一种耐腐抗静电的添加碳纤维的混纺棉纱及其制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及纺织技术领域，特别是一种耐腐抗静电的添加碳纤维的混纺棉纱及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着全球人口剧增，世界各国都将控制耕地的利用，棉花、麻、养蚕的桑树的种植都将受到限制，传统棉纺织原料受到多重制约。相关资料显示，2010年国内再生棉纱使用的边角料等原料量共计能达到300万吨左右。按50%的是棉型再生纱来估算，按每亩棉花产量200公斤计算，相当于约700余万亩棉田的产量。再生纱既实现了资源的循环利用，节约了有限的资源，又解决了边角料处理难题，为环境治理作出了贡献。但是由于原料经过开松后，纤维长度缩短、强力下降、耐光性差、容易霉变，这就限制了再生棉纱的利用。
[0003]聚丙烯纤维是以丙烯聚合得到的等规聚丙烯为原料纺制而成的合成纤维，在我国的商品名为丙纶。聚丙烯纤维质轻、强度高、弹性好、耐磨、耐腐蚀、具有电绝缘性和保暖性，回潮率低，同时价格低廉，耐化学性质好，在装饰织物领域具有广泛的运用，但是由于聚丙烯纤维的耐热、耐老化性差，限制了其在服装领域的应用。
[0004]碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得；按状态分为长丝、短纤维和短切纤维；按力学性能分为通用型和高性能型。通用型碳纤维强度为1000兆帕、模量为10GPa左右。高性能型碳纤维又分为高强型(强度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以上)。强度大于4000MPa的又称为超高强型；模量大于450GPa的称为超高模型。随着航天和航空工业的发展，还出现了高强高伸型碳纤维，其延伸率大于2%。用量最大的是聚丙烯腈PAN基碳纤维。碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维。其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种耐腐抗静电的添加碳纤维的混纺棉纱及其制备方法。本发明通过合理的配方，添加纯丙乳液、聚氧化乙烯胶粉、纳米二氧化钛等成分制成处理浆料，对废旧棉织品等制成的再生棉纤维进行处理，可以提高纤维的强度、韧性以及抗晒性，上浆后的再生棉纤维与碳纤维混纺，使得纤维具备抗静电、耐腐蚀的特点；第二步是将聚丙烯与液体石蜡、纳米氧化锌等熔融纺丝后用热乙醇第一次浸渍溶去液体石蜡，可以形成多孔表面的聚丙烯纤维，再用纳米二氧化钛分散液再一次浸渍，将纳米二氧化钛均匀地分散在聚丙烯纤维表面以及表面孔隙中，进一步提高防晒耐光性；最后最后将两种纤维混纺成纱，强度比纯棉纱相应的变大，提高了再生棉纱的质量，而且节能环保。
[0006]为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施:
一种耐腐抗静电的添加碳纤维的混纺棉纱，由下列重量份的原料制备制成:碳纤维10-12、废旧棉织品30-33、棉纱边角料15-17、纯丙乳液5-7、聚氧化乙烯胶粉2-3、阿拉伯树胶3-4、聚丙烯39-44、纳米氧化锌3-5、液体石蜡12-14、纳米二氧化钛9_10、羧甲基纤维素1.5-2、甘油硬脂酸酯1-2、水适量；
本发明所述一种耐腐抗静电的添加碳纤维的混纺棉纱，由以下具体步骤制成:
(1)将阿拉伯树胶放入搅拌釜中，加入20倍量的水，以200转/分的速度搅拌直至完全溶解，然后加入纯丙乳液、聚氧化乙烯胶粉，搅拌均匀后继续加入一半量的纳米二氧化钛，以150转/分的速度搅拌30分钟形成处理浆料；
(2)将废旧棉织品、棉纱边角料混合以后使用机器打碎至纤维长度为2-3毫米，将打碎的混合纤维浸入处理浆料中40-50分钟，然后在80-90°C温度下烘干，再将烘干后的纤维与碳纤维混合，经过梳棉、精梳工艺制成再生混合纤维棉条；
(3)将聚丙烯加热至完全熔融，然后与液体石蜡、纳米氧化锌混合，搅拌均匀后通过熔融纺丝工艺制得混合聚丙烯短纤维，然后将其浸渍在加热至45°C的乙醇中45分钟后取出，在90-100 °C下烘干；
(4)将羧甲基纤维素加入30倍量的水中，加热至40-50°C，搅拌至形成透明溶液后加入其余剩余成分，充分分散制成二次浸渍浆料，然后将步骤(3)处理后的混合聚丙烯短纤维继续浸渍在二次浸渍浆料中，最后烘干得到改性混合聚丙烯短纤维；
(5)将步骤(2)得到的再生混合纤维棉条与步骤(4)得到的改性混合聚丙烯短纤维进行并条、粗砂、细纱工艺即得本发明。
[0007]本发明的有益效果是:本发明添加纯丙乳液、聚氧化乙烯胶粉、纳米二氧化钛等成分制成处理浆料，对废旧棉织品等制成的再生棉纤维进行处理，可以提高纤维的强度、韧性以及抗晒性，处理后的再生棉纤维与碳纤维混纺，使得纤维具备抗静电、耐腐蚀的特点；本发明由抗老化改性的聚丙烯纤维与改性再生棉纤维混纺制成，混纺纱的力学性能大大提升，超过了纯棉纱，同时防晒抗老化性能增强，延长了产品的使用寿命以及贮存时间，耐磨、耐腐蚀，抗静电、保暖性好，质量高。
