一种吸湿发热纤维及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种吸湿发热纤维及制造方法，具体是一种使用含有衣康酸的腈纶纤维生产出具有吸湿发热纤维的制造方法，本发明专利技术的吸湿发热纤维的制备工艺，通过改性纤维聚合物中的衣康酸单体的不饱和键的活性，提高了纤维表面对水分子的吸附，同时实现了力学性能的强化。本发明专利技术提供的吸湿发热纤维的制备工艺不含固废和液废排放的新型工艺，实现了绿色生产、工艺简便、具有市场应用前景。具有市场应用前景。具有市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种吸湿发热纤维及其制造方法


[0001]本专利技术专利技术属于新材料领域，具体地，涉及一种吸湿发热型纤维及其制造方法。

技术介绍

[0002]吸湿发热纤维是近几年消费市场的热点产品。腈纶纤维是市面上绝大部分贴身针织物或纺织物(例如内衣)的原料，目前的腈纶纤维超过的单体是丙烯腈共聚物，其具有吸湿性能的基团主要来源于其它单体或者掺杂纤维或者对共聚物改性。上述这些基团对腈纶纤维具有吸湿和发热性能有着极为重要的影响。
[0003]CN106555248A涉及纤维制造
，具体涉及一种吸湿腈纶的制备方法。将聚丙烯腈干粉、致孔剂、亲水性物质、添加剂及有机溶剂混合后，加热形成纺丝溶液；再将纺丝溶液在空气中通过热空气纺制成腈纶纤维，对得到的纤维进行水洗烘干后，最终得到吸湿腈纶。本专利技术所用原料成本低，制备工艺简单易控制，便于大规模工业生产。
[0004]CN108677331A公开了一种吸湿发热腈纶保暖弹力绒布的产品设计及其生产工艺。本专利技术通过将腈纶基吸湿发热纤维和其它亲水性纤维的混纺交织，提高面料的平均公定回潮率，面料的平均公定回潮率大，与身体接触时，不容易引起静电，能够减少冬季皮肤骚痒的问题。机织保暖绒布面料与针织保暖内衣面料相比较，最大的缺陷是面料的柔软性不如针织面料，面料柔软，与皮肤接接触好，不容易产生流动空气，能更有效地防止热量流失，因此，面料设计时，通过选择交织次数少的织物组织、面料起绒、使用股线等一系列工艺，较好地解决了面料的柔软性问题。
[0005]CN105755573A提供一种制备新型吸湿放热保暖腈纶纤维的方法，包括以下步骤：1)纺丝原液的制备：将聚丙烯腈和聚丙烯酰胺混合溶解在溶剂中形成共混纺丝原液；其中所述聚丙烯腈与所述聚丙烯酰胺的质量比为(0.05～0.20)： 1；所述溶剂为二甲基甲酰胺DMF、二甲基乙酰胺DMAc和二甲基亚砜DMSO 中的一种或多种；2)纺丝成型：采用共混纺丝原液进行湿法纺丝并成型。本专利技术将充分利用吸湿放热的机理，主要是利用聚丙烯腈原液和聚丙烯酰胺上的极性基团捕捉空气中含较高动能的水分子，将其吸附固定到纤维表面，可使其动能转变为热能，从而达到发热的作用。
[0006]CN101914852 A涉及一种高吸湿吸水腈纶的制造方法，其特征在于：直接将腈纶加入到由氢氧化钠与胍类试剂、或者氢氧化钾与胍类试剂组成的混合溶液中，在50～200℃反应温度下水解环化10～200分钟，洗净烘干制得高吸湿吸水腈纶；或者，首先将腈纶加入到由胍类试剂与氢氧化钠或氢氧化钾组成的混合溶液中浸泡3～30分钟，然后挤压腈纶至含水率为50％～500％，最后放入到汽蒸定型锅内在50～200℃温度条件下干蒸或汽蒸10～200分钟，洗净烘干制得高吸湿吸水腈纶。本方法只需要简单的腈纶水解交联工艺就可以把腈纶处理成高吸湿吸水腈纶，生产工艺简单，设备投资少，生产成本低，容易实现工业化。
[0007]虽然现有技术中存在对腈纶纤维的吸湿的研究，目前还是存在一些不足，例如，虽然改善吸湿性但忽略了发热保温性能、吸湿发热的同时无法兼顾纤维的力学性能等等。因
此亟需开发出一种优异的保暖性能同时保持一定强度的腈纶纤维材料。

