9份；
相容剂：4~8份；
润滑剂：3~5份；
分散剂：3~5份；
抗氧剂：2~4份；
抗紫外线剂：2~4份；
蒸馏水：100~120份。
3.根据权利要求2所述的一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝，其特征在于：所述主增韧剂为硅-丙烯酸型抗冲改性剂、MBS、高胶粉、丙烯酸酯、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物、马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的一种或多种组合；所述协效增韧剂为核壳结构，核为甲基丙烯酸甲酯，壳为丁二烯。
4.根据权利要求2所述的一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝，其特征在于：所述阻燃剂为聚磷酸胺、五氧化二锑和聚氯乙烯中的一种或多种组合；所述抗静电剂为聚苯胺、壳聚糖和聚甲基丙烯酰胺中的一种或多种组合。
5.根据权利要求2所述的一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝，其特征在于：所述相容剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(SAG)、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(PP-g-GMA)、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物(EMA-g-GMA)、聚烯烃弹性体接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物-马来酸酐的接枝共聚物（GMA-g-GMA）中的一种或多种组合。
6.根据权利要求2所述的一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝，其特征在于：所述润滑剂为硅油、白矿油、脂肪酸酰胺、硬脂酸钡、硬脂酸镁、石蜡、聚乙烯蜡、乙烯基双硬脂酸酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物、季戊四醇硬脂酸酯、乙烯-丙烯酸共聚物和芳族磷酸酯中的一种或多种组合。
7.根据权利要求2所述的一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝，其特征在于：所述分散剂为月桂酸二乙醇酰胺、硬脂酸钙、乙烯基双硬质酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯中的一种或多种组合；所述抗紫外线剂为苯并三唑类光吸收剂、水杨酸苯酯、UV-329、UV-329、UV-234、UV-531中的一种或多种组合。
8.根据权利要求2所述的一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝，其特征在于：所述抗氧剂是由主抗氧剂和协效抗氧剂按质量比1:1混合而成；其中所述主抗氧剂为三甘醇双-3-（3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基）丙烯腈、三（2，4-二叔丁基酚）亚磷酸酯、四[3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季四醇酯、MD-697、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种；所述协效抗氧剂为亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯酯）、抗氧剂412S、抗氧剂168中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝，其特征在于：所述的红外感应涂层（2）是由红外光敏剂喷涂后凝固形成，而红外光敏剂是由以下几种重量份配比的组分制得：
无水四氢呋喃：60~80份
丙二氰：10~20份；
俘精酸酐：10~20份；
二异丙胺：20~40份；
1，2-二氯乙烷：50~60份；
乙酰氯 ：20~30份。
10.根据权利要求1~9任一项所述的纳米改性双向感应远红外涤纶长丝的制备工艺，其特征在于：包括以下几个步骤：
① 备料：按原料配方比称取各原料组分，备用；
② 制备纳米改性剂：将Mgcl2颗粒、Al(NO3)3颗粒与蒸馏水混合得到混合溶液，再将混合溶液滴加到十二烷基苯磺酸钠水溶液中，并保持反应体系的pH值为8~13，滴加完毕后经陈化，过滤得到纳米改性剂；
③ 制备涤纶纺丝溶体：将对苯二甲酸PTA和乙二醇EG投入到双螺杆设备的前部加料口共聚，制得PET；在双螺杆设备中部加料口加入阻燃剂和抗静电剂，与PET共混1~2h后高温剪切，得到纺丝熔体，其中，双螺杆设备的加工温度为280~310℃，压力为20~30MPa、螺杆转速为180转/分钟；
④ 纳米改性涤纶长丝层（1）成型：将步骤②所制得的纳米改性剂和步骤③所制得的纺丝熔体在投入到桨叶转速为120转/分钟的高速混合机中高速预混合5分钟，随后加入主增韧剂、协效增韧剂、相容剂、润滑剂、分散剂、抗氧剂和抗紫外线剂，继续混合3~4h，制得的混合物挤入纺丝组件中，在恒温恒湿的环境中环吹风，冷却，得到初生纤维；其中，环吹风的温度为25~35℃，风速为2~4m/s，导丝辊速度为900~1300m/min；将步骤(3)中的初生纤维经过190~210℃的热油一级牵伸和沸水二级牵伸，热定型，洗涤，干燥，卷绕，得所述纳米改性涤纶长丝（1）；
⑤ 制备红外光敏剂：用无水四氢呋喃做溶剂，将丙二氰和俘精酸酐与二异丙胺分别在室温下反应2~24小时，所得的两种产物在1，2-二氯乙烷为溶剂下，用乙酰氯脱水，室温下反应12~24小时，最终得所述红外光敏剂；
⑥ 将纳米改性涤纶长丝（1）外壁环绕喷涂一层红外光敏剂，放入烘干箱中，设置烘干温度为40~50℃，烘干时间为20~30min，取出成品后静置冷却，即得一种纳米改性双向感应远红外涤纶长丝。
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