一种腈纶纤维的制备方法、腈纶纤维及面料技术

本申请公开一种腈纶纤维的制备方法、腈纶纤维及面料；其中，所述制备方法包括：分别提供陶瓷粉组合物和修饰石墨烯；将所述陶瓷粉组合物分散于去离子水中，再加入偶联剂，搅拌后，加入聚丙烯腈溶液均匀混合后得到皮层材料；将所述修饰石墨烯分散于去离子水中，搅拌后加入聚丙烯腈溶液均匀混合后得到芯层材料；通过复合纺丝，将所述皮层材料包覆于所述芯层材料外，形成皮芯复合结构的腈纶纤维；进而在保证抗静电的情况下，能够有效解决石墨烯的使用量降低成本，且使得腈纶纤维具有保暖性易染色耐久性等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种腈纶纤维的制备方法、腈纶纤维及面料
本申请涉及一种轻工业纺织品领域，具体涉及一种腈纶纤维及其制备方法。本申请同时涉及一种面料。
技术介绍
腈纶纤维的制成品因蓬松性好、保暖性好，手感柔软，有良好的耐气候性和防霉、防蛀性能，被称为“人造羊毛”，腈纶的保暖性比羊毛高15％左右，被广泛用于服装、装饰、产业等领域。腈纶纤维的保暖性通常情况下是通过远红外材料实现，即：远红外纺织品可以吸收人体辐射的热量后通过电子能级的变化向人体辐射一定波长的远红外线，人体感到有温升的效果，从而具有保暖作用；此外这种远红外线可激活人体细胞，改善人体血液微循环，促进人体的新陈代谢，提高人体免疫力。目前，远红外纺织品可以通过将陶瓷粉直接黏附于纤维的表面，缺点是耐久性差；也可以在纺丝过程中将陶瓷粉添加到纤维内部。腈纶纤维的抗静电性是通过将石墨烯通过适当的方式添加到腈纶纤维内部，获得的腈纶纤维具有抗静电、远红外、保暖、抗菌、防紫外线性能。现有技术中，为保证腈纶纤维的抗静电性能以及耐久性，需要添加较多的抗静电剂，该种做法会增加腈纶纤维的纺丝难度以及获得到腈纶纤维的机械强力较差；为了获得远红外性能，需要抗静电剂与陶瓷粉同时添加，陶瓷粉的添加会进一步增加纺丝难度以及恶化纤维的机械强力。将石墨烯在纺丝过程中添加到纤维中可以获得具有抗静电、远红外保暖、抗菌、防紫外的腈纶纤维，但是由于石墨烯是深色的添加剂，添加到纤维中，纤维具有一定的颜色，不利于染成浅色，经过以上方法制备出的石墨烯腈纶纤维，工艺流程简单，但是存在有以下缺点：1.颜色局限石墨烯略带黑色，由于石墨烯在纤维的表层分布，石墨烯纤维为灰色，使用该纤维的面料不能染成浅色，尤其是鲜艳色，进而导致纤维颜色受限；2.成本过高纤维中石墨烯分布于整个纤维，使用量高，由于石墨烯的价格很高，进而导致纤维的价格随之增高；上述两个缺点限制了石墨烯纤维的应用，尤其在纺织服装领域。为了扩大石墨烯在纺织服装领域的应用，如何通过与其它添加剂同时分布于纤维内部，通过两类添加剂的协同作用，以提供一种价格便宜、耐久性好且适合染成浅色的具有抗静电、远红外保暖、抗菌、防紫外成为本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本申请提供一种腈纶纤维的制备方法，以解决现有腈纶纤维抗静电性能差以及耐久性差等问题。本申请提供一种腈纶纤维的制备方法，包括：分别提供陶瓷粉组合物和修饰石墨烯；将所述陶瓷粉组合物分散于去离子水中，再加入偶联剂，搅拌后，加入聚丙烯腈溶液均匀混合后得到皮层材料；将所述修饰石墨烯分散于去离子水中，搅拌后加入聚丙烯腈溶液均匀混合后得到芯层材料；通过复合纺丝，将所述皮层材料包覆于所述芯层材料外，形成皮芯复合结构的腈纶纤维。优选的，所述提供陶瓷粉组合物包括：将分散剂加入去离子水搅拌后加入氧化锆形成分散液；在所述分散液中加入二氧化钛和氮化铝，形成半固体状的分散液，对所述半固体状的分散液经筛选获得所述陶瓷粉组合物。优选的，所述将分散剂加入至去离子水搅拌分散后加入氧化锆形成分散液具体条件为：所述搅拌分散的时间范围为大于等于40min，小于等于50min。