本發(fā)明涉及功能紡織功能材料領(lǐng)域，尤其涉及一種自發(fā)熱聚酯纖維及其制備方法。
背景技術(shù)：
：發(fā)熱纖維是自行發(fā)熱而溫暖身體的一種全新材料，其吸水性之強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他品種纖維。目前市面上的發(fā)熱纖維主要有遠(yuǎn)紅外發(fā)熱纖維、吸濕發(fā)熱纖維、相變纖維。所有的遠(yuǎn)紅外發(fā)熱纖維都是采用內(nèi)加型的方法將遠(yuǎn)紅外陶瓷粉與母粒共混紡絲得到的，這樣做導(dǎo)致大部分遠(yuǎn)紅外陶瓷粉被包裹在纖維的內(nèi)部，不能吸收到紅外線從而導(dǎo)致遠(yuǎn)紅外陶瓷粉的利用率非常低；吸濕后能發(fā)熱的纖維如eks纖維、softwarm纖維等，這種纖維也存在很大的缺點(diǎn)，這種纖維體溫一般在1～1.5℃左右，效果不顯著；更為重要的是吸濕發(fā)熱纖維所采用的助劑一般都是水溶性的，所以很容易被洗掉；相變發(fā)熱纖維是將一些相變材料填充到中空纖維的中空層中，這種方法制得的發(fā)熱纖維加工難度大并且對(duì)纖維強(qiáng)度要求很高，使用壽命短。中國(guó)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)枮?01410546018.1申請(qǐng)日2014.10.15)公開(kāi)了一種保暖發(fā)熱纖維及其加工方法與應(yīng)用，所述保暖發(fā)熱纖維以聚己內(nèi)酰胺為母粒，以電氣石粉和竹炭粉為功能性粉體，為一種內(nèi)加型發(fā)熱纖維，此發(fā)熱纖維的功能性粉末大多在纖維內(nèi)部，利用效率低下，加大了工業(yè)成本，而且以電氣石粉和竹碳粉為粉體的發(fā)熱纖維的發(fā)熱效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如以碳化鋯等納米無(wú)機(jī)發(fā)熱粉體效果好。中國(guó)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)枮镃N201110251339.5申請(qǐng)日2011.08.29)公開(kāi)了一種親水性的功能型中空聚酯纖維，其制備工藝為：將聚酯、親水性聚酯母、電氣石粉母粒、陶瓷粉母粒四種組份按一定比例共混熔融紡絲，經(jīng)C型或圓弧型噴絲板擠出、并經(jīng)后處理工藝，制得具有親水性的功能型聚酯中空滌綸長(zhǎng)絲或短纖，該專利是一種多功能的聚酯纖維。但是以此種方法制得的纖維為內(nèi)加型纖維，是將功能性粉體與母粒共混熔融紡絲，因此大多功能性粉體在纖維內(nèi)部使功能性粉體利用率低，并且中空纖維存在使用壽命短、加工難度大等缺點(diǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述技術(shù)的不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單，成本低廉的自發(fā)熱聚酯纖維及其制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種自發(fā)熱聚酯纖維，按重量百分比計(jì)，所述自發(fā)熱聚酯纖維由聚酯紡絲用發(fā)熱助劑0.25～10％、聚酯紡絲用母粒90～99.75％制備而成；所述聚酯紡絲用發(fā)熱助劑包括無(wú)機(jī)發(fā)熱粉體、固化交聯(lián)劑、稀釋劑。所述聚酯紡絲用發(fā)熱助劑按重量百分比計(jì)，包括無(wú)機(jī)發(fā)熱粉體0.5～10％，固化交聯(lián)劑1～20％，稀釋劑70～98.5％，按這個(gè)質(zhì)量百分比得到的聚酯紡絲用發(fā)熱助劑具有較好的交聯(lián)性，所述無(wú)機(jī)發(fā)熱粉體的粒徑為10～500nm，無(wú)機(jī)發(fā)熱粉體的粒徑控制在10～500nm制得的聚酯紡絲用發(fā)熱助劑具有較好的分散性，均一性，所述無(wú)機(jī)發(fā)熱粉體為金屬型二元碳化物粉體與遠(yuǎn)紅外陶瓷粉體中的至少一種。