技术实现思路

[0008]本专利技术目的为提供一种具有优异吸湿发热性能的腈纶纤维的工艺，以填补现有技术中的空白。
[0009]一般纺织纤维都有一定的吸湿发热的能力，决定其吸湿发热能力取决于纤维组成中亲水基团的数量及性质。
[0010]一般来讲，基团的极性越大，数量越多更多，纤维的吸湿性更好，吸湿后发出的热量也更多。所以现有技术为了提高纤维的吸湿发热性能，通常会通过对纤维进行亲水化处理或增加亲水基团进行改性，以达到目的。现有技术中，有利用腈纶在溶液中水解得到吸湿腈纶(例如CN101914852 A，水解后的腈纶带有OH
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或COOH
‑
等极性基团)，但是进行水解后得到的吸湿腈纶，一方面其吸湿发热性能受到水解程度以及水解时间的影响；二方面水解后纤维的结构不完整，受到破坏，其机械性能会受到较大影响，造成其纤维强度不足。
[0011]专利技术人发现，虽然衣康酸经常用作腈纶纤维聚合物中的单体，但现有技术还未对含有衣康酸单体的腈纶单体进行吸湿发热的研究。专利技术人推测其原因在于，衣康酸虽然是一种不饱和单体，在水溶液中由于分子内双键的加水作用能够吸附水分子(吸湿)，但是衣康酸的不饱和双键反应活性低，且均聚效果差，因此衣康酸用作腈纶纺丝时的单体得到的腈纶，不论对水分子的吸附性能或者是交联接枝反应活性都是极差的。
[0012]本专利技术提出采用了肼类化合物修饰衣康酸，得到改性后的衣康酸，即通过衣康酸的不饱和双键被肼的胺基修饰改性后其不饱和双键的活性提高，对水分子的吸附加强，同时引入的肼类化合物本身带有亲水极性基团
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NH2。因此亲水基团无论在极性还是数量上都不同程度地增加，完全避免现有技术中必需的水解的过程，提高了吸湿放热的效率。
[0013]同时衣康酸在被肼类化合物改性后，不饱和双键的活性被激发，在交联接枝反应，也能够保证有效交联度，纤维的力学性能也得以保证，也保证纤维的强度不被过多的影响。
[0014]具体地，本专利技术提供一种吸湿发热纤维的制造方法，包括以下步骤：
[0015]1)纺丝浆液的准备：准备聚丙烯腈胶体以及占其质量分数为1
‑
10％的衣康酸进行混炼，得到纺丝浆液；
[0016]2)改性剂添加：在上述纺丝浆液中加入固含量为20
‑
40％的“肼”类化合物，进行共混均匀，反应温度为95℃～140℃之间，浴比为0.4～7之间，反应时间为 1～4小时；
[0017]3)共混纺丝：在室温左右的温度下溶胀静置，然后升温至60
‑
80℃溶解3 小时形成均匀的溶液，溶液经过过滤、除沫后，静置5
‑
8小时消泡，进行纺丝；
[0018]4)脱水、冷却：将纺出的丝置于密闭容器中，升温至120℃进行脱水，2 小时后保温1
‑
2小时，然后在低于1℃/6分钟的降温速率下缓慢降至35
‑
40℃，即得所需吸湿发热腈纶半成品；
[0019]5)成型：取纺丝成纤的半成品(含水25
‑
30％)，浸入固含量为20％的氢氧化钠为半成品纤维质量1
‑
5％的溶液中，再挤出多余溶液，置于密闭容器，盖紧，密封，90
‑
100℃时保
温2
‑
4小时发生交联接枝反应，再以不大于1℃/5分钟的条件缓慢降温至35
‑
40℃，出料，即得吸湿发热腈纶纤维产品。
[0020]在一些优选的技术方案中，根据具体需要，在步骤2)中可加入胶体质量分数3
‑
5％的氨水或氢氧化钠，以分解掉游离的肼类化合物以及调整pH值。
[0021]在一些优选的技术方案中，所述纺丝时的工艺为：纺丝速度为5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸湿发热纤维的制造方法，包括以下步骤：纺丝浆液的准备：准备聚丙烯腈胶体以及占其质量分数为1
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10％的衣康酸进行混炼，得到纺丝浆液；改性剂添加：在上述纺丝浆液中加入固含量为20
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40％的“肼”类化合物，进行共混均匀，反应温度为95℃～140℃之间，浴比为0.4～7之间，反应时间为1～4小时；共混纺丝：在室温左右的温度下溶胀静置，然后升温至60
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80℃溶解3小时形成均匀的溶液，溶液经过过滤、除沫后，静置5
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8小时消泡，进行纺丝；脱水、冷却：将纺出的丝置于密闭容器中，升温至120℃进行脱水，2小时后保温1
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2小时，然后在低于1℃/6分钟的降温速率下缓慢降至35
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40℃，即得所需吸湿发热腈纶半成品；成型：取纺丝成纤的半成品(含水25
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30％)，浸入固含量为20％的氢氧化钠为半成品纤维质量1
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5％的溶液中，再挤出多余溶液，置于密闭容器，盖紧，密封，90
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100℃时保温2
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4小时发生交联接枝反应，再以不大于1℃/5分钟的条件缓慢...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪强，高斌，张长琦，谌玉红，
申请(专利权)人：上海美纤智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：