一种尼龙6纤维及其制备方法技术

一种尼龙6纤维及其制备方法，尼龙6纤维采用皮芯结构，包括芯层和皮层，所述皮层的组分包括质量百分比1％‑3％的氧化石墨烯抗菌剂，其余为尼龙6；所述芯层的组分包括质量百分比5％‑10％的三聚氰胺石墨烯阻燃剂，其余为尼龙6。芯片层和皮层采用不同改性的石墨烯添加剂，芯层采用了氧化石墨烯抗菌剂，皮层采用了三聚氰胺石墨烯阻燃剂，使得本方案的尼龙6纤维，具有优异的抗菌、阻燃性，同时解决尼龙添加石墨烯用量大可纺性差、物理机械性能差等的问题。同时，选择氧化石墨烯协同三聚氰胺类阻燃剂、聚季铵盐作为添加剂，解决了采用共混法添加石墨烯在尼龙6纤维中分散性差的问题，改善了的物理机械性能。

A nylon 6 fiber and its preparation method

A nylon 6 fiber and its preparation method, nylon 6 fiber uses a core structure, including the core layer and the cortex. The component of the cortex consists of a graphite oxide antibacterial agent with a mass percentage of 1% and 3%, and the rest nylon 6; the component of the core consists of a cyanamamine flame retardant with a mass percentage of 5%, 10%, and the rest Nylon 6. The chip layer and the cortex adopt different modified graphene additives, the core layer adopts the graphene oxide antibacterial agent, the cortex uses melamine graphene flame retardant, which makes the nylon 6 fiber of this scheme excellent antibacterial, flame retardancy, and solves the poor spinnability and poor physical and mechanical properties of the nylon added graphene. And so on. At the same time, the choice of graphene oxide with melamine type flame retardant and polyquaternary ammonium salt as additive can solve the problem of poor dispersion of graphene in nylon 6 fiber by blending, and improve the physical and mechanical properties.

