專利名稱：一種聚乙烯醇縮醛負(fù)氧離子纖維的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自然釋放負(fù)氧離子功能的聚乙烯醇(PVA)縮醛負(fù)氧離子纖維的制造方法，包括纖維級(jí)聚乙烯醇(PVA)、硫酸鈣(CaS04)晶須、納米坡縷石纖維、四鈦酸鉀(K20. 4Τ 02)晶須、電氣石復(fù)合粉體纖維的制造方法，屬于化學(xué)纖維制造技術(shù)。
背景技術(shù)：
以聚乙烯醇為原料紡絲制得的纖維，將這種纖維經(jīng)甲醛處理所得到聚乙烯醇縮甲醛纖維，中國(guó)稱維綸，國(guó)際上稱維尼綸。維綸的性質(zhì)與棉花頗相似，有合成棉花之稱，強(qiáng)度和耐磨性優(yōu)于棉花。維綸長(zhǎng)絲又像蠶絲，吸濕性較好，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下回潮率為4. 5 5%，在合成纖維中名列前茅；比重(1. 26 1. 30)比棉花小，熱傳導(dǎo)率較低，保暖性較好；耐腐蝕性、不易霉蛀。維綸短纖維大量用以與棉混紡，與粘膠纖維或與其他纖維混紡或純紡，制做外衣和襯衫、棉毛衫褲、運(yùn)動(dòng)衫、家用紡織品、床上用品等針織物、機(jī)織物。維綸具有良好的吸濕性、透氣性、柔軟性，穿著舒適；具有光滑涼爽、抗靜電等特性，目前已廣泛應(yīng)用于服裝、家紡、非織造布等領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以聚乙烯醇為原料的各種新型功能性聚乙烯醇縮醛纖維不斷開(kāi)發(fā)成功，進(jìn)一步拓展了應(yīng)用市場(chǎng)。功能性聚乙烯醇縮醛纖維根據(jù)其功能可分為如阻燃、抗菌、負(fù)氧離子、遠(yuǎn)紅外、導(dǎo)電聚乙烯醇縮醛纖維等。晶須是以單晶形式生長(zhǎng)而成的直徑非常小(O.1 IOum)、原子排列高度有序、強(qiáng)度接近完整晶體的理論值、有一定長(zhǎng)徑比(5 1000)的纖維材料。四鈦酸鉀晶須是一種新型針狀的短纖維復(fù)合物，由于它的尺寸細(xì)小，結(jié)晶完整，具有極佳的力學(xué)性能、物理性能，穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，優(yōu)異的耐腐蝕性、耐磨性等特點(diǎn)。硫酸鈣晶須是具有纖維狀(須狀)單晶體，集增強(qiáng)纖維和超細(xì)無(wú)機(jī)填料 二者的優(yōu)勢(shì)于一體，可用于高分子材料中作補(bǔ)強(qiáng)增韌劑或功能填料；是一種應(yīng)用領(lǐng)域較廣、極有發(fā)展前途的無(wú)機(jī)鹽晶須。坡縷石在電子顯微鏡下呈針狀、纖維狀、棒狀。晶體內(nèi)部呈多孔道，具有很大的比表面積和吸附能力，有很好的流變性和催化性能，具很強(qiáng)滅菌、除臭、去毒、殺蟲(chóng)能力，是一種理想的高分子材料增強(qiáng)劑和高分子材料功能改性劑，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。電氣石具有壓電性和熱電性等獨(dú)特的物化性能，當(dāng)溫度、濕度和壓力等的變化能引起電氣石晶體的電勢(shì)差，使周?chē)諝獍l(fā)生電離即空氣中產(chǎn)生負(fù)氧離子，從而達(dá)到凈化空氣的目的，近年來(lái)廣泛應(yīng)用于功能纖維、紡織、服裝、家庭生活用品等領(lǐng)域。在化學(xué)纖維中添加電氣石粉，可使纖維具有遠(yuǎn)紅外線保暖功能、除臭功能、負(fù)離子發(fā)射功能及抗菌功能，被稱之為〃奇異纖維"?？諝庳?fù)氧離子對(duì)人體有保健作用，對(duì)環(huán)境起到凈化空氣、抗菌除臭的作用。