一种发热聚乳酸纤维及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种发热聚乳酸纤维，所述发热聚乳酸纤维原料包括以质量百分比计的发热母粒1‑10％及余量的聚乳酸切片；所述的聚乳酸切片的粘均分子量为：6.0×104‑3.0×105。所述的发热母粒，以质量百分比计，由以下原料组分熔融混炼制得：发热粉体3‑20%、增塑剂0.5‑5%、抗氧化剂0.05‑1%以及聚乳酸切片余量。本发明专利技术发热聚乳酸纤维：规格为75D/48F‑150D/48F，单纤强度为2.3‑2.9cN/dtex，断裂伸长率14.1‑18.3%。

A kind of heating polylactic acid fiber and its preparation method

The present invention provides a heating polylactic acid fiber. The heating polylactic acid fiber material includes a calorific parent 1 of 10% and the residue of polylactic acid slices with mass percentage, and the viscosity average molecular weight of the polylactic chip is 6 * 104. 3 * 105. The heating masterbatch, with the mass percentage, was fused by the following ingredients: 3 heating powder, 0.5 plasticizer 5%, 0.05 antioxidant 1%, and polylactic slicing allowance. The heat resistant polylactic acid fiber is 75D/48F 150D/48F, the strength of single fiber is 2.3 2.9cN/dtex, and the elongation at break is 14.1 to 18.3%.