优选的，所述在所述分散液中加入二氧化钛和氮化铝，形成半固体状的分散液具体为：对所述分散液中加入二氧化钛和氮化铝进行搅拌、静置及加热处理，所述搅拌处理的时间范围为大于等于2小时，小于等于3小时；所述静置处理的时间范围为大于等于5小时，小于等于9小时；所述加热处理的温度范围为大于等于70℃，小于等于80℃。优选的，所述分散剂为六偏磷酸钠。优选的，所述提供修饰石墨烯包括：将乳化分散剂加入去离子水中进行第一次分散，在所述第一次分散后加入石墨烯进行第二次分散，在所述第二次分散后加入微粒修饰剂并进行第三次分散，在所述第三次分散后形成石墨烯分散液；对所述石墨烯分散液进行过滤、烘干和/或研磨处理获得所述修饰石墨烯。优选的，所述第一次分散的时间范围为大于等于25min，小于等于35min；所述第二次分散的时间范围为大于等于45min，小于等于55min；所述第三次分散的时间范围为大于等于95min，小于等于105min。优选的，所述乳化分散剂为海藻酸钠、十二烷基苯磺酸钠、羧甲基纤维素钠中的一种、两种或三种；所述微粒修饰剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。优选的，所述皮层材料占皮芯复合结构总重量的百分比范围是大于等于20％，小于等于75％；所述芯层材料占皮芯复合结构总重量的百分比范围是大于等于25％，小于等于80％。本申请还提供一种腈纶纤维，采用上述腈纶纤维的制备方法制备而成，包括：皮层和被所述皮层包覆的芯层，所述皮层与所述芯层构成皮芯复合结构，其中，所述皮芯复合结构中的所述皮层包括：聚丙烯腈溶液、陶瓷粉组合物和偶联剂；所述皮芯复合结构中的所述芯层包括：聚丙烯腈溶液和石墨烯。优选的，所述皮层在所述皮芯复合结构中的重量百分比范围是大于等于20％，小于等于75％；所述芯层在所述皮芯复合结构中的重量百分比范围是小于等于80％，大于等于25％。优选的，所述皮层中的所述聚丙烯腈溶液的重量百分比范围为大于等于80％，小于等于97％；所述陶瓷粉组合物的重量百分比范围为大于等于2％，小于等于17％；所述偶联剂的重量百分比范围为大于等于1％，小于等于3％。优选的，所述陶瓷粉组合物包括：氧化锆、二氧化钛和氮化铝。优选的，所述氧化锆的重量百分比范围为大于等于80％，小于等于90％；所述二氧化钛的重量百分比范围为大于等于4.5％，小于等于9％；所述氮化铝的重量百分比范围为大于等于5.5％，小于等于11％。优选的，所述芯层中的所述聚丙烯腈溶液的重量百分比范围为大于等于90％，小于等于98％；所述石墨烯的重量百分比范围为大于等于2％，小于等于10％。优选的，所述聚丙烯腈溶液包括：聚丙烯腈和二甲基亚砜，或者是聚丙烯腈和二甲基乙酰胺。优选的，所述聚丙烯腈的重量百分比范围为大于等于5％，小于等于50％；所述二甲基亚砜或二甲基乙酰胺的重量百分比范围为大于等于50％，小于等于95％。优选的，所述偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种的混合。本申请还提供一种面料，所述面料采用如上所述的腈纶纤维加工织造而成。与现有技术相比，本申请具有以下优点：本申请提供的一种腈纶纤维的制备方法，能够将具有抗静电性能的石墨烯作为芯层，将具有远红外功能的陶瓷粉组合物作为皮层，形成皮芯复合结构，在本申请中所述石墨烯进行修饰进而使得修饰石墨烯能够与聚丙烯腈紧密结合在一起，二者分子之间产生稳定的相互作用，进而提高修饰石墨烯与聚丙烯腈之间的相容性。将修饰石墨烯作为芯层材料，在对芯层材料与皮层材料进行纺制时，芯层材料被皮层材料包裹，纤维的颜色通过改变皮层即可，因此，纤维的颜色不再受石墨烯本身固有的特性所限定。