金屬型二元碳化物主要是d過(guò)渡元素，特別是ⅥB、ⅦB族及鐵系元素與碳形成的二元化合物，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是碳原子填充在密堆積金屬晶格體的空穴中，當(dāng)金屬原子半徑大于0.13納米時(shí)，碳原子不會(huì)使金屬晶格發(fā)生變形，具有極高的熔點(diǎn)和硬度，良好的光熱轉(zhuǎn)化特性。所述聚酯紡絲用母粒為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(PTT)中的一種或多種。所述固化交聯(lián)劑為丙烯酸、聚乙烯醇中的一種或多種；所述稀釋劑為水、水與硅油混合物、水與乙二醇混合物中的一種。優(yōu)選地，所述金屬型二元碳化物為碳化鋯、碳化鈷、碳化鉬、碳化鎂、碳化鎢、碳化鉭。優(yōu)選地，所述聚酯紡絲用發(fā)熱助劑按重量百分比計(jì)，包括無(wú)機(jī)發(fā)熱粉體4～10％，固化交聯(lián)劑8～20％，稀釋劑70～88％。更有選地，所述無(wú)機(jī)發(fā)熱粉體為按重量份數(shù)比，碳化鋯粉體：遠(yuǎn)紅外陶瓷粉體為1:1的復(fù)合無(wú)機(jī)發(fā)熱粉體。一種自發(fā)熱聚酯纖維的制備方法，包括以下步驟：1)按重量百分比計(jì)，將無(wú)機(jī)發(fā)熱粉體0.5～10％，固化交聯(lián)劑1～20％，稀釋劑70～98.5％混合均勻得到聚酯紡絲用發(fā)熱助劑；2)按重量百分比計(jì)，將聚酯紡絲用母粒90～99.75％放入熔融紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲得到聚酯原絲，將聚酯紡絲用發(fā)熱助劑0.25～10％噴涂于聚酯原絲表面進(jìn)行牽伸卷繞、拉伸、定型，得到自發(fā)熱聚酯纖維。本發(fā)明優(yōu)選的自發(fā)熱聚酯纖維制備方法，包括以下步驟：1)按重量百分比計(jì)，將無(wú)機(jī)發(fā)熱粉體0.5～10％，固化交聯(lián)劑1～20％，稀釋劑70～98.5％混合均勻得到聚酯紡絲用發(fā)熱助劑；2)按重量百分比計(jì)，稱量聚酯紡絲用發(fā)熱助劑0.25～10％，聚酯紡絲用母粒90-99.75％，預(yù)熱紡絲機(jī)，待噴絲板溫度達(dá)到270℃后，將聚酯紡絲用發(fā)熱助劑放入紡絲油溶罐，將聚酯紡絲用母粒烘干后放入熔融紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲得到聚酯原絲，打開(kāi)油劑泵，聚酯紡絲用發(fā)熱助劑噴涂于聚酯原絲表面，進(jìn)行牽伸卷繞，制得改性聚酯纖維，再將改性聚酯纖維進(jìn)行拉伸、定型，得到一種自發(fā)熱聚酯纖維；將聚酯紡絲用發(fā)熱助劑噴涂于聚酯紡絲表面，無(wú)機(jī)發(fā)熱粉體不易洗掉并且無(wú)機(jī)發(fā)熱粉體在聚酯紡絲上分布均勻，發(fā)熱效果也顯著提升。所述聚酯紡絲用母粒為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(PTT)中的一種或多種；所述無(wú)機(jī)發(fā)熱粉體的粒徑為10～500nm，所述無(wú)機(jī)發(fā)熱粉體為碳化鋯粉體、碳化鈷粉體、碳化鉬粉體、碳化鎂粉體、碳化鎢粉體、碳化鉭粉體、遠(yuǎn)紅外陶瓷粉體中的至少一種；所述固化交聯(lián)劑為丙烯酸、聚乙烯醇中的一種或多種；所述稀釋劑為水、水與硅油混合物、水與乙二醇混合物中的一種。