一種具有催化功能的纖維浸潤(rùn)劑及其用于制備纖維結(jié)構(gòu)物的工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種纖維浸潤(rùn)劑，尤其涉及一種具有催化功能的纖維浸潤(rùn)劑及其用于 制備纖維結(jié)構(gòu)物的工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 普通的纖維浸潤(rùn)劑的主要作用是在拉絲、加捻、合股的過(guò)程中，降低纖維與加工設(shè) 備之間的摩擦系數(shù)，從而減小加工設(shè)備對(duì)纖維的磨損與作用力；同時(shí)，在纖維經(jīng)過(guò)晾干或烘 干以后，浸潤(rùn)劑可以在纖維表面形成一層牢固的涂層，為纖維提供所需的機(jī)械強(qiáng)度、柔韌性 與潤(rùn)滑性等，尤其對(duì)于無(wú)機(jī)纖維（如玻璃纖維、玄武巖纖維、石英纖維、陶瓷纖維等等），由 于本體材料的脆性很大，浸潤(rùn)劑的保護(hù)作用尤為重要，是這類纖維生產(chǎn)的關(guān)鍵控制技術(shù)之 一。由此可見(jiàn)，普通的浸潤(rùn)劑只能給纖維提供基本的使用性能，而沒(méi)有任何額外的、具有實(shí) 際應(yīng)用性的功能。
[0003] 而為了賦予纖維制品特殊的功能，例如催化降解空氣中有機(jī)物的功能，如圖1所 示，通常是將纖維經(jīng)過(guò)梳理、針刺或紡織制作成所需的成品以后，再將成品浸泡在專門處理 液中，借助纖維表面自然的附著力與處理液的表面張力來(lái)吸附一些催化劑，然后再將纖維 制品進(jìn)行瀝干、加熱烘干。這種負(fù)載催化劑的處理方式，不僅使得負(fù)載效果不均勻，造成處 理液的浪費(fèi)，還額外地增加了加工工序，延長(zhǎng)了工藝時(shí)間，而且烘干過(guò)程能耗較高，進(jìn)一步 增加了生產(chǎn)成本。而且這類負(fù)載方式催化劑活性損失較大，而且的吸附強(qiáng)度較低，所得存在 制品不耐水洗、催化劑活性耐久性較差等缺點(diǎn)。
[0004] 另一種負(fù)載催化劑的方式還可以是噴灑或涂抹，但這些方法同樣造成纖維制品表 面各處的催化劑分布不均勻，且催化劑的有效暴露面積較小，催化作用效率較低。
[0005] 還有一種方法是將催化劑摻入到有機(jī)纖維原料中去，使生產(chǎn)出來(lái)的有機(jī)纖維自身 帶走催化功能。這種方法雖然縮短了工藝路線，催化劑不容易脫落，但是由于有較多部分的 催化劑被包埋在纖維內(nèi)部，無(wú)法和外界的底物接觸，從而無(wú)法發(fā)揮催化功能，導(dǎo)致催化劑的 大量浪費(fèi)，催化效率極低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有催化功能的纖維浸潤(rùn)劑及其用于制備纖維結(jié)構(gòu) 物的工藝方法，解決了現(xiàn)有的纖維浸潤(rùn)劑所具備的功能較為普通，而其用于制備纖維工序 的方法存在效率低、質(zhì)量差并且成本浪費(fèi)較多的問(wèn)題。
[0007] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：
[0008] -種具有催化功能的纖維浸潤(rùn)劑，包括有1-20重量份的氧化催化劑、1-20重量 份的還原催化劑、1-20重量份的合成催化劑、1-20重量份的光催化劑、1-20重量份的高溫 降解催化劑中的一種或多種，還包括1-5重量份的抗靜電劑、1-40重量份的樹(shù)脂成膜劑和 0.1-3重量份的硅烷偶聯(lián)劑。
[0009]其中：
[0010] 所述氧化催化劑為酸性高錳酸鉀、酸性重鉻酸鉀、過(guò)度金屬鹽和四甲基哌啶氧化 物中的一種或多種；
[0011] 所述還原催化劑為胺和尿素中的一種或多種；
[0012] 所述合成催化劑為酸催化劑、堿催化劑、納米氫氧化鋇和納米氧化鋅中的一種或 多種；
[0013] 所述光催化劑為納米二氧化鈦、納米二氧化娃、納米氧化鋅、納米硫化鎘、納米氧 化鶴、納米氧化鐵、納米硫化鉛、納米氧化錫、納米硫化鋅、鈦酸鎖中的一種或多種；
[0014] 所述高溫降解催化劑為納米氧化釩、納米氧化鈦、納米氧化鐵、納米氧化鎳、納米 氧化鋯和納米氧化鉬中的一種或多種；
[0015] 所述樹(shù)脂成膜劑為環(huán)氧樹(shù)脂乳液、聚氨酯乳液、不飽和聚酯樹(shù)脂乳液、飽和聚酯樹(shù) 脂乳液、丙烯酸樹(shù)脂乳液、苯丙樹(shù)脂乳液、酚醛樹(shù)脂、石蠟乳液中的一種或多種；
[0016] 所述抗靜電劑為聚季銨鹽、聚氧乙烯的衍生物、多元醇、烷基醇酰胺、脂肪酸多元 醇酯、烷基咪唑啉中的一種或多種；
[0017] 所述硅烷偶聯(lián)劑為氣基硅烷偶聯(lián)劑、環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑和乙條基硅烷偶聯(lián)劑中的 一種或多種。
