【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能纤维，涉及一种功能性尼龙纤维的制备方法。
技术介绍
1、在尼龙纤维纺丝过程中，通常会引入一些功能性粉体来赋予纤维特殊的功能性，如添加抗静电剂使得纤维具有导电或者抗静电性能；添加色粉使得纤维赋予一定的颜色；添加蓄光粉体制备发光纤维等等。在功能性尼龙纤维的制备过程中，这类功能性粉体的添加量受分散性能的影响，分散性越差，则添加量的上限越低，这是因为功能性粉体与基体不相容，容易形成团聚，进而导致粉体在喷丝板局部聚集，进而导致堵塞、纺丝不稳定等问题。
2、为解决上述问题，通常选择相对粘度偏低的尼龙进行纺丝，在低相对粘度下，功能性粉体更有利于获得良好的分散性。但尼龙的相对粘度也不能过低，其相对粘度至少应为2.4以上，否则会导致初生丝的相对粘度过低，容易造成断丝甚至无法成纤的情况。因此，当选择更低相对粘度的尼龙时，虽然有利于功能性粉体的初期分散，但却失去了可纺性。
3、为平衡上述纺丝粘度与功能性粉体分散问题，现有较为成熟的方法是母粒添加法，即将功能性粉体先制成功能性母粒，然后再将功能性母粒添加到尼龙基体中进行纺丝。例如cn103965618a公开了一种细旦尼龙原料共混纺丝母粒制备方法，母粒添加法具有各种添加剂比例恒定，纺丝母粒添加量易控，分散均匀，不会对生产设备造成损伤等优点，从而有效地保证了纺丝产品质量的稳定性，因此，大部分高性能、新品种纤维均采用母粒添加法进行合成。例如，专利cn114806096a公开了一种聚酯纤维用抗紫外线母粒、制备方法及抗紫外线聚酯纤维、面料，该专利先制备30-50质量份功能
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种功能性尼龙纤维的制备方法，具体提供一种直接在纺丝原料中添加功能性粉体制备功能性尼龙纤维的方法，以提高功能性粉体在纤维中的分散均匀性，进行实现在相对高粉体添加量下，纺丝不堵喷丝板，可纺性良好。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种功能性尼龙纤维的制备方法，将尼龙、功能性粉体和酚类抗氧剂作为主要原料，进行螺杆混合得到功能性粉体均匀分散的低粘熔体后，对低粘熔体进行抽真空得到高粘熔体，再对高粘熔体进行纺丝加工，即得功能性尼龙纤维；
4、尼龙的相对粘度为2.4-2.6；
5、螺杆混合过程中，尼龙发生水解反应；
6、低粘熔体中，功能性粉体的含量为1-10wt％；
7、低粘熔体的相对粘度为2-2.2，高粘熔体的相对粘度≥2.4；
8、纺丝加工所用的喷丝板上喷丝孔的孔径为0.25-0.45mm。
9、本专利技术控制在螺杆混合阶段，尼龙发生一定程度的水解，相对粘度明显降低，公知的，螺杆中含有剪切分散功能的螺纹元件，因此，功能性粉体在基体中的分散和分布是在螺杆中完成的，在螺杆中的尼龙的水解是有利于功能性粉体的分散的。
10、但是，水解后需要再进行增粘才能顺利纺丝。如果想要增粘则需要有效控制体系的含水率，然而仅仅进行抽真空，很难将体系的含水率控制在较低值，这是因为尼龙具有特殊的结构，水分子与尼龙胺基与羰基之间产生极强的氢键作用；本专利技术通过酚类抗氧剂配合抽真空予以解决，酚类抗氧剂的加入可以打破水分子与尼龙胺基与羰基之间的氢键作用，酚基占有了尼龙中的羰基和胺基，并因其所含的苯环造成了位阻效用，阻拦了水分的进到尼龙分子链中，有助于帮助在熔融共混后的抽真空阶段，将体系中的水分抽出，有效控制体系中的含水率，为反应逆转提供条件。
11、本专利技术之所以采用中等粘度尼龙为原料，控制其粘度在螺杆混合阶段时下降，在螺杆混合阶段后上升，而不直接采用低粘尼龙为原料，控制其粘度在螺杆混合阶段后上升，是因为：如果直接用低粘尼龙的话，原料段就要除水，这个时候在螺杆中就存在增粘且增粘幅度不大或者在后续产生增粘但增粘幅度不大的问题；如果水分控制的高一点，那么在螺杆中倾向于水解，粘度进一步变低，在后续增粘时未必能达到适于纺丝的粘度。本专利技术中，中等粘度尼龙的粘度先降后升能够避免这些问题，还能保证有足够浓度的活性端基来促进增粘。
12、功能性粉体最高添加量为10wt％，过高则容易导致纺丝问题；喷丝孔孔径为0.25-0.45mm，孔径过低亦会导致喷丝板容易堵塞，过高则导致聚合物熔体剪切应力作用小，熔体离开喷丝孔的速度降低，以至直接在喷丝板上形成膨化区，引起喷丝孔出口周围沉积物堆积，造成飘丝和并丝。
13、作为优选的技术方案：