具體實(shí)施方式實(shí)施例1自發(fā)熱聚酯纖維A按以下工藝步驟制備而得：1)按重量百分比計(jì)，將碳化鎂粉體0.5％，丙烯酸與聚乙烯醇的混合物1％，水98.5％用乳化機(jī)將其混合均勻得到聚酯紡絲用發(fā)熱助劑，其中碳化鋯粉體的粒徑為500nm，其中丙烯酸與聚乙烯醇的混合物中丙烯酸與聚乙烯醇的重量比為1:1；2)按重量百分比計(jì)，稱量聚酯紡絲用發(fā)熱助劑10％，聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(PTT)90％，將稱量的聚酯紡絲用發(fā)熱助劑投入紡絲油溶罐，然后預(yù)熱紡絲機(jī)，待噴絲板溫度達(dá)到270℃后，將稱量的聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(PTT)烘干后放入熔融紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲得到聚酯原絲，打開(kāi)油劑泵，聚酯紡絲用發(fā)熱助劑噴涂于聚酯原絲表面，進(jìn)行牽伸卷繞，制得改性聚酯纖維，控制溫度為50℃和卷繞速度為5000m/min，進(jìn)行拉伸、定型，得到自發(fā)熱聚酯纖維A。實(shí)施例2自發(fā)熱聚酯纖維B按以下工藝步驟制備而得：1)按重量百分比計(jì)，將碳化鋯粉體2％，丙烯酸與聚乙烯醇的混合物4％，水與硅油的混合物94％用乳化機(jī)將其混合均勻得到聚酯紡絲用發(fā)熱助劑，其中碳化鋯粉體的粒徑為400nm，其中水與硅油的混合物中水和硅油的質(zhì)量比為1:1，丙烯酸與聚乙烯醇的混合物中丙烯酸與聚乙烯醇的重量比為1:1；2)按重量百分比計(jì)，稱量聚酯紡絲用發(fā)熱助劑10％，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)90％，將稱量的聚酯紡絲用發(fā)熱助劑投入紡絲油溶罐，然后預(yù)熱紡絲機(jī)，待噴絲板溫度達(dá)到270℃后，將稱量的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)烘干后放入熔融紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲得到聚酯原絲，打開(kāi)油劑泵，聚酯紡絲用發(fā)熱助劑噴涂于聚酯原絲表面，進(jìn)行牽伸卷繞，制得改性聚酯纖維，控制溫度為100℃和卷繞速度為1000m/min，進(jìn)行拉伸、定型，得到自發(fā)熱聚酯纖維B。實(shí)施例3自發(fā)熱聚酯纖維C按以下工藝步驟制備而得：1)按重量百分比計(jì)，將遠(yuǎn)紅外陶瓷粉體4％，丙烯酸與聚乙烯醇的混合物8％，水與硅油的混合物88％用乳化機(jī)將其混合液乳化充分后得到聚酯紡絲用發(fā)熱助劑，其中遠(yuǎn)紅外陶瓷粉體的粒徑為200nm，其中水與硅油的混合物中水和硅油的質(zhì)量比為1:1，丙烯酸與聚乙烯醇的混合物中丙烯酸與聚乙烯醇的重量比為1:1；2)按重量百分比計(jì)，稱量聚酯紡絲用發(fā)熱助劑10％，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)90％，將稱量的聚酯紡絲用發(fā)熱助劑投入紡絲油溶罐，然后預(yù)熱紡絲機(jī)，待噴絲板溫度達(dá)到270℃后，將稱量的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)烘干后放入熔融紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲得到聚酯原絲，打開(kāi)油劑泵，聚酯紡絲用發(fā)熱助劑噴涂于聚酯原絲表面，進(jìn)行牽伸卷繞，制得改性聚酯纖維，控制溫度為150℃和卷繞速度為3000m/min，進(jìn)行拉伸、定型，得到自發(fā)熱聚酯纖維C。