【技术实现步骤摘要】
一种发热聚乳酸纤维及其制备方法
本专利技术涉及发热纤维，具体涉及一种发热聚乳酸纤维及其制备方法，属于功能纤维

技术介绍
随着人们生活水平的提高，对生活用品，尤其是贴身织物用品的要求越来越高，这就催生了功能纤维产品的快速发展，各种功能纤维，例如抗菌纤维、防辐射纤维、抗紫外纤维、发热纤维等不断出现，在提高人类生活水平的同时，也带动了传统纤维行业的技术创新和发展。发热纤维是近年来化纤领域的研究热门，以其制备的服饰满足了冬天衣物所要求的穿着舒适、轻便保暖的需求。但目前开发的发热纤维，所使用的基材普遍为是石油基化学纤维或者棉、麻和粘胶纤维，石油基纤维在废弃后不可降解，会造成永久的环境污染，而纤维素纤维在纺丝、纺织和后染整时也污染严重，是一种伪环保伪绿色产品。聚乳酸纤维是目前唯一一种来自于再生植物资源的生物降解聚酯材料，也是目前工业化应用最具前景的生物材料。聚乳酸纤维具有亲肤抑菌、吸湿排汗、手感爽滑的特点，适合制备贴身织物和用品。用于代替传统的石油基化学纤维和纤维素纤维，制成的发热纤维具有保暖功能的同时，兼具亲肤抑菌和绿色环保的特征。现有的聚乳酸纤维具有以下不足：（1）力学性能较差；（2）发热性能较弱；（3）耐水洗性能较差；（4）制备方法复杂，不易于规模化。
技术实现思路
：本专利技术针对以上现有技术的问题，提供一种发热聚乳酸纤维及其制备方法，并实现以下专利技术目的：提高聚乳酸纤维力学性能、发热性能以及耐水性能，并且该制备方法简单环保，成本低。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种发热聚乳酸纤维，所述发热聚乳酸纤维原料包括以质量百分比计的发热母粒1-10％及余量的聚乳酸切片；所述的聚乳酸切片的粘均分子量为：6.0×104-3.0×105。所述的发热母粒，由以下原料组分熔融混炼制得：发热粉体3-20%、增塑剂0.5-5%、抗氧化剂0.05-1%及余量的聚乳酸切片。所述的发热粉体为纳米级碳化锆或者碳化锆和咖啡碳、二氧化钛、氮化钛中的一种或多种的组合物；所述增塑剂为三醋酸甘油酯、柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、乙二醇、丙二醇、山梨醇、季戊四醇、乙酰柠檬酸三丁酯、环氧大豆油、己二酸丙二醇酯、己二酸二异壬酯、马来酸二辛酯、聚乙二醇以及聚乙烯醇中的一种或几多种；所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂DTLP、抗氧剂626、抗氧剂BHT、抗氧剂264、抗氧剂2112、抗氧剂AO-60、亚磷酸三丁酯以及亚磷酸三苯酯中的一种或多种。所述的发热母粒，以重量份计，由以下原料组分熔融混炼制得：聚乳酸8.2-9.1份、乙酰柠檬酸三丁酯0-0.3份、己二酸二异壬酯0-0.1份、碳化锆0.8-0.9份、咖啡碳0-0.3份、氮化钛0-0.3份、抗氧剂10100.01-0.025份。所述聚乳酸：粘均分子量为1×105；所述的碳化锆粒径≤1μm；所述的咖啡碳粒径≤1μm；所述的氮化钛粒径≤0.2μm。一种发热聚乳酸纤维的制备方法，包括以下步骤：预干燥、制备发热母粒、制备初生纤维以及制得成品。所述的预干燥：控制温度为95-105℃，干燥至切片含水量≤50ppm，优选含水量≤30ppm。所述的制备发热母粒：将增塑剂加入聚乳酸切片中，搅拌均匀；然后依次加入发热粉体和抗氧剂，将上述物料搅拌均匀后，用双螺杆挤出机共混造粒，控制造粒温度为160-220℃，得到发热母粒。所述的制备初生纤维：取预干燥的聚乳酸切片和发热母粒，按照发热母粒用量为1-10%的质量配比，分别从纺丝机主螺杆的主进料和侧进料下料，经熔融纺丝得到发热聚乳酸初生纤维；控制纺丝的温度为180-240℃，控制纺丝的卷绕速度为1000-5000m/min；纺丝的喷丝孔截面形状可以是圆形、三角形、三叶形、四叶形、多叶形、中空形、异形中空形、菱形、T字形或十字形。所述的制得成品：将初生纤维进行牵伸，控制牵伸温度为80-125℃，牵伸倍数为1-6倍，得到发热聚乳酸纤维。所述的发热聚乳酸纤维：规格为75D/48F-150D/48F，单纤强度为2.3-2.9cN/dtex，断裂伸长率14.1-18.3%。本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术发热聚乳酸纤维：规格为75D/48F-150D/48F，单纤强度为2.3-2.9cN/dtex，断裂伸长率14.1-18.3%；（2）用本专利技术发热纤维制备的织物，同样条件下，温度比传统的聚乳酸织物高8-13℃，温度提高24-38%。（3）本专利技术的发热聚乳酸纤维不仅具有优异的吸热蓄热功能，具有优异的力学性能；且经过多次水洗发热效率无明显下降，耐水洗性能显著。（4）本专利技术制备方法简单、环保，易于规模化。具体实施方式：下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术各种改动或修改，这些等价形式同样落入本申请所附权力要求书所限定的范围。实施例1一种发热聚乳酸纤维及其制备方法所述的发热聚乳酸纤维，包括以下原料组分：聚乳酸、发热母粒，质量比为19:1；所述聚乳酸：粘均分子量1.5×105。所述的发热母粒，以质量份计，包括以下原料组分：聚乳酸8.2份、乙酰柠檬酸三丁酯0.3份、碳化锆0.9份、咖啡碳0.3份、氮化钛0.3份、抗氧剂10100.01份；所述聚乳酸：粘均分子量为1×105；所述的碳化锆粒径≤1μm；所述的咖啡碳粒径≤1μm；所述的氮化钛粒径≤0.2μm。一种发热聚乳酸纤维的制备方法，包括以下步骤：步骤1、预干燥使用除湿干燥系统对聚乳酸切片进行预干燥，温度设定为100℃，干燥至切片含水量30ppm以下。步骤2、制备发热母粒称取8.2kg预干燥后的聚乳酸切片，称取0.3kg乙酰柠檬酸三丁酯；所述聚乳酸：粘均分子量为1×105；将乙酰柠檬酸三丁酯加入聚乳酸切片中，搅拌，充分润滑聚乳酸切片；然后依次加入1.5kg发热粉体和10g抗氧剂1010；所述的发热粉体包括碳化锆、咖啡碳、氮化钛，质量比为6:2:2；将上述物料搅拌均匀后，用双螺杆挤出机共混造粒，控制造粒温度为190℃；得到发热母粒。步骤3、制备初生纤维取预干燥的聚乳酸切片95kg和发热母粒5kg；所述聚乳酸：粘均分子量1.5×105；将聚乳酸切片和发热母粒分别从纺丝机主螺杆的主进料口和侧进料口下料；进行熔融纺丝，控制纺丝温度为220℃，卷绕速度为2000m/min，喷丝孔形状为三叶形；得到截面为三叶形的发热聚乳酸初生纤维。步骤4、制得成品将初生纤维进行牵伸，控制牵伸温度为110℃，牵伸倍数为3.1倍；得到发热聚乳酸纤维。所得发热聚乳酸纤维的规格为75D/48F，单纤强度为2.9cN/dtex，断裂伸长率18.3%。用该纤维织成的织物与普通聚乳酸织物进行光照升温测试，在20±2℃，65±4%的恒温恒湿室中进行光照（220V，450W），20分钟时实施例1发热纤维制备的织物温升达到42.1℃，而对比的普通聚乳酸织物升温仅为33.8℃，可见，温度提高了8.3℃，约24.6%。实施例2一种发热聚乳酸纤维及其制备方法所述的发热聚乳酸纤维，包括以下原料组分：聚乳酸、发热母粒，质量比为47:3。所述的发热母粒，以质量份计，包括以下原料组分：聚乳酸9.1份、己二酸二异壬酯0.1份、碳化锆0.8份、抗氧剂1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发热聚乳酸纤维，其特征在于：所述发热聚乳酸纤维原料包括以质量百分比计的发热母粒1‑10％及余量的聚乳酸切片；所述的聚乳酸切片的粘均分子量为：6.0×10