隨著居室裝飾裝潢的現(xiàn)代化，室內(nèi)空氣污染已經(jīng)成為全世界各國(guó)共同關(guān)注的問(wèn)題，環(huán)境專家已把室內(nèi)空氣污染列入對(duì)人健康危害最大的因素之一。專家研究表明.室內(nèi)空氣的污染程度要比室外空氣嚴(yán)重2 5倍，在特殊情況下可達(dá)100倍；裝空調(diào)的封閉室內(nèi)空氣負(fù)離子濃度< 25個(gè)/cm3。世界衛(wèi)生組織規(guī)定，清新空氣中的負(fù)氧離子含量不應(yīng)低于1000 5000個(gè)/cm3 ;對(duì)人類來(lái)說(shuō)，空氣中的負(fù)氧離子就像食物中的維生素一樣重要；負(fù)氧離子作為一種資源其開(kāi)發(fā)前景是非常光明的，在聚乙烯醇中添加電氣石復(fù)合粉體及協(xié)同效應(yīng)的四鈦酸鉀(K20. 4Τ 02)晶須等，開(kāi)發(fā)負(fù)氧離子功能的服用、室內(nèi)紡織品，對(duì)改善人們周?chē)…h(huán)境的空氣質(zhì)量，促進(jìn)身體健康很有價(jià)值和意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種具有自然釋放負(fù)氧離子功能的聚乙烯醇縮醛負(fù)氧離子纖維的制造方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成的，本名發(fā)明所述聚乙烯醇縮醛負(fù)氧離子纖維的制造方法，該制造方法采用如下步驟A)按質(zhì)量份數(shù)取8-12份表征參數(shù)直徑為O. 1-0. 8um,長(zhǎng)度為6_15um的坡縷石纖維；3_5份表征參數(shù)直徑為O. 3-lum,長(zhǎng)度為6_15um的硫酸I丐晶須，4_6份表征參數(shù)直徑為O. 5-lum，長(zhǎng)度為5-15um的四鈦酸鉀晶須；將上述三材料混合均勻后，在250_350°C真空爐中焙燒4-6h，；冷卻后用六偏磷酸鈉在無(wú)水乙醇中攪拌分散，在常壓狀態(tài)下進(jìn)行等離子表面處理10-20min ;然后在60_70°C去離子水中超聲波分散、清洗25_35min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)過(guò)濾除去16um以上粒子，并重復(fù)操作3-5次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；B)按質(zhì)量份數(shù)取O. 8-1. 2份鈦酸酯偶聯(lián)劑在1. 5-2. 5份醇水溶液稀釋、加熱至40-500C ;將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液與步驟A)得到的8-12份改性晶須混合物，在70_80°C條件下混合機(jī)中攪拌30-45min ;烘干；然后加入納米級(jí)電氣石復(fù)合粉8_12份，EPP增容劑1_2份，表面活性劑硬脂酸鈣O. 3-0. 7份，在60-70°C條件下混合機(jī)中密閉攪拌反應(yīng)30-45min ；再加入聚乙烯醇紡絲原液80-120份，150-200轉(zhuǎn)/min速度攪拌45_60min，得到改性聚乙烯醇紡絲原液共混物；C)將步驟B)得到的改性聚`乙烯醇紡絲原液在90_95°C恒溫下混合、過(guò)濾、脫泡，由濕法或干法紡絲，縮醛化處理，制成一種自然釋放負(fù)氧離子聚乙烯醇縮醛纖維。本發(fā)明所述的聚乙烯醇縮醛負(fù)氧離子纖維的制造方法，它采用如下優(yōu)選技術(shù)方案是A)按質(zhì)量份數(shù)取10份表征參數(shù)直徑為O. 1-0. 