[0018]-種用具有催化功能的纖維浸潤(rùn)劑用于制備纖維結(jié)構(gòu)物的工藝方法，包括以下步 驟：
[0019]步驟一，將纖維原料加入熔爐，進(jìn)行熔融混合，熔融狀態(tài)的纖維原料從漏板處流出 爐體，通過(guò)拉絲機(jī)的牽引作用，融料被分散成許多根纖維單絲；
[0020] 步驟二，讓纖維通過(guò)裝有預(yù)先配制的含有催化功能組分的浸潤(rùn)劑的涂覆裝置，讓 纖維表面覆蓋一層含有催化功能組分的浸潤(rùn)劑，再將分散的纖維單絲收絲使之集合成一 束；
[0021] 步驟三，接著把纖維束牽引纏繞在收絲輥上，經(jīng)過(guò)排線器有規(guī)律地盤繞在收絲筒 上；
[0022] 步驟四，當(dāng)收集滿一筒纖維以后，將收絲筒從收絲輥上取下，轉(zhuǎn)移到烘箱中用除 水、烘干，使纖維表面的含有催化功能組分的浸潤(rùn)劑完全干燥并固化成型；
[0023]步驟五，將已經(jīng)固化成型的纖維束從收絲筒上退解下來(lái)，根據(jù)需要經(jīng)過(guò)加捻、紡 織、針刺，壓延等工藝制成所需的具有催化功能的纖維制品。
[0024] 進(jìn)一步的，所述纖維為巖棉、玻璃纖維、玄武巖纖維、碳纖維、芳綸纖維、滌綸纖維、 聚苯硫醚纖維、聚丙烯纖維、不銹鋼纖維中的一種或多種。
[0025]上述制備方法中所用的份量為：1-20重量份的氧化催化劑、1-20重量份的還原催 化劑、1-20重量份的合成催化劑、1-20重量份的光催化劑、1-20重量份的高溫降解催化劑 中的一種或多種，還包括1-5重量份的抗靜電劑、1-40重量份的樹(shù)脂成膜劑和0. 1-3重量份 的硅烷偶聯(lián)劑。
[0026] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：使用本具有催化劑功能的纖維浸潤(rùn) 劑，既可以在纖維拉絲生產(chǎn)過(guò)程中給纖維提供保護(hù)作用，在纖維經(jīng)過(guò)晾干或加熱烘干以后， 在纖維表面形成一層牢固的涂層以提供所需的機(jī)械強(qiáng)度、柔韌性與潤(rùn)滑性等，又可以使生 產(chǎn)的纖維制品立即具備催化降解、氧化、還原等能力，纖維經(jīng)過(guò)梳理、針刺或紡織制作成成 品以后即可投入使用。此外，由于纖維表面從熔體冷凝過(guò)程中會(huì)形成的具有較高反應(yīng)活性 的表面基團(tuán)，這種基團(tuán)的壽命通常極其短暫，很快就會(huì)失去活性。在此發(fā)明的纖維制備過(guò)程 中，高速拉制的纖維從熔體到浸潤(rùn)劑涂覆裝置之間的時(shí)間極短，通常小于0. 05秒。纖維表 面的活性基團(tuán)生成后立即趁熱接觸浸潤(rùn)劑中的有效成分，并與之發(fā)生反應(yīng)。功能化組分與 纖維表面結(jié)合緊密，不易脫落。這是其他傳統(tǒng)的催化劑負(fù)載工藝所做不到的。
[0027] 而在傳統(tǒng)工藝中，還需要將纖維制品浸泡在具有催化功能的處理液中，或在纖維 制品表面噴灑或涂抹具有催化功能的處理液；等處理液完全潤(rùn)濕纖維表面以后，再將纖維 制品擠干以去掉其中一部分過(guò)多的處理液；然后高溫烘干，使具有催化功能的組分通過(guò)處 理液中的粘結(jié)成分固化后負(fù)載在纖維制品表面；最后將纖維制品進(jìn)行牽引、碾壓，改善制品 的平整度以消除在浸漬、烘干過(guò)程中發(fā)生的應(yīng)力形變，才能獲得具有催化功能的纖維制品。 相比之下，本發(fā)明顯著大大減少了生產(chǎn)工序，縮短了工藝時(shí)間，降低了生產(chǎn)能耗與成本。而 且，讓催化劑伴隨纖維浸潤(rùn)劑一起附著到纖維表面，不僅可以高效利用處理液，將浪費(fèi)減至 最小，而且催化劑在纖維制品各處都分布均勻，有效暴露面積較大，催化作用效率較高。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1為傳統(tǒng)工藝流程示意圖。
[0029] 圖2為本發(fā)明工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明 進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于 限定本發(fā)明。
[0031] 圖1示出了本發(fā)明一種用具有催化功能的纖維浸潤(rùn)劑用于制備纖維結(jié)構(gòu)物的工 藝方法的流程：
[0032] 一種用具有催化功能的纖維浸潤(rùn)劑用于制備纖維結(jié)構(gòu)物的工藝方法，包括以下步 驟：
[0033] 步驟一，將纖維原料加入熔爐，進(jìn)行熔融混合，熔融狀態(tài)的纖維原料從漏板處流出 爐體，通過(guò)拉絲機(jī)的牽引作用，融料被分散成許多根纖維單絲；
[0034] 步驟二，讓纖維通過(guò)裝有預(yù)先配制的含有催化功能組分的浸潤(rùn)劑的涂覆裝置，讓 纖維表面覆蓋一層含有催化功能組分的浸潤(rùn)劑，再將分散的纖維單絲收絲使之集合成一 束