【技术特征摘要】
1.一种发热聚乳酸纤维，其特征在于：所述发热聚乳酸纤维原料包括以质量百分比计的发热母粒1-10％及余量的聚乳酸切片；所述的聚乳酸切片的粘均分子量为：6.0×104-3.0×105。2.根据权利要求1所述的一种发热聚乳酸纤维，其特征在于：所述的发热母粒，以质量百分比计，由以下原料组分熔融混炼制得：发热粉体3-20%、增塑剂0.5-5%、抗氧化剂0.05-1%以及聚乳酸切片余量。3.根据权利要求2所述的一种发热聚乳酸纤维，其特征在于：所述的发热粉体为纳米级碳化锆或者碳化锆和咖啡碳、二氧化钛、氮化钛中的一种或多种的组合物；所述增塑剂为三醋酸甘油酯、柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、乙二醇、丙二醇、山梨醇、季戊四醇、乙酰柠檬酸三丁酯、环氧大豆油、己二酸丙二醇酯、己二酸二异壬酯、马来酸二辛酯、聚乙二醇以及聚乙烯醇中的一种或几多种；所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂DTLP、抗氧剂626、抗氧剂BHT、抗氧剂264、抗氧剂2112、抗氧剂AO-60、亚磷酸三丁酯以及亚磷酸三苯酯中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种发热聚乳酸纤维，其特征在于：所述的发热母粒，以重量份计，由以下原料组分熔融混炼制得：聚乳酸8.2-9.1份、乙酰柠檬酸三丁酯0-0.3份、己二酸二异壬酯0-0.1份、碳化锆0.8-0.9份、咖啡碳0-0.3份、氮化钛0-0.3份、抗氧剂10100.01-0.025份。5.根据权利要求4所述的一种发热聚乳酸纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋亚男，王乐军，刘怡宁，赵一甲，赵鹏飞，乔骄，
申请(专利权)人：恒天生物基材料工程技术宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33