實(shí)施例4自發(fā)熱聚酯纖維D按以下工藝步驟制備而得：1)按重量百分比計(jì)，將遠(yuǎn)紅外陶瓷粉體6％，丙烯酸與聚乙烯醇的混合物12％，水與乙二醇的混合物82％用乳化機(jī)將其混合液乳化充分后得到聚酯紡絲用發(fā)熱助劑，其中遠(yuǎn)紅外陶瓷粉體的粒徑為100nm，其中水與乙二醇的混合物中水和乙二醇的質(zhì)量比為1:1，丙烯酸與聚乙烯醇的混合物中丙烯酸與聚乙烯醇的重量比為1:1；2)按重量百分比計(jì)，稱量聚酯紡絲用發(fā)熱助劑10％，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)90％，將稱量的聚酯紡絲用發(fā)熱助劑投入紡絲油溶罐，然后預(yù)熱紡絲機(jī)，待噴絲板溫度達(dá)到270℃后，將稱量的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)烘干后放入熔融紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲得到聚酯原絲，打開(kāi)油劑泵，聚酯紡絲用發(fā)熱助劑噴涂于聚酯原絲表面，進(jìn)行牽伸卷繞，制得改性聚酯纖維，控制溫度為200℃和卷繞速度為4000m/min，進(jìn)行拉伸、定型，得到自發(fā)熱聚酯纖維D。實(shí)施例5自發(fā)熱聚酯纖維E按以下工藝步驟制備而得：1)按重量百分比計(jì)，將碳化鈷粉體8％，聚乙烯醇16％，水76％用乳化機(jī)將其混合液乳化充分后得到聚酯紡絲用發(fā)熱助劑，其中遠(yuǎn)紅外陶瓷粉體的粒徑為100nm；2)按重量百分比計(jì)，稱量聚酯紡絲用發(fā)熱助劑10％，聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)90％，將稱量的聚酯紡絲用發(fā)熱助劑投入紡絲油溶罐，然后預(yù)熱紡絲機(jī)，待噴絲板溫度達(dá)到270℃后，將稱量的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)烘干后放入熔融紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲得到聚酯原絲，打開(kāi)油劑泵，聚酯紡絲用發(fā)熱助劑噴涂于聚酯原絲表面，進(jìn)行牽伸卷繞，制得改性聚酯纖維，控制溫度為200℃和卷繞速度為4000m/min，進(jìn)行拉伸、定型，得到自發(fā)熱聚酯纖維E。實(shí)施例6自發(fā)熱聚酯纖維F按以下工藝步驟制備而得：1)按重量百分比計(jì)，將碳化鋯粉體與遠(yuǎn)紅外陶瓷粉體混合物10％，丙烯酸20％，水70％用乳化機(jī)將其混合液乳化充分后得到聚酯紡絲用發(fā)熱助劑，其中遠(yuǎn)紅外陶瓷粉體的粒徑為10nm,其中碳化鋯粉體與遠(yuǎn)紅外陶瓷粉體混合物中碳化鋯粉體與遠(yuǎn)紅外陶瓷粉體的重量份數(shù)比為1:1；2)按重量百分比計(jì)，稱量聚酯紡絲用發(fā)熱助劑10％，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)90％，將稱量的聚酯紡絲用發(fā)熱助劑投入紡絲油溶罐，然后預(yù)熱紡絲機(jī)，待噴絲板溫度達(dá)到270℃后，將稱量的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)烘干后放入熔融紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲得到聚酯原絲，打開(kāi)油劑泵，聚酯紡絲用發(fā)熱助劑噴涂于聚酯原絲表面，進(jìn)行牽伸卷繞，制得改性聚酯纖維，控制溫度為200℃和卷繞速度為800m/min，進(jìn)行拉伸、定型，得到自發(fā)熱聚酯纖維F。