【技术实现步骤摘要】
一种尼龙6纤维及其制备方法
本专利技术涉及纺织领域，特别涉及一种尼龙6纤维及其制备方法。
技术介绍
聚酰胺纤维俗称尼龙、锦纶，是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性纤维总称。尼龙6纤维是一种具有耐磨性好、回弹性高、染色性好、力学性能优良等特点，广泛应用于服装，家居等领域。目前国内锦纶市场竞争日趋激烈，随着人民健康意识的增强，人们对衣物的要求已经不再局限于装饰、保暖，抗静电、抗菌、阻燃、远红外等功能性纤维越受到人们的关注，因此需要借助物理化学改性技术不断赋予聚酰胺品种高性能，开发出高技术含量、高附加值的品种，才能取得竞争优势。石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨。由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。随着石墨烯在各领域所具有的应用潜力和市场价值，引起了各国科学界和产业界的高度关注，为了在石墨烯领域取得主动权，各国政府和产业界均上马了大量的石墨烯产业发展计划。目前石墨烯产业已被纳入国家战略布局，《中国制造2025》首个重点领域技术路线图把石墨烯列为前沿新材料之一。但是，石墨烯在纺织行业上的应用还比较困难，主要原因是石墨烯作为一种无机碳材料，与纺织品高分子材料之间没有亲和力，而且石墨烯片层之间具有极强的作用力，直接添加极易发生团聚现象，无法均匀分散，从而导致其导电、阻燃、抗菌等优异性能急剧下降。目前，行业企业在石墨烯纤维及功能纺织品领域的应用研究仍主要集中于力学性能的改善，但在提高其在抗菌、阻燃、远红外、抗紫外方面等功能性的研究，大多数产品都无法达到使用的相关标准。CN101760011A提出一种尼龙6/氧化石墨纳米复合材料的制备方法，用氧化石墨烯与己内酰胺进行原位聚合，所得复合材料具有较好的导电性能和一定的阻燃效果。但由于其添加量小，其阻燃性能未见明显提升，而且功能性也较为单一。CN104098893A提出一种导电、抗菌的聚酰胺6/聚丙烯复合材料及其制备方法，该专利技术采用银锌系无机抗菌剂、石墨烯等添加剂制备聚酰胺6/聚丙烯复合材料，存在石墨烯团聚，且纳米银锌系无机抗菌剂已被美国等国家禁止在纺织品上使用。CN106884218A提出一种石墨烯-锦纶复合材料纤维及其制备方法，该专利技术采用聚合法制备了石墨烯添加剂，但该添加剂用量高达30％-40％，生产成本高，工艺控制复杂，批量化生产难度大。目前石墨烯阻燃剂用于锦纶复合材料的较多，但用于纺丝级的锦纶纤维材料较少，主要原因是：1、现有的阻燃剂添加量大，锦纶纤维的物理机械性能下降较大。2、共混法添加的石墨烯阻燃剂与锦纶的相容性较差，纺丝过程中易断丝；3、共聚法添加的石墨烯阻燃剂，相容性比共混法好，操作复杂、但存在工业化生产问题。同时，将石墨烯应用在尼龙纤维中，制作抗菌纤维也存在添加量小抗菌性能弱，添加量大会发生团聚的问题。
技术实现思路
为此，需要提供一种拥有阻燃性、抗菌性的混合石墨烯的尼龙6纤维及其制备方法。为实现上述目的，专利技术人提供了一种尼龙6纤维，所述尼龙6纤维为皮芯结构，包括芯层和皮层，所述芯层的组分包括质量百分比1％-3％的氧化石墨烯抗菌剂，其余为尼龙6；所述皮层的组分包括质量百分比5％-10％的三聚氰胺基石墨烯阻燃剂，其余为尼龙6；所述氧化石墨烯抗菌剂的制备方法为：将氧化石墨烯加水后搅拌均匀制成pH为8-9的氧化石墨烯悬浮液，在石墨烯悬浮液中加入水溶性聚季铵盐，得到第一悬浮液，将第一悬浮液进行超声震荡、清洗、过滤、烘干后得到氧化石墨烯抗菌剂；所述三聚氰胺石墨烯阻燃剂的制备方法为：将氧化石墨烯加入二甲基甲酰胺溶剂，超声震荡混合均匀后得到第二悬浮液，将第二悬浮液加入三聚氰胺基类阻燃剂，再次超声震荡混合均匀得到第三悬浮液，将第三悬浮液88-92℃水浴加热回流22-26小时后，用乙醇清洗、过滤、烘干后得到三聚氰胺石墨烯阻燃剂。进一步地，所述芯层和皮层的重量比为1-3：7-9。进一步地，所述氧化石墨烯抗菌剂的制备方法中，所述氧化石墨烯和水溶性聚季铵盐的质量比为1:10-20。进一步地，所述三聚氰胺石墨烯阻燃剂的制备方法中，所述氧化石墨烯和三聚氰胺基阻燃剂的质量比为1:30-50。进一步地，所述三聚氰胺石墨烯阻燃剂的制备方法中，所述三聚氰胺类阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺硼酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐中的一种或者多种复合。专利技术人还提供了一种尼龙6纤维的制备方法，包括以下步骤：皮层可纺丝熔体的制备：将氧化石墨烯抗菌剂与尼龙6切片混合，通过双螺杆挤出机进行熔融挤压并高速混合，得到皮层可纺丝熔体；其中氧化石墨烯抗菌剂的质量百分比为1％-3％，其余为尼龙6；所述氧化石墨烯抗菌剂的制备方法为：将1质量份氧化石墨烯加水后搅拌均匀，制成pH为8-9的氧化石墨烯悬浮液，在石墨烯悬浮液中加入10-20质量份水溶性聚季铵盐，得到第一悬浮液，将第一悬浮液进行超声震荡、清洗、过滤、烘干后得到氧化石墨烯抗菌剂；芯层可纺丝熔体的制备：将三聚氰胺基石墨烯阻燃剂与尼龙6切片混合，通过双螺杆挤出机进行熔融挤压并高速混合，得到芯层可纺丝熔体；其三聚氰胺基石墨烯阻燃剂的质量百分比为5％-10％，其余为尼龙6；所述三聚氰胺基石墨烯阻燃剂的制备方法为：将1质量份的氧化石墨烯加入二甲基甲酰胺溶剂，超声震荡混合均匀后得到第二悬浮液，将第二悬浮液加入30-50质量份三聚氰胺基类阻燃剂，再次超声震荡混合均匀得到第三悬浮液，将第三悬浮88-92℃水浴加热回流22-26小时后，用乙醇清洗、过滤、烘干后得到三聚氰胺石墨烯阻燃剂；尼龙6纤维的制备：将皮层可纺丝熔体和芯层可纺丝熔体加入皮芯复合组件进行纺丝成型，纺丝温度为230～250℃，纺丝速度4000-5000m/min，并在牵伸装置上进行牵伸生产成品尼龙6纤维。进一步地，所述皮层可纺丝熔体和芯层可纺丝熔体的熔体温度为230～250℃。进一步地，在所述尼龙6纤维的制备步骤中，所述皮层可纺丝熔体和芯层可纺丝熔体的重量比为1-3：7-9。进一步地，所述三聚氰胺类阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺硼酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐中的一种或者多种混合。区别于现有技术，上述技术方案采用皮芯结构，芯片层和皮层采用不同改性的石墨烯添加剂，芯层采用了氧化石墨烯抗菌剂，皮层采用了三聚氰胺石墨烯阻燃剂，使得本方案的尼龙6纤维，具有优异的抗菌、阻燃性，同时解决尼龙添加石墨烯用量大可纺性差、物理机械性能差等的问题。同时，选择氧化石墨烯协同三聚氰胺类阻燃剂、聚季铵盐作为添加剂，解决了采用共混法添加石墨烯在尼龙6纤维中分散性差的问题，保持尼龙6纤维的大部分物理机械性能，使之具有可纺性，充分发挥了石墨烯的优异性，添加剂绿色、环保、无污染。具体实施方式为详细说明技术方案的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例详予说明。实施例1氧化石墨烯抗菌剂的制备：将1g氧化石墨烯置于500ml烧杯中，加入200ml蒸馏水，用NaOH调节pH值为8，磁力搅拌均匀，形成第一悬浮液；加入10g水溶性聚季铵盐，再次搅拌0.5h,使其充分溶解，将混合液置于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尼龙6纤维，其特征在于，所述尼龙6纤维为皮芯结构，包括芯层和皮层，所述皮层的组分包括质量百分比1％‑3％的氧化石墨烯抗菌剂，其余为尼龙6；所述芯层的组分包括质量百分比5％‑10％的三聚氰胺基石墨烯阻燃剂，其余为尼龙6；所述氧化石墨烯抗菌剂的制备方法为：将氧化石墨烯加水后搅拌均匀制成pH为8‑9的氧化石墨烯悬浮液，在石墨烯悬浮液中加入水溶性聚季铵盐，得到第一悬浮液，将第一悬浮液进行超声震荡、清洗、过滤、烘干后得到氧化石墨烯抗菌剂；所述三聚氰胺基石墨烯阻燃剂的制备方法为：将氧化石墨烯加入二甲基甲酰胺溶剂，超声震荡混合均匀后得到第二悬浮液，将第二悬浮液加入三聚氰胺基类阻燃剂，再次超声震荡混合均匀得到第三悬浮液，将第三悬浮液88‑92℃水浴加热回流22‑26小时后，用乙醇清洗、过滤、烘干后得到三聚氰胺基石墨烯阻燃剂。