8um,長(zhǎng)度為6_15um的坡縷石纖維；4份表征參數(shù)直徑為O. 3-lum,長(zhǎng)度為6_15um的硫酸I丐晶須，5份表征參數(shù)直徑為O. 5-lum,長(zhǎng)度為5-15um的四鈦酸鉀晶須；將上述三材料混合均勻后，在300°C真空爐中焙燒5h，；冷卻后用六偏磷酸鈉在無(wú)水乙醇中攪拌分散，在常壓狀態(tài)下進(jìn)行等離子表面處理15min ;然后在65°C去離子水中超聲波分散、清洗30min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)過(guò)濾除去16um以上粒子，并重復(fù)操作4次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；B)按質(zhì)量份數(shù)取1. O份鈦酸酯偶聯(lián)劑在2份醇水溶液稀釋、加熱至45°C;將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液與步驟A)得到的10份改性晶須混合物，在75°C條件下混合機(jī)中攪拌40min ；烘干；然后加入納米級(jí)電氣石復(fù)合粉10份，EPP增容劑1. 5份，表面活性劑硬脂酸鈣O. 5份，在65°C條件下混合機(jī)中密閉攪拌反應(yīng)40min ;再加入聚乙烯醇紡絲原液100份，180轉(zhuǎn)/min速度攪拌50min，得到改性聚乙烯醇紡絲原液共混物；C)將步驟B)得到的改性聚乙烯醇紡絲原液在92°C恒溫下混合、過(guò)濾、脫泡，由濕法或干法紡絲，縮醛化處理，制成一種自然釋放負(fù)氧離子聚乙烯醇縮醛纖維。本發(fā)明是在聚乙烯醇中添加納米級(jí)的電氣石復(fù)合粉及其協(xié)同效應(yīng)的四鈦酸鉀晶須、納米坡縷石纖維，這種無(wú)機(jī)材料能改善聚乙烯醇縮醛纖維的強(qiáng)度、挺括度、耐磨性；還能激發(fā)釋放更多負(fù)氧離子；這種負(fù)氧離子聚乙烯醇縮醛纖維可廣泛應(yīng)用于服裝、床上用品、家紡、和裝飾織物等，且產(chǎn)生較高濃度的負(fù)氧離子；使人們?nèi)缤钤谘醢苫蚝I、森林那樣悠然舒適、心曠神怡，并促進(jìn)身心健康，提高工作效率。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的介紹本發(fā)明所述的一種聚乙烯醇縮醛負(fù)氧離子纖維的制造方法，該制造方法采用如下步驟A)按質(zhì)量份數(shù)取8-12份表征參數(shù)直徑為O. 1-0. 8um，長(zhǎng)度為6_15um的坡縷石纖維；3_5份表征參數(shù)直徑為O. 3-lum,長(zhǎng)度為6_15um的硫酸I丐晶須，4_6份表征參數(shù)直徑為O. 5-lum，長(zhǎng)度為5-15um的四鈦酸鉀晶須；將上述三材料混合均勻后，在250_350°C真空爐中焙燒4-6h，；冷卻后用六偏磷酸鈉在無(wú)水乙醇中攪拌分散，在常壓狀態(tài)下進(jìn)行等離子表面處理10-20min ;然后在60_70°C去離子水中超聲波分散、清洗25_35min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)過(guò)濾除去16um以上粒子，并重復(fù)操作3-5次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；B)按質(zhì)量份數(shù)取O. 8-1. 2份鈦酸酯偶聯(lián)劑在1. 5-2. 5份醇水溶液稀釋、加熱至40-500C ;將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液與步驟A)得到的8-12份改性晶須混合物，在70_80°C條件下混合機(jī)中攪拌30-45min ;烘干；然后加入納米級(jí)電氣石復(fù)合粉8_12份，EPP增容劑1_2份，表面活性劑硬脂酸鈣O. 3-0. 