一种变色纤维的制备方法技术

本发明专利技术提供一种变色纤维的制备方法，包括变色粉体的制备及应用该粉体的变色纤维的制备，所述变色粉体包含聚烯烃、光致变色染料、抗氧化剂、紫外吸收剂和增感剂，通过熔融的方式将上述物质均匀混合造粒，然后低温粉碎、筛分，获得所需粒径的变色粉体，将该粉体与成纤聚合物共混，在双螺杆剪切的作用下，变色粉体被进一步剪切分散，以“固体乳滴”的形式均匀分布在成纤聚合物中，制得变色纤维的芯层材料，芯层外包覆含有功能助剂的成纤聚合物皮层，获得皮芯结构的光致变色纤维。该种方法制备的变色纤维适用于各种光致变色染料，适用性广，制备方法简单，可操作性强，有良好的显色效果，较长的使用寿命和优异的力学性能，在纺织服装领域有广大的应用前景。

A preparation method of discolored fiber

The invention provides a preparation method of color changing fiber, including the preparation of color changing powder and the preparation of color changing fiber applying the powder, the color changing powder comprises polyolefin, photochromic dye, antioxidant, ultraviolet absorbent and sensitizer, uniformly mixing and granulating the above substances by melting, then crushing and screening at low temperature to obtain the color changing powder of required particle size, By blending the powder with the fiber-forming polymer, under the action of twin-screw shear, the color-changing powder is further sheared and dispersed, uniformly distributed in the fiber-forming polymer in the form of \solid emulsion drop\, the core layer material of the color-changing fiber is prepared, the core layer is covered with the fiber-forming polymer cortex containing functional auxiliaries, and the skin core structure photochromic fiber is obtained. This method is suitable for all kinds of photochromic dyes. It has wide applicability, simple preparation method, strong operability, good color rendering effect, long service life and excellent mechanical properties. It has broad application prospects in the field of textile and clothing.

