含廢毛活性炭聚酯纖維的制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種含廢毛活性炭聚酯纖維的制備方法，屬于人造長絲的制造方法技術領域。將廢毛活性炭顆粒分散到聚酯載體中，形成聚酯母粒，形成聚酯母粒，將聚酯母粒與合成纖維母粒共混，熔融紡絲制備得到聚酯原絲，將聚酯原絲導入水中洗滌，去除水溶性聚合物，獲得含廢毛活性炭的聚酯纖維，聚酯纖維中活性炭含量為1.0?6.5%。
【專利說明】
含廢毛活性炭聚酯纖維的制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種含廢毛活性炭聚酯纖維的制備方法，屬于人造長絲的制造方法技術領域。【背景技術】
[0002]廢棄纖維資源量巨大，處理不當不僅會造成環境污染，而且會增加處理成本，浪費資源。利用廢棄毛纖維制備高貫穿多微孔顆粒活性炭，這有利于減輕環境對廢棄物處理壓力，并為廢棄毛纖維的合理利用提供更多有效途徑，從而提高產品利用附加值。
[0003]廢毛活性炭是以廢棄毛纖維為原料經炭化活化過程燒制而成，呈現高度貫穿、活化微孔明顯、且穩定的網絡狀結構，比表面積大，擁有較強的吸附能力，具有導電和阻隔電磁波輻射的能力。
[0004]廢毛活性炭聚酯纖維是通過添加微納米超細廢毛顆粒活性炭粉末紡制而得的功能性聚酯纖維，是一種具有吸濕、透氣、除臭、吸附、抗靜電、吸附功能的保健纖維。
[0005]中國專利CN 102161485 B “利用廢棄羊毛制備活性炭的方法”涉及利用廢棄羊毛制備活性炭的方法，但制備的活性炭比表面積較低，不超過450m2.g^1，低的比表面積限制了顆粒活性炭的應用；中國專利CN 102602931 B“利用頭發制備醫用活性炭管的方法”涉及了利用頭發制備醫用活性炭管的制備方法，豐富了以蛋白質纖維為原料的活性炭應用領域， 但目前尚未見到以蛋白質纖維為原料的活性炭用于化學制備領域。
[0006]中國專利CN 100528978C “一種功能竹炭粉體加工方法及其在合成纖維中應用”和中國專利CN 1302900C “一種竹炭超細粉體的加工方法及其在合成纖維中的應用”涉及一種將竹炭粉體添加到合成纖維中的制備方法，但因大分子合成高聚物將竹炭緊緊包裹，很難發揮竹炭應有的功效，因此如何更好地發揮活性炭在聚酯纖維中的功效也是本發明需要解決的技術問題。
[0007]基于此，做出本申請。
【發明內容】
[0008]本發明主要解決的技術問題是提供一種含廢毛活性炭的聚酯纖維制備方法，該工藝能很好發揮活性炭在聚酯纖維中的功效，提高聚酯纖維面料的吸濕、透氣、除臭、吸附、抗靜電、吸附等方面的性能。
[0009]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下:含廢毛活性炭聚酯纖維的制備方法，包括如下步驟:(1)將比表面應大于500m2 ? g"1的廢毛活性炭研磨制成微納米超細的廢毛活性炭顆粒；(2)將廢毛活性炭顆粒分散到聚酯載體中，制備成高活性炭含量的聚酯母粒；(3)將高活性炭含量的聚酯母粒與合成纖維母粒(由PET聚酯和水溶性聚合物制備而成)共混，熔融紡絲，從而制備獲得含廢毛活性炭的聚酯原絲；(4)將聚酯原絲導入95°C_105°C的水溶液中洗滌，去除水溶性聚合物，獲得含廢毛活性炭的聚酯纖維。
[0010]進一步的，作為優選:步驟(1)中，廢毛活性炭顆粒是由廢毛活性炭在空氣氣氛中行星式高能球磨機研磨獲得，其粒徑控制小于550nm〇