7份，在60-70°C條件下混合機(jī)中密閉攪拌反應(yīng)30-45min ；再加入聚乙烯醇紡絲原液80-120份，150-200轉(zhuǎn)/min速度攪拌45_60min，得到改性聚乙烯醇紡絲原液共混物；C)將步驟B)得到的改性聚乙烯醇紡絲原液在90_95°C恒溫下混合、過(guò)濾、脫泡，由濕法或干法紡絲，縮醛化處理，制成一種自然釋放負(fù)氧離子聚乙烯醇縮醛纖維。本發(fā)明的實(shí)施例可以通過(guò)上述技術(shù)方案通過(guò)各種參數(shù)在各數(shù)值范圍內(nèi)進(jìn)行任意選擇，從而得到無(wú)數(shù)個(gè)具體的實(shí)施例，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下幾個(gè)實(shí)施例，而且對(duì)于以下公開(kāi)的實(shí)施例，通過(guò)各種參數(shù)的數(shù)值替換，同樣可以得到無(wú)數(shù)個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例1 :本發(fā)明所述的聚乙烯醇縮醛負(fù)氧離子纖維的制造方法，該制造方法所采用的步驟是A)按質(zhì)量份數(shù)取10份表征參數(shù)直徑為O. 1-0. 8um,長(zhǎng)度為6_15um的坡縷石纖維；
4份表征參數(shù)直徑為O. 3-lum,長(zhǎng)度為6_15um的硫酸I丐晶須，5份表征參數(shù)直徑為O. 5-lum,長(zhǎng)度為5-15um的四鈦酸鉀晶須；將上述三材料混合均勻后，在300°C真空爐中焙燒5h，；冷卻后用六偏磷酸鈉在無(wú)水乙醇中攪拌分散，在常壓狀態(tài)下進(jìn)行等離子表面處理15min ;然后在65°C去離子水中超聲波分散、清洗30min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)過(guò)濾除去16um以上粒子，并重復(fù)操作4次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；B)按質(zhì)量份數(shù)取1. O份鈦酸酯偶聯(lián)劑在2份醇水溶液稀釋、加熱至45°C;將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液與步驟A)得到的10份改性晶須混合物，在75°C條件下混合機(jī)中攪拌40min ；烘干；然后加入納米級(jí)電氣石復(fù)合粉10份，EPP增容劑1. 5份，表面活性劑硬脂酸鈣O. 5份，在65°C條件下混合機(jī)中密閉攪拌反應(yīng)40min ;再加入聚乙烯醇紡絲原液100份，180轉(zhuǎn)/min速度攪拌50min，得到改性聚乙烯醇紡絲原液共混物；C)將步驟B)得到的改性聚乙烯醇紡絲原液在92°C恒溫下混合、過(guò)濾、脫泡，由濕法或干法紡絲，縮醛化處理，制成一種自然釋放負(fù)氧離子聚乙烯醇縮醛纖維。實(shí)施例2 本發(fā)明所述的聚乙烯醇縮醛負(fù)氧離子纖維的制造方法，該制造方法采用如下步驟A)按質(zhì)量份數(shù)取8份表征參數(shù)直徑為O. 1-0. 8um，長(zhǎng)度為6_15um的坡縷石纖維；3份表征參數(shù)直徑為O. 3-lum,長(zhǎng)度為6-15um的硫酸鈣晶須，4份表征參數(shù)直徑為O. 5-lum,長(zhǎng)度為5-15um的四鈦酸鉀晶須；將上述三材料混合均勻后，在250°C真空爐中焙燒4h，；冷卻后用六偏磷酸鈉在無(wú)水乙醇中攪拌分散，在常壓狀態(tài)下進(jìn)行等離子表面處理10-20min ；然后在60°C去離子水中超聲波分散、清洗25min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)過(guò)濾除去16um以上粒子，并重復(fù)操作3次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；B)按質(zhì)量份數(shù)取O. 8份鈦酸酯偶聯(lián)劑在1. 