【技术实现步骤摘要】
一种变色纤维的制备方法
本专利技术涉及纺织
，具体涉及一种变色纤维的制备方法
技术介绍
随着科技的快速发展，功能性纤维因其广泛的应用范围而受到越来越多的关注，在纺织行业中，功能性纤维的应用有利于提高纺织品的科技含量，满足特殊领域的特种需要，增强其在行业中的竞争力。在众多功能性纤维中，光致变色纤维由于其独特的性质被广泛应用于安全防伪、服装面料、军事伪装等领域。光致变色纤维的变色原理主要有两方面，其一是纤维采用液晶纺，内部含液晶结构，对入射的光具有不同的反射效果，形成不同角度光致变色；其二是纤维内部添加或表面粘附光致变色物质，根据外界环境的光照条件变化而显示不同颜色。光致变色纤维以其独特的视觉效果，既能满足消费者对服装颜色多样性和变化性的要求，同时还可用于紫外强度指示，因此在服装面料领域有着很好的应用前景。目前光致变色材料在服装面料领域主要通过印花或者涂层的方式应用，存在色牢度差、手感硬、光致变色寿命短、透气性差等缺陷。还有部分光致变色纤维是通过液晶纺丝、静电纺丝、接枝光变材料以及内部添加或者表面粘附光变胶囊的方法进行制备，存在制备工艺复杂、对设备要求高、对环境危害较大、纤维机械强度低等缺陷，限制工业化规模生产和应用。例如专利ZL200580011656.2中，约翰等人利用静电纺丝技术制备光致变色纤维，纤维种类有限，生产工艺复杂且难以实现规模化量产。专利ZL2013105095395中，陈茶娇等人将苯氧基萘并萘醌类物质与低熔点聚对苯二甲酸乙二酯混合作为皮层，纤维级聚对苯二甲酸乙二酯为芯层制备光致变色纤维。该方法制备的光致变色纤维为热粘纤维，无法应用于产品表面及花型设计，应用局限较大，且光致染料分布在纤维皮层，会影响光致变色功能的耐候性，存在色牢度低、易脱色的缺点，同时会对人体或环境带来不利影响。翁俊强等人在专利ZL201310078996.3中将光致变色染料与低熔点尼龙混合熔融制备母粒，然后与低熔点尼龙切片共混熔融纺丝，制备光致变色POY丝和FDY丝，该方法可进行大规模纺丝生产，但是纤维表面的光致变色染料，会降低纤维光致变色功能的耐候性，同样也存在色牢度低、易脱色的缺点，对人体健康和环境存在危害。专利申请号为201710364104.4中，王璟等人采用化学接枝方法合成光致变色纤维素，该方法合成工艺复杂，使用大量有机溶剂。谢跃亭等人在专利ZL201410679297.9中将光致变色胶囊乳液与黏胶溶液混合后，溶液法纺丝制得光致变色黏胶纤维，该方法工艺复杂，环境污染性大，黏胶纤维表面的变色胶囊容易脱落，并且制备的纤维强度较低，限制了其应用范围。专利申请号为201711236868.1中，李伟等人将光致变色微胶囊掺杂在芯层材料中，熔融纺丝制备皮芯结构的光致变色纤维，该方法对光变微胶囊密封性能和强度要求较高，且微胶囊与纤维芯层不能达到紧密结合，影响纤维强度。
技术实现思路
为解决现有光致变色纤维变色功能耐候性差、机械强度低、不能大规模生产等缺点，本专利技术提供了一种变色纤维的制备方法。本专利技术的技术方案是通过以下步骤实现的：1)变色粉体的制备：低分子量聚烯烃，加入光致变色染料和助剂，混合均匀后在150～250℃范围内熔融造粒，制得聚烯烃光致变色母粒，将该母粒低温粉碎、筛分，获得的变色粉体；2)变色纤维的制备：按质量份计，100份成纤聚合物，加入1～50份上述变色粉体共混，在双螺杆剪切的作用下，变色粉体被进一步剪切分散，以“固体乳滴”的形式均匀分布在成纤聚合物中，获得变色纤维芯层材料；将添加适当阻燃剂、助纺剂、柔顺剂和气密性增进剂的成纤聚合物作为皮层，通过熔融纺丝工艺制备变色纤维。所述的低分子量聚烯烃为低分子量的聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚1-戊烯、聚1-己烯、聚1-辛烯中的至少一种，粘均分子量范围为7000～30000。所述的光致变色染料包括螺噁嗪类、螺吡喃类、二芳基乙烯类、螺晤嗓类、俘精酸醉类、偶氮苯类、磷钼酸异烟酸类中的一种或两种以上的组合物。所述的变色粉体添加的助剂包括紫外线吸收剂、抗氧化剂、增感剂中的一种或两种以上的组合物。所述的紫外线吸收剂包括水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类中的至少一种；所述的抗氧化剂包括叔丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚、没食子酸丙酯、抗坏血酸棕榈酸酯、硫代二丙酸二月桂酸酯、4-己基间苯二酚中的至少一种；所述的增感剂包括芳香族或脂肪族的酯类，具体为1-羟基-2萘甲酸苯酯、乙二酸二苄酯、对苄基联苯中的至少一种。所述的变色粉体乳的粒径范围为1μm～5μm。所述的芯层和皮层的成纤聚合物包括含水量低于100ppm的聚烯烃、聚酰胺、聚氨酯、聚酯类聚合物的至少一种，且芯层和皮层所用的成纤聚合物可为相同或不同物质。所述的助纺剂包括钛酸酯类、硅烷类、硬脂酸酯类、异丙基异硬脂酰基-甲基丙烯基钛酸酯类中的至少一种；硅烷选自双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫、γ-巯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一种；硬脂酸酯系列选自硬脂酸、甘油单硬脂酸酯和甘油三硬脂酸酯中的至少一种；所述柔顺剂包括单烷基季铵盐、二烷基季铵盐、烷基酰基季铵盐、吡啶季铵盐型、咪唑型柔软剂中的至少一种；所述气密性增进剂包括聚萘二甲酸乙二醇酯、双异丙基化合物、三元乙丙橡胶中至少一种的有机酯溶液。所述变色纤维的皮层包裹着芯层，纤维的横截面为同心圆型、星型、海岛型结构中的一种；所述芯层材料与所述的皮层材料质量比为10∶90～90∶10。所述芯层各组分占成纤聚合物的质量比为：光致变色染料0.5～15％、紫外线吸收剂0～5％、抗氧化剂0.01～0.1％、增感剂0.1～5％；所述皮层各组分占成纤聚合物的质量百分比为：气密性增进剂0.1～3％、助纺剂0.1～0.8％、阻燃剂0～0.5％、柔顺剂0.01～0.5％。本专利技术具有的优点和积极效果是：1、利用低分子量聚烯烃与光变染料熔融共混，低温粉碎筛分制备变色粉体，操作简单，粒径可控，机械强度高，对环境无污染，且低分子量聚烯烃结构单元简单，不含极性基团，不会对光致变色染料变色过程中分子结构的转化产生影响，为光致变色染料提供了稳定的变色环境，保证染料的正常显色，同时所用的聚烯烃分子链为柔性链，为光致变色染料变色过程中分子结构转化提供充足的空间。上述特点均保证光致变色染料能够在多种纤维体系中表现出良好的变色和显色效果。2、变色粉体与成纤聚合物共混制备芯层材料时，在双螺杆剪切的作用下，高温熔融的变色粉体被进一步地剪切分散，以1μm～5μm“固体乳滴”的形式均匀分布在成纤聚合物中，具有很好的可加工性，同时也保证显色的一致性。3、使用皮芯结构，将变色部分封装在含有功能助剂的皮层内，进一步避免了光变染料与外界氧气等活性物质的接触，既避免了染料的泄漏，又延长染料的使用寿命，解决了变色纤维耐候性的难题。4、使用熔融纺丝法，提高了纺丝速率，能够实现规模化生产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变色纤维的制备方法，其特征在于包括以下步骤：/n1)变色粉体的制备：低分子量聚烯烃，加入光致变色染料和助剂，混合均匀后在150～250℃范围内熔融造粒，制得聚烯烃光致变色母粒，将该母粒低温粉碎、筛分，获得的变色粉体；/n2)变色纤维的制备：按质量份计，100份成纤聚合物，加入1～50份上述变色粉体共混，在双螺杆剪切的作用下，变色粉体被进一步剪切分散，以“固体乳滴”的形式均匀分布在成纤聚合物中，获得变色纤维芯层材料；将添加阻燃剂、助纺剂、柔顺剂和气密性增进剂的成纤聚合物作为皮层，通过熔融纺丝工艺制备变色纤维。/n