實(shí)施例7自發(fā)熱聚酯纖維G按以下工藝步驟制備而得：1)按重量百分比計(jì)，將碳化鋯粉體與遠(yuǎn)紅外陶瓷粉體混合物10％，丙烯酸20％，水70％用乳化機(jī)將其混合液乳化充分后得到聚酯紡絲用發(fā)熱助劑，其中遠(yuǎn)紅外陶瓷粉體的粒徑為50nm，其中碳化鋯粉體與遠(yuǎn)紅外陶瓷粉體混合物中碳化鋯粉體與遠(yuǎn)紅外陶瓷粉體的重量份數(shù)比為1:1；2)按重量百分比計(jì)，稱量聚酯紡絲用發(fā)熱助劑5％，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)95％，將稱量的聚酯紡絲用發(fā)熱助劑投入紡絲油溶罐，然后預(yù)熱紡絲機(jī)，待噴絲板溫度達(dá)到270℃后，將稱量的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)烘干后放入熔融紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲得到聚酯原絲，打開(kāi)油劑泵，聚酯紡絲用發(fā)熱助劑噴涂于聚酯原絲表面，進(jìn)行牽伸卷繞，制得改性聚酯纖維，控制溫度為200℃和卷繞速度為800m/min，進(jìn)行拉伸、定型，得到自發(fā)熱聚酯纖維G。實(shí)施例8自發(fā)熱聚酯纖維H按以下工藝步驟制備而得：1)按重量百分比計(jì)，將碳化鎢粉體、碳化鉭粉體混合物10％，丙烯酸20％，水70％用乳化機(jī)將其混合液乳化充分后得到聚酯紡絲用發(fā)熱助劑，其中遠(yuǎn)紅外陶瓷粉體的粒徑為300nm，其中碳化鎢粉體、碳化鉭粉體混合物中碳化鎢粉體、碳化鉭粉體的重量份數(shù)比為1:1；2)按重量百分比計(jì)，稱量聚酯紡絲用發(fā)熱助劑0.25％，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)99.75％，將稱量的聚酯紡絲用發(fā)熱助劑投入紡絲油溶罐，然后預(yù)熱紡絲機(jī)，待噴絲板溫度達(dá)到270℃后，將稱量的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)烘干后放入熔融紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲得到聚酯原絲，打開(kāi)油劑泵，聚酯紡絲用發(fā)熱助劑噴涂于聚酯原絲表面，進(jìn)行牽伸卷繞，制得改性聚酯纖維，控制溫度為200℃和卷繞速度為800m/min，進(jìn)行拉伸、定型，得到自發(fā)熱聚酯纖維H。將實(shí)施例1～8中制得的自發(fā)熱聚酯纖維A～H與對(duì)比例的聚酯纖維進(jìn)行測(cè)試對(duì)比，用紅外成像儀進(jìn)行表征，用溫度來(lái)衡量發(fā)熱效果，所得測(cè)試效果如下表1，其中對(duì)比例的聚酯纖維是未加入聚酯紡絲用發(fā)熱助劑制得的聚酯纖維，其制作方法如下：預(yù)熱紡絲機(jī)，待噴絲板溫度達(dá)到270℃后，將聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)烘干后放入熔融紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲得到聚酯原絲，進(jìn)行牽伸卷繞，制得改性聚酯纖維，控制溫度為200℃和卷繞速度為800m/min，進(jìn)行拉伸、定型，得到對(duì)比例聚酯纖維。表1自發(fā)熱聚酯纖維測(cè)前溫度℃測(cè)試溫度℃升高溫度℃對(duì)比例24.628.43.8A24.632.37.7B24.638.712.1C24.642.618.0D24.644.219.6E24.645.120.5F24.647.222.6G24.644.219.6H24.640.215.6當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3