5份醇水溶液稀釋、加熱至40°C;將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液與步驟A)得到的8份改性晶須混合物，在70°C條件下混合機(jī)中攪拌30min ；烘干；然后加入納米級(jí)電氣石復(fù)合粉8份，EPP增容劑I份，表面活性劑硬脂酸鈣O. 3份，在60°C條件下混合機(jī)中密閉攪拌反應(yīng)30min ;再加入聚乙烯醇紡絲原液80份，150轉(zhuǎn)/min速度攪拌45min，得到改性聚乙烯醇紡絲原液共混物；C)將步驟B)得到的改性聚乙烯醇紡絲原液在90°C恒溫下混合、過(guò)濾、脫泡，由濕法或干法紡絲，縮醛化處理，制成一種自然釋放負(fù)氧離子聚乙烯醇縮醛纖維。實(shí)施例3 本發(fā)明所述的聚乙烯醇縮醛負(fù)氧離子纖維的制造方法，該制造方法采用如下步驟A)按質(zhì)量份數(shù)取12份表征參數(shù)直徑為O. 1-0. 8um,長(zhǎng)度為6_15um的坡縷石纖維；
5份表征參數(shù)直徑為O. 3-lum,長(zhǎng)度為6_15um的硫酸I丐晶須,6份表征參數(shù)直徑為O. 5-lum,長(zhǎng)度為5-15um的四鈦酸鉀晶須；將上述三材料混合均勻后，在350°C真空爐中焙燒6h，；冷卻后用六偏磷酸鈉在無(wú)水乙醇中攪拌分散，在常壓狀態(tài)下進(jìn)行等離子表面處理20min;然后在70°C去離子水中超聲波分散、清洗35min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)過(guò)濾除去16um以上粒子，并重復(fù)操作5次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；B)按質(zhì)量份數(shù)取1. 2份鈦酸酯偶聯(lián)劑在2. 5份醇水溶液稀釋、加熱至50°C ;將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液與步驟A)得到的12份改性晶須混合物，在80°C條件下混合機(jī)中攪拌45min ;烘干；然后加入納米級(jí)電氣石復(fù)合粉12份，EPP增容劑2份，表面活性劑硬脂酸鈣
O.7份，在70°C條件下混合機(jī)中密閉攪拌反應(yīng)45min ;再加入聚乙烯醇紡絲原液120份，200轉(zhuǎn)/min速度攪拌60min,得到改性聚乙烯醇紡絲原液共混物；C)將步驟B)得到的改性聚乙烯醇紡絲原液在95°C恒溫下混合、過(guò)濾、脫泡，由濕法或干法紡絲，縮醛化處理，制成一種自然釋放負(fù)氧離子聚乙烯醇縮醛纖維。
權(quán)利要求
1.一種聚乙烯醇縮醛負(fù)氧離子纖維的制造方法，其特征在于該制造方法采用如下步驟 A)按質(zhì)量份數(shù)取8-12份表征參數(shù)直徑為0.1-0.8um，長(zhǎng)度為6_15um的坡縷石纖維；.3-5份表征參數(shù)直徑為O. 3-lum,長(zhǎng)度為6_15um的硫酸I丐晶須，4_6份表征參數(shù)直徑為0.5-lum，長(zhǎng)度為5-15um的四鈦酸鉀晶須；將上述三材料混合均勻后，在250_350°C真空爐中焙燒4-6h，；冷卻后用六偏磷酸鈉在無(wú)水乙醇中攪拌分散，在常壓狀態(tài)下進(jìn)行等離子表面處理10-20min ;然后在60_70°C去離子水中超聲波分散、清洗25_35min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)過(guò)濾除去16um以上粒子，并重復(fù)操作3-5次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物； B)按質(zhì)量份數(shù)取0.8-1.2份鈦酸酯偶聯(lián)劑在1.5-2.5份醇水溶液稀釋、加熱至40-500C ;將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液與步驟A)得到的8-12份改性晶須混合物，在70_80°C條件下混合機(jī)中攪拌30-45min ;烘干；然后加入納米級(jí)電氣石復(fù)合粉8_12份，EPP增容劑1_2份，表面活性劑硬脂酸鈣0. 