【技术特征摘要】
1.一种变色纤维的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)变色粉体的制备：低分子量聚烯烃，加入光致变色染料和助剂，混合均匀后在150～250℃范围内熔融造粒，制得聚烯烃光致变色母粒，将该母粒低温粉碎、筛分，获得的变色粉体；
2)变色纤维的制备：按质量份计，100份成纤聚合物，加入1～50份上述变色粉体共混，在双螺杆剪切的作用下，变色粉体被进一步剪切分散，以“固体乳滴”的形式均匀分布在成纤聚合物中，获得变色纤维芯层材料；将添加阻燃剂、助纺剂、柔顺剂和气密性增进剂的成纤聚合物作为皮层，通过熔融纺丝工艺制备变色纤维。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的低分子量聚烯烃为低分子量的聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚1-戊烯、聚1-己烯、聚1-辛烯中的至少一种，粘均分子量范围为7000～30000。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的光致变色染料包括螺噁嗪类、螺吡喃类、二芳基乙烯类、螺晤嗓类、俘精酸醉类、偶氮苯类、磷钼酸异烟酸类中的一种或两种以上的组合物。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的变色粉体添加的助剂包括紫外线吸收剂、抗氧化剂、增感剂中的一种或两种以上的组合物。


5.根据权利要求4所述，其特征在于所述的紫外线吸收剂包括水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类中的至少一种；
所述的抗氧化剂包括叔丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚、没食子酸丙酯、抗坏血酸棕榈酸酯、硫代二丙酸二月桂酸酯、4-己基间苯二酚中的至少一种；
所述的增感剂具体为1-羟基-2萘甲酸苯酯、乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟博文，
申请(专利权)人：上海迪纺纺织科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31