14、如上所述的一种功能性尼龙纤维的制备方法，尼龙的含水率为0.18-0.30wt％；螺杆混合的温度为250-290℃，转速为10-60r/min，时间为60-600s，螺杆混合时不进行抽真空。
15、本专利技术通过控制尼龙的含水率以及螺杆混合的条件使得螺杆混合过程中，尼龙发生水解反应，熔体粘度降至2-2.2，即水解后熔体相对粘度比尼龙的相对粘度低0.3-0.5，具体说明如下：
16、尼龙进入螺杆加热熔融后，存在分子链端基间的缩聚反应与水解反应的平衡，尼龙的含水率决定了反应朝哪个方向移动；当尼龙的含水率较高时，在螺杆的高温搅拌下，反应平衡朝水解方向移动，分子量下降，熔体相对粘度减小；当尼龙的含水率较低时，反应平衡向正向移动，分子量上升，熔体相对粘度增大；本专利技术选择较高含水率的尼龙原料，在螺杆混合段中，含水率控制在0.18-0.30wt％时，较高含水率会促进尼龙一定程度的水解，水解后尼龙的相对粘度会有一定程度的下降；此外，水分作为小分子润滑剂同样也会促进尼龙分子链的运动；
17、螺杆混合的温度为250-290℃，温度过高则水解程度过高，温度过低则塑化不良；
18、螺杆混合的转速为10-60r/min，转速过快则分散不到位，转速过慢则水解程度过高；
19、螺杆混合的时间为60-600s，时间过长则水解程度过高，时间过短则分散不到位；
20、纺丝用的螺杆一般分为三段：吃料送料段、熔融压缩段、匀化计量段，在螺杆过程中完成树脂原料的塑化，以及功能性粉体的分散与分布；现有技术一般会在螺杆中设置真空口，在螺杆混合过程中抽真空，以抽出水分和一些小分子挥发物，减小物料在螺杆中的水解；本专利技术在螺杆混合过程中并不抽真空，因此一旦抽真空将导致熔体中的含水率降低，不利于熔体的水解。
21、如上所述的一种功能性尼龙纤维的制备方法，低粘熔体中，酚类抗氧剂的含量为1-5wt％；抽真空时，调节低粘熔体所在环境的真空度≥0.01mpa。
22、本专利技术通过控制酚类抗氧剂的含量以及抽真空时的真空度使得高粘熔体的相对粘度增加到2.4以上，具体说明如下：
23、低粘熔体中，酚类抗氧剂的含量至少为1wt％；抽真空时，真空度设置为≥0.01mpa，使得体系中的含水率急剧降低，在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种功能性尼龙纤维的制备方法，其特征在于，将尼龙、功能性粉体和酚类抗氧剂作为主要原料，进行螺杆混合得到低粘熔体后，对低粘熔体进行抽真空得到高粘熔体，再对高粘熔体进行纺丝加工，即得功能性尼龙纤维；
2.根据权利要求1所述的一种功能性尼龙纤维的制备方法，其特征在于，尼龙的含水率为0.18-0.30wt％；螺杆混合的温度为250-290℃，转速为10-60r/min，时间为60-600s，螺杆混合时不进行抽真空。
3.根据权利要求1所述的一种功能性尼龙纤维的制备方法，其特征在于，低粘熔体中，酚类抗氧剂的含量为1-5wt％；抽真空时，调节低粘熔体所在环境的真空度≥0.01MPa。
4.根据权利要求1所述的一种功能性尼龙纤维的制备方法，其特征在于，纺丝加工采用纺丝箱体；低粘熔体离开螺杆后，经弯头组件进入计量泵，由计量泵送入纺丝箱体内；对低粘熔体进行抽真空是指对弯头组件中的低粘熔体进行抽真空。
5.根据权利要求4所述的一种功能性尼龙纤维的制备方法，其特征在于，计量泵转速为5-25r/min。
6.根据权利要求4所述的一种功能性尼
...【技术特征摘要】
1.一种功能性尼龙纤维的制备方法，其特征在于，将尼龙、功能性粉体和酚类抗氧剂作为主要原料，进行螺杆混合得到低粘熔体后，对低粘熔体进行抽真空得到高粘熔体，再对高粘熔体进行纺丝加工，即得功能性尼龙纤维；
2.根据权利要求1所述的一种功能性尼龙纤维的制备方法，其特征在于，尼龙的含水率为0.18-0.30wt％；螺杆混合的温度为250-290℃，转速为10-60r/min，时间为60-600s，螺杆混合时不进行抽真空。
3.根据权利要求1所述的一种功能性尼龙纤维的制备方法，其特征在于，低粘熔体中，酚类抗氧剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈小燕，朱慧娟，
申请(专利权)人：上海华峰超纤科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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