[0011]步驟(1)中，所述的研磨過程需向廢毛活性炭中加入小分子無機聚合物或無機電解質作為分散劑以配成球磨原料，分散劑可以是硅酸鈉、鋁酸鈉、檸檬酸銨、三聚磷酸鉀、焦磷酸鉀、2-磷酸丁烷_1，2,4三羥酸等，要求分散劑占廢毛活性炭的用量控制在1%-15%，將球磨原料按球料比5:1到15:1裝入鋼罐中進行研磨即可得到廢毛活性炭顆粒。
[0012]步驟(2)中，所述的合成纖維母粒為聚酯與水溶性聚合物的混合物，其水溶液聚合物含量為3-25%。[0〇13] 步驟(3)中，所述高活性炭含量的聚酯母粒中，活性炭含量控制在15%-48%。
[0014]步驟(3)中，所述的聚酯原絲中，水溶性聚合物(包括水溶性聚酯或水溶性其他聚合物)含量控制在2%-23%。
[0015]步驟⑷中，所述含廢毛活性炭的聚酯纖維中，活性炭含量控制在1.0%-6.5%。
[0016]與常規的抗菌粘膠纖維制備相比，本發明的工作原理及有益效果如下:(1)本申請所制得的含廢毛活性炭的聚酯纖維具有吸濕、透氣、除臭、吸附、抗靜電、吸附功能。本申請中，聚酯母粒中含有廢毛活性炭，合成纖維母粒中含有水溶性聚合物，在紡絲過程中，聚酯原絲中的水溶性聚酯在水溶過程中，將廢毛活性炭顆粒的孔洞進行適當暴露并貫穿，使聚酯纖維成型過程中形成孔洞，不僅可以最大程度的發揮活性炭的功效，賦予聚酯纖維良好的吸附和除臭抗靜電性，而且，這些孔洞的存在還提高了聚酯纖維的吸濕透氣性。
[0017](2)制得的含廢毛顆粒活性炭的聚酯纖維具有較低的沸水收縮率，且性能穩定。本申請中，以含有廢毛活性炭顆粒的聚酯母粒和含有水溶性聚合物的合成纖維母粒為原料進行共混熔融紡絲，在聚酯原絲中引入活性炭和水溶性組分，而后再在熱水中進行洗滌，水溶性組分發生水溶并出離聚酯原絲，聚酯原絲發生二次成型形成聚酯纖維，原料經過兩次成型并最終形成滌綸纖維，其中的收縮因素在成型過程中得到控制，因而其廢水收縮率可控制在1.0-1.8%之間。
[0018](3 )制備流程短，工藝過程簡單、適合于批量工業化生產。本申請中，纖維的制備主要分為四部:聚酯母粒的合成、合成纖維母粒的合成、共混熔融紡絲和熱水洗滌，四個工序中，聚酯母粒合成與合成纖維母粒合成可同步進行，共混熔融紡絲完成后可直接進行熱水洗滌，無需進行其他的工序，且操作過程中可控性好，工藝過程簡單，不僅適用于小批量生產，還可以用于批量工業化生產。【具體實施方式】
[0019]實施例1利用空氣氣氛中行星式高能球磨機對梓檬酸銨(含量為12%)和比表面應為570m2 ? g^1 的廢毛活性炭(含量為88%)構成的球磨原料進行研磨，控制球料比為15:1，從而獲得小于 400nm的微納米超細廢毛活性炭粉末。取微納米超細廢毛活性炭粉末4kg和6kg聚酯切片，經混合造粒機造粒獲得高活性炭含量的聚酯母粒。然后將l〇kg高活性炭含量的聚酯母粒與15kg特性粘度為0.49dl/g的水溶性聚酯切片和90kg聚酯切片進行混合，并經熔融紡絲、牽伸定型等工序后獲得含廢毛活性炭的聚酯原絲纖維。最后將含廢毛活性炭的聚酯原絲纖維放入95°C熱水溶液中約50分鐘，以去除水溶性聚酯，從而獲得含4%廢毛活性炭的聚酯纖維。
[0020]本實施例所制備的含廢毛活性炭聚酯纖維的規格為120D/108f，斷裂強度大于 2.8cN/dtex，沸水收縮率1.8 ± 0.4%。[〇〇21] 實施例2利用空氣氣氛中行星式高能球磨機對鋁酸鈉(含量為10%)和比表面應為600m2 ?的廢毛活性炭(含量為90%)構成的球磨原料進行研磨，控制球料比為12:1，從而獲得小于 450nm的微納米超細廢毛活性炭粉末。取微納米超細廢毛活性炭粉末3kg和8kg聚酯切片，經混合造粒機造粒獲得高活性炭含量的聚酯母粒。