【技术特征摘要】
1.一种尼龙6纤维，其特征在于，所述尼龙6纤维为皮芯结构，包括芯层和皮层，所述皮层的组分包括质量百分比1％-3％的氧化石墨烯抗菌剂，其余为尼龙6；所述芯层的组分包括质量百分比5％-10％的三聚氰胺基石墨烯阻燃剂，其余为尼龙6；所述氧化石墨烯抗菌剂的制备方法为：将氧化石墨烯加水后搅拌均匀制成pH为8-9的氧化石墨烯悬浮液，在石墨烯悬浮液中加入水溶性聚季铵盐，得到第一悬浮液，将第一悬浮液进行超声震荡、清洗、过滤、烘干后得到氧化石墨烯抗菌剂；所述三聚氰胺基石墨烯阻燃剂的制备方法为：将氧化石墨烯加入二甲基甲酰胺溶剂，超声震荡混合均匀后得到第二悬浮液，将第二悬浮液加入三聚氰胺基类阻燃剂，再次超声震荡混合均匀得到第三悬浮液，将第三悬浮液88-92℃水浴加热回流22-26小时后，用乙醇清洗、过滤、烘干后得到三聚氰胺基石墨烯阻燃剂。2.根据权利要求1所述的尼龙6纤维，其特征在于，所述芯层和皮层的重量比为1-3：7-9。3.根据权利要求1所述的尼龙6纤维，其特征在于，所述氧化石墨烯抗菌剂的制备方法中，所述氧化石墨烯和水溶性聚季铵盐的质量比为1:10-20。4.根据权利要求1所述的尼龙6纤维，其特征在于，所述三聚氰胺石墨烯阻燃剂的制备方法中，所述氧化石墨烯和三聚氰胺基阻燃剂的质量比为1:30-50。5.根据权利要求1所述的尼龙6纤维，其特征在于，所述三聚氰胺石墨烯阻燃剂的制备方法中，所述三聚氰胺类阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺硼酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐中的一种或者多种复合。6.一种尼龙6纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：皮层可纺丝熔体的制备：将氧化石墨烯抗菌剂与尼龙6切片混合，通过双螺杆挤出机进...

【专利技术属性】
技术研发人员：方华玉，鲍领翔，王国德，卓丽琼，吴建通，李天源，朱恩斌，姜兴盛，李忠亭，杨庆文，陈建华，托马斯·沃尔特施密特，克里斯蒂娜·罗森赫斯勒，卡梅伦·达内希瓦尔，
申请(专利权)人：福建华彩新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35