[发明专利]一种高效远红外、抗紫外尼龙6纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高效远红外、抗紫外尼龙6纤维及其制备方法，采用原位聚合法，在己内酰胺开环聚合中，将火山岩与钛酸四丁酯均匀分散在己内酰胺水溶液中，己内酰胺聚合反应生成部分水，促进钛酸四丁酯原位水解，生成纳米二氧化钛并均匀吸附在火山岩表面，同时钛酸四丁酯可促进火山岩均匀分散在己内酰胺水溶液中，然后聚合得到高分散性纳米火山岩/纳米二氧化钛改性尼龙6，最后通过熔融纺丝得到抗紫外尼龙6复合纤维。该方案合成工艺简单，成本低，解决了目前二氧化钛在尼龙6熔体中分散不均的问题，同时赋予尼龙6纤维抗紫外、远红外、保暖等特性，产品手感柔软，抗紫外性能持久，可经历多次洗涤，可广泛应用在家纺、服用、运动休闲等领域。

技术领域

本发明涉及到一种高效远红外、抗紫外尼龙6纤维，具体说是一种高分散性纳米火山岩/纳米二氧化钛/尼龙6复合纤维及其制备方法，属于化学纤维的制造技术领域。

背景技术

锦纶纤维是世界上最早实现工业化的合成纤维，也是合成纤维中性能优异、用途广泛的品种之一，它具有许多优良的性能，除了具备合成纤维共有的耐腐蚀、耐霉烂、湿强度高、不怕虫蛀、吸湿率低等性能外，还具有强度高、耐磨性优异、弹性好、纤维伸长回复率高等优点。随着民生活水平的提高，人们对纺织品的舒适、保健功能日益关注，对纤维的多功能化要求越来越强烈，各种功能化差别化锦纶纤维的研究、开发与生产越发重视。

近年来随着人们对健康意识提高，由臭氧层破坏带来的紫外辐射问题得到人们的广泛关注。紫外线可根据波长不同进行分类：长波紫外线UVA(320～400nm)、中波紫外线UVB(280～320nm)和短波紫外线UVC(< 280nm)。过量紫外线辐射会加速皮肤老化，甚至致癌。因此具有抗紫外防护功能的服装和原料引起广泛的关注。近年来随着纳米科技的不断进步，纳米二氧化钛的制备及应用得到了广泛的重视，尤其是金红石型二氧化钛由于具有吸收紫外光、较高的折射率( 2.6 - 2.9 )等优异的光学性能，纳米二氧化硅可作为优异的抗紫外剂广泛应用于纺服领域。

目前，制备抗紫外尼龙6的方法主要有后整理涂覆法、物理共混法及原位共聚法等。近几年关于制备抗紫外纤维的方法多集中于后整理涂覆法，虽然易于大规模生产，但织物手感较硬，耐久性差；而共混改性技术是在纺丝之前，在机械力作用下将纳米粒子直接加入到聚合物基体中进行混合，包括熔融共混法和溶液共混法等，共混法操作简单，易于实现工业化，但是纳米粒子极易团聚，在聚合物基体中难以分散均匀。原位共聚法是在尼龙聚合前，将纳米粉体分散到单体中，再进行聚合的一种方法，该方法操作简单，成本低廉，环保节能，同时也能明显改善纳米粉体团聚现象，目前越来越受关注。

制备得到性能优良的纳米火山岩/纳米二氧化钛/尼龙6复合材料的难点主要是实现功能粉体在尼龙熔体中的均匀分散、二氧化钛高结晶性、延长纺丝组件的更换周期、提高功能纤维的可加工性等。中国发明专利“一种耐紫外老化阻燃尼龙复合材料及其制备方法”(CN107446349A)中，将尼龙切片、阻燃剂、抗老化剂、玻璃纤维等均匀混合，通过双螺杆挤出机熔融共混挤出造粒，得到耐紫外抗老化阻燃尼龙复合材料，但是其分散性差，需要加入各种助剂，成本高。中国发明专利“一种制备具有抗紫外线功能的纳米二氧化钛尼龙 66树脂和纤维的方法”(CN104629042A)中，在尼龙66缩聚反应过程中，在闪蒸泵出口处向聚合物熔体中注入TiO₂悬浮液，从而将TiO₂分散在尼龙66中，但是其分散性并未得到有效的改善。中国发明专利“一种抗紫外纺织品”(CN104695225A)中，介绍了通过对尼龙纺织品浸轧荧光增白剂，提高纺织品的抗紫外性能。但工艺生产成本高，不环保，织物较硬且不耐水洗。