具体实施方案
[0008]下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
[0009]一种耐腐抗静电的添加碳纤维的混纺棉纱，由下列重量份(公斤)的原料制备制成:碳纤维10、废旧棉织品30、棉纱边角料15、纯丙乳液5、聚氧化乙烯胶粉2、阿拉伯树胶
3、聚丙烯39、纳米氧化锌3、液体石蜡12、纳米二氧化钛9、羧甲基纤维素1.5、甘油硬脂酸酯
1、水适量；
本发明所述一种耐腐抗静电的添加碳纤维的混纺棉纱，由以下具体步骤制成:
(1)将阿拉伯树胶放入搅拌釜中，加入20倍量的水，以200转/分的速度搅拌直至完全溶解，然后加入纯丙乳液、聚氧化乙烯胶粉，搅拌均匀后继续加入一半量的纳米二氧化钛，以150转/分的速度搅拌30分钟形成处理浆料；
(2)将废旧棉织品、棉纱边角料混合以后使用机器打碎至纤维长度为2-3毫米，将打碎的混合纤维浸入处理浆料中40分钟，然后在80-90°C温度下烘干，再将烘干后的纤维与碳纤维混合，经过梳棉、精梳工艺制成再生混合纤维棉条；
(3)将聚丙烯加热至完全熔融，然后与液体石蜡、纳米氧化锌混合，搅拌均匀后通过熔融纺丝工艺制得混合聚丙烯短纤维，然后将其浸渍在加热至45°C的乙醇中45分钟后取出，在90-100 °C下烘干；
(4)将羧甲基纤维素加入30倍量的水中，加热至40-50°C，搅拌至形成透明溶液后加入其余剩余成分，充分分散制成二次浸渍浆料，然后将步骤(3)处理后的混合聚丙烯短纤维继续浸渍在二次浸渍浆料中，最后烘干得到改性混合聚丙烯短纤维；
(5)将步骤(2)得到的再生混合纤维棉条与步骤(4)得到的改性混合聚丙烯短纤维进行并条、粗砂、细纱工艺即得本发明。
[0010]经检测，本发明产品的与纯棉纱对比，线密度减少9.8%，断裂强度增加7.95%。
【主权项】
1.一种耐腐抗静电的添加碳纤维的混纺棉纱，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成:碳纤维10-12、废旧棉织品30-33、棉纱边角料15-17、纯丙乳液5_7、聚氧化乙烯胶粉2-3、阿拉伯树胶3-4、聚丙烯39-44、纳米氧化锌3_5、液体石蜡12-14、纳米二氧化钛9_10、羧甲基纤维素1.5-2、甘油硬脂酸酯1-2、水适量。2.根据权利要求1所述一种耐腐抗静电的添加碳纤维的混纺棉纱，其特征在于，由以下具体步骤制成: (1)将阿拉伯树胶放入搅拌釜中，加入20倍量的水，以200转/分的速度搅拌直至完全溶解，然后加入纯丙乳液、聚氧化乙烯胶粉，搅拌均匀后继续加入一半量的纳米二氧化钛，以150转/分的速度搅拌30分钟形成处理浆料； (2)将废旧棉织品、棉纱边角料混合以后使用机器打碎至纤维长度为2-3毫米，将打碎的混合纤维浸入处理浆料中40-50分钟，然后在80-90°C温度下烘干，再将烘干后的纤维与碳纤维混合，经过梳棉、精梳工艺制成再生混合纤维棉条； (3)将聚丙烯加热至完全熔融，然后与液体石蜡、纳米氧化锌混合，搅拌均匀后通过熔融纺丝工艺制得混合聚丙烯短纤维，然后将其浸渍在加热至45°C的乙醇中45分钟后取出，在90-100 °C下烘干； (4)将羧甲基纤维素加入30倍量的水中，加热至40-50°C，搅拌至形成透明溶液后加入其余剩余成分，充分分散制成二次浸渍浆料，然后将步骤(3)处理后的混合聚丙烯短纤维继续浸渍在二次浸渍浆料中，最后烘干得到改性混合聚丙烯短纤维； (5)将步骤(2)得到的再生混合纤维棉条与步骤(4)得到的改性混合聚丙烯短纤维进行并条、粗砂、细纱工艺即得本发明。
【专利摘要】本发明公开了一种耐腐抗静电的添加碳纤维的混纺棉纱，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：碳纤维10-12、废旧棉织品30-33、棉纱边角料15-17、纯丙乳液5-7、聚氧化乙烯胶粉2-3、阿拉伯树胶3-4、聚丙烯39-44、纳米氧化锌3-5、液体石蜡12-14、纳米二氧化钛9-10、羧甲基纤维素1.5-2、甘油硬脂酸酯1-2、水适量；本发明由抗老化改性的聚丙烯纤维与改性再生棉纤维混纺制成，混纺纱的力学性能大大提升，超过了纯棉纱，同时防晒抗老化性能增强，延长了产品的使用寿命以及贮存时间，耐磨、耐腐蚀，抗静电、保暖性好，质量高。
【IPC分类】D02G3/04, D01F6/46, D01F1/10, D01F11/06
【公开号】CN104963047
【申请号】CN201510282835
【发明人】刘勇
【申请人】安徽省含山县顺天纺织有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月29日