另外，腈纶纤维由于采用了皮芯复合结构，而抗静电性能主要是通过芯层材料体现，而无需对整个纤维进行添加抗静电剂，因此，能够降低石墨烯的使用量，进而降低成本。本申请提供的腈纶纤维的制备方法，通过采用皮芯复合结构的腈纶纺丝设备进行制备，有利用工业化推广。本申请提供的腈纶纤维是一种皮芯复合结构，即：由皮层和芯层共同组成石墨烯皮芯复合结构腈纶纤维，同时将陶瓷粉分布于皮层，将石墨烯材料仅分布于芯层，可以提升远红外保暖性能，且价格便宜、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种腈纶纤维的制备方法，其特征在于，包括：分别提供陶瓷粉组合物和修饰石墨烯；将所述陶瓷粉组合物分散于去离子水中，再加入偶联剂，搅拌后，加入聚丙烯腈溶液均匀混合后得到皮层材料；将所述修饰石墨烯分散于去离子水中，搅拌后加入聚丙烯腈溶液均匀混合后得到芯层材料；通过复合纺丝，将所述皮层材料包覆于所述芯层材料外，形成皮芯复合结构的腈纶纤维。

【技术特征摘要】
1.一种腈纶纤维的制备方法，其特征在于，包括：分别提供陶瓷粉组合物和修饰石墨烯；将所述陶瓷粉组合物分散于去离子水中，再加入偶联剂，搅拌后，加入聚丙烯腈溶液均匀混合后得到皮层材料；将所述修饰石墨烯分散于去离子水中，搅拌后加入聚丙烯腈溶液均匀混合后得到芯层材料；通过复合纺丝，将所述皮层材料包覆于所述芯层材料外，形成皮芯复合结构的腈纶纤维。2.根据权利要求1所述的腈纶纤维的制备方法，其特征在于，所述提供陶瓷粉组合物包括：将分散剂加入去离子水搅拌后加入氧化锆形成分散液；在所述分散液中加入二氧化钛和氮化铝，形成半固体状的分散液，对所述半固体状的分散液经筛选获得所述陶瓷粉组合物。3.根据权利要求2所述的腈纶纤维的制备方法，其特征在于，所述将分散剂加入至去离子水搅拌分散后加入氧化锆形成分散液具体条件为：所述搅拌分散的时间范围为大于等于40min，小于等于50min。4.根据权利要求3所述的腈纶纤维的制备方法，其特征在于，所述在所述分散液中加入二氧化钛和氮化铝，形成半固体状的分散液具体为：对所述分散液中加入二氧化钛和氮化铝进行搅拌、静置及加热处理，所述搅拌处理的时间范围为大于等于2小时，小于等于3小时；所述静置处理的时间范围为大于等于5小时，小于等于9小时；所述加热处理的温度范围为大于等于70℃，小于等于80℃。5.根据权利要求2所述的腈纶纤维的制备方法，其特征在于，所述分散剂为六偏磷酸钠。6.根据权利要求1所述的腈纶纤维的制备方法，其特征在于，所述提供修饰石墨烯包括：将乳化分散剂加入去离子水中进行第一次分散，在所述第一次分散后加入石墨烯进行第二次分散，在所述第二次分散后加入微粒修饰剂并进行第三次分散，在所述第三次分散后形成石墨烯分散液；对所述石墨烯分散液进行过滤、烘干和/或研磨处理获得所述修饰石墨烯。7.根据权利要求6所述的腈纶纤维的制备方法，其特征在于：所述第一次分散的时间范围为大于等于25min，小于等于35min；所述第二次分散的时间范围为大于等于45min，小于等于55min；所述第三次分散的时间范围为大于等于95min，小于等于105min。8.根据权利要求6所述的腈纶纤维的制备方法，其特征在于，所述乳化分散剂为海藻酸钠、十二烷基苯磺酸钠、羧甲基纤维素钠中的一种、两种或三种；所述微粒修饰剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。9.根据权利要求1所述的腈纶纤维的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：智军，汪荣华，黄美玲，赖世贤，
申请(专利权)人：安踏中国有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35