3-0. 7份，在60-70°C條件下混合機(jī)中密閉攪拌反應(yīng)30-45min ；再加入聚乙烯醇紡絲原液80-120份，150-200轉(zhuǎn)/min速度攪拌45_60min，得到改性聚乙烯醇紡絲原液共混物； C)將步驟B)得到的改性聚乙烯醇紡絲原液在90-95°C恒溫下混合、過(guò)濾、脫泡，由濕法或干法紡絲，縮醛化處理，制成一種自然釋放負(fù)氧離子聚乙烯醇縮醛纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯醇縮醛負(fù)氧離子纖維的制造方法，其特征在于該制造方法所采用的步驟是 A)按質(zhì)量份數(shù)取10份表征參數(shù)直徑為O.1-0. 8um,長(zhǎng)度為6_15um的坡縷石纖維；4份表征參數(shù)直徑為O. 3-lum,長(zhǎng)度為6-15um的硫酸鈣晶須，5份表征參數(shù)直徑為O. 5-lum,長(zhǎng)度為5-15um的四鈦酸鉀晶須；將上述三材料混合均勻后，在300°C真空爐中焙燒5h，；冷卻后用六偏磷酸鈉在無(wú)水乙醇中攪拌分散，在常壓狀態(tài)下進(jìn)行等離子表面處理15min ;然后在65°C去離子水中超聲波分散、清洗30min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)過(guò)濾除去16um以上粒子，并重復(fù)操作4次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物； B)按質(zhì)量份數(shù)取1.O份鈦酸酯偶聯(lián)劑在2份醇水溶液稀釋、加熱至45°C ;將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液與步驟A)得到的10份改性晶須混合物，在75°C條件下混合機(jī)中攪拌40min ;烘干；然后加入納米級(jí)電氣石復(fù)合粉10份，EPP增容劑1. 5份，表面活性劑硬脂酸鈣O. 5份，在65°C條件下混合機(jī)中密閉攪拌反應(yīng)40min ;再加入聚乙烯醇紡絲原液100份，180轉(zhuǎn)/min速度攪拌50min，得到改性聚乙烯醇紡絲原液共混物； C)將步驟B)得到的改性聚乙烯醇紡絲原液在92°C恒溫下混合、過(guò)濾、脫泡，由濕法或干法紡絲，縮醛化處理，制成一種自然釋放負(fù)氧離子聚乙烯醇縮醛纖維。
全文摘要
一種聚乙烯醇縮醛負(fù)氧離子纖維的制造方法，該制造方法是在纖維級(jí)聚乙烯醇紡絲原液中添加硫酸鈣晶須、納米坡縷石纖維、四鈦酸鉀晶須、電氣石復(fù)合粉體，制成電氣石聚乙烯醇紡絲原液；再經(jīng)混合、過(guò)濾、脫泡，由濕法或干法紡絲，縮醛化處理，制成一種負(fù)氧離子聚乙烯醇縮醛纖維；該纖維包括長(zhǎng)絲和短纖維；負(fù)氧離子聚乙烯醇縮醛纖維有較好強(qiáng)度、挺括度、耐磨性；還能激發(fā)釋放更多負(fù)氧離子。
文檔編號(hào)D01F1/10GK103046153SQ20121048903
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者凌榮根, 齊慶瑩, 鄭榮福, 吳水明, 孫福 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)