专利名称：一种功能聚酰胺纤维的制备方法
技术领域：
本发明涉及功能性材料领域，具体涉及一种功能聚酰胺纤维的制备方法。
背景技术：
近二十年来我国在化学纤维工业上取得了很大的进展，包括涤纶、锦纶、氨纶等纤维品种生产技术日趋成熟。随着纤维行业的进一步发展，人们对纤维的要求也不仅仅局限于以往蔽体、美观等的作用，而是更多的注重于实现纤维的功能化以及多元化运用。目前，包括锦纶6、锦纶66及PET纤维在内的多种合成纤维的功能化改性工作已取得了很大的发展，主要的功能化手段包括对纤维进行化学接枝、共混纺丝以及织物的后整理法等等，其中通过共混纺丝法实现纤维的功能化是最简便、最有效的手段，所获纤维的功能化效果也较持久。纤维功能化 过程中采用的功能粉体大多为无机材料，与聚合物的相容性较差，因此在通过共混纺丝法制备功能纤维的过程中常存在功能粉体分散性不佳的问题，这一缺陷大大的影响了纤维各项性能的提高。因此，基于提高无机功能粉体与树脂基体的相容性及分散性成为改善这一问题的关键技术。目前，采用共混纺丝法制备功能聚酰胺纤维主要有两种途径一是改性切片法，即是在聚酰胺缩聚过程中添加功能粉体，获得的功能聚酰胺切片经纺丝即可制得功能聚酰胺纤维，该种方法所获切片中功能粉体的分散性较好，然而由于粉体的添加使得所获聚酰胺切片粘度降低，聚合过程工艺控制较复杂，且适用范围较狭窄；二是母粒法，即是将少量聚酰胺切片与功能粉体混合，制成功能母粒，该功能母粒与切片共混纺丝即可制得功能聚酰胺纤维。母粒法的制备工艺简单且适用性较广，是一种常用的功能纤维制备方法。在母粒制备过程中，一般采用偶联剂处理对功能粉体进行表面改性来改善粉体材料在基体中的分散性，这种方法在一定程度上可有效地解决上述问题，但在所获纤维中仍然存在较严重的粉体团聚现象，严重的影响了纤维的力学性能及功能化效果。另一方面这种处理方法也增大了工艺的复杂程度，其表面改性过程同时伴随着溶剂的去除及修饰后粉体的处理问题，因此寻找一种更为有效、简单、适用性广的方法来提高纤维的功能化效果，并且须保证纤维具有较好的力学性能具有一定的现实意义。
发明内容
本发明提供一种功能聚酰胺纤维及其的制备方法，克服了功能聚酰胺纤维现有生产技术中存在的缺陷。本发明公开的功能聚酰胺纤维的制备方法包括PBT功能母粒与聚合物切片共混纺制技术，其中所述PBT功能母粒由聚对苯二甲酸丁二醇酯环状低聚物(CBT)和功能粉体在双螺杆挤出机中经反应性挤出加工制备而得，其中PBT母粒的制备过程中添加了分散剂，不但可以加速功能粉体的分散过程，而且在后续纺丝过程中可优化纤维的结晶性能，改善功能聚酰胺纤维的力学性能。本发明提供的一种功能聚酰胺纤维的制备方法，有效地提高了纤维材料的功能化效果。
所述CBT的结构式可表示为
权利要求
1.一种功能聚酰胺纤维的制备方法，其特征是包括以下几个步骤 (1)PBT功能母粒的制备 a)将CBT树脂与粒径为20 80nm的功能粉体混合并粉化，制成CBT粒径为100 200目的混合粉末，其中功能粉体的含量为30 40wt% ； b)将上述混合粉末进行真空干燥，干燥温度为80 90°C，干燥时间为45 50h； c)在干燥好的混合粉体中加入I 2wt%的分散剂，并经双螺杆挤出机进行熔融、共混、反应和挤出，经风冷、切粒制得PBT功能母粒；其中所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为30 40:1，螺杆转速为20 30r/min，螺杆温度为200 245°C ； (2)功能聚酰胺纤维的纺制 a)将上述PBT功能母粒加入到聚合物切片中进行共混纺丝，即获得功能聚酰胺纤维的初生丝，其中所述的聚酰胺切片与所述的PBT功能母粒的质量比为10 20:1 ; b)对上述功能聚酰胺纤维的初生丝进行拉伸，拉伸后卷绕所得纤维即为功能聚酰胺纤维，其中，拉伸温度为70 150°C，热定型的条件下进行的拉伸温度为110 2301，拉伸倍数为3. 5 4倍。
2.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述的功能粉体为碳纳米管、纳米二氧化钛、电气石粉体、纳米银系抗菌剂、纳米氧化硅及荧光粉中的一种或几种。
3.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述的CBT的型号为CBT160。
4.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述的分散剂为硬脂酸或硬脂酰胺脂肪酸。
5.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述的聚酰胺切片为PA6或PA66切片中的一种。
6.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述的共混纺丝具体包括纺丝原料的干燥、熔体输送、熔体的过滤、喷丝板小孔喷丝、冷却固化以及卷绕，其中，纺丝原料的干燥温度为70 95°C，干燥时间为20 25h ;过滤网的规格为100 200目，喷丝板的孔径为0. 3 0. 5mm，纺丝温度为260 290°C，纺丝速度为600 1500m/min。
7.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述混合粉末的制备使用高速粉碎机，操作过程采用间歇形式进行操作，即采用粉碎2 5分钟停止5 10分钟再粉碎的重复操作，直至CBT粒径达到100 200目。
全文摘要
本发明提供了一种功能聚酰胺纤维的制备方法，制备过程主要分为两步将功能粉体、聚对苯二甲酸丁二醇酯环状低聚物(CBT)及分散剂混合后经双螺杆反应性挤出制得PBT功能母粒，所述功能粉体为碳纳米管、纳米二氧化钛、电气石粉体、纳米银系抗菌剂、纳米氧化硅及荧光粉中的一种或几种；再将该母粒与PA6或PA66切片进行共混纺丝，制得功能聚酰胺纤维。该方法采用反应挤出加工工艺，操作简便且大大缩短了工艺流程，所获PBT功能母粒中功能粉体的含量达30～40wt%，并在基体中分散良好，所获PBT功能母粒与聚酰胺类聚合物均有良好的相容性，该种方法获得的纤维功能化效果突出。
文档编号D01F1/10GK102719929SQ201210219629
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者李莉, 王华平, 王彪 申请人:东华大学