然后將11kg高活性炭含量的聚酯母粒與 8kg特性粘度為0.48dl/g的水溶性聚酯切片和109kg聚酯切片進行混合，并經熔融紡絲、牽伸定型等工序后獲得含廢毛活性炭的聚酯原絲纖維。最后將含廢毛活性炭的聚酯原絲纖維放入100 °C熱水溶液中約45分鐘，以去除水溶性聚酯，從而獲得含2.5%廢毛活性炭的聚酯纖維。[〇〇22]本實施例所制備的含廢毛活性炭聚酯纖維的規格為130D/108f，斷裂強度大于 3 ? OcN/dtex，沸水收縮率1 ? 3 ± 0 ? 3%。[〇〇23] 實施例3利用空氣氣氛中行星式高能球磨機對三聚磷酸鉀(含量為6%)和比表面應為730m2 ? g一1 的廢毛活性炭(含量為94%)構成的球磨原料進行研磨，控制球料比為8:1，從而獲得小于 520nm的微納米超細廢毛活性炭粉末。取微納米超細廢毛活性炭粉末3kg和12kg聚酯切片， 經混合造粒機造粒獲得高活性炭含量的聚酯母粒。然后將15kg高活性炭含量的聚酯母粒與 4kg特性粘度為0.46dl/g的水溶性其他聚合物切片和145kg聚酯切片進行混合，并經熔融紡絲、牽伸定型等工序后獲得含廢毛活性炭的聚酯原絲纖維。最后將含廢毛活性炭的聚酯原絲纖維放入105°C熱水溶液中約70分鐘，以去除水溶性聚酯，從而獲得含1.88%廢毛活性炭的聚酯纖維。[〇〇24]本實施例所制備的含廢毛活性炭聚酯纖維的規格為140D/108f，斷裂強度大于 3 ? 2cN/dtex，沸水收縮率1 ? 0 ± 0 ? 3%。
[0025]以上內容是結合本發明創造的優選實施方式對所提供技術方案所作的進一步詳細說明，不能認定本發明創造具體實施只局限于上述這些說明，對于本發明創造所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明創造的保護范圍。
【主權項】
1.含廢毛活性炭聚酯纖維的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:(1)聚酯母粒的制備:將廢毛活性炭顆粒分散到聚酯載體中，形成聚酯母粒，形成聚酯 母粒，其中，所述的廢毛活性炭顆粒是由廢毛活性炭研磨形成，聚酯母粒中，活性碳含量為 15-48%；(2)聚酯原絲的加工:將聚酯母粒與合成纖維母粒共混，熔融紡絲制備得到聚酯原絲；(3)洗滌:將聚酯原絲導入水中洗滌，去除水溶性聚合物，獲得含廢毛活性炭的聚酯纖維。2.如權利要求1所述的含廢毛活性炭聚酯纖維的制備方法，其特征在于:所述廢毛活性 炭的比表面積彡500m2/g。3.如權利要求1所述的含廢毛活性炭聚酯纖維的制備方法，其特征在于，所述的研磨是 指:以廢毛活性炭為原料，無機聚合物或無機電解質為分散劑，分散劑添加量為廢毛活性炭 質量的1?15%;將廢毛活性炭和分散劑按球料比(5-15): 1研磨，即得廢毛活性炭顆粒。4.如權利要求3所述的含廢毛活性炭聚酯纖維的制備方法，其特征在于:所述的分散劑 為硅酸鈉、鋁酸鈉、檸檬酸銨、三聚磷酸鉀、焦磷酸鉀、2-磷酸丁烷_1，2,4三羥酸中的任一種 或多種的組合。5.如權利要求1所述的含廢毛活性炭聚酯纖維的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，所 述的合成纖維母粒為聚酯與水溶性聚合物的混合物，其水溶液聚合物含量為3-25%。6.如權利要求1所述的含廢毛活性炭聚酯纖維的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，聚 酯原絲中的水溶性聚合物占含量為2-23%。7.如權利要求1所述的含廢毛活性炭聚酯纖維的制備方法，其特征在于:步驟(3)中，洗 滌水的溫度為95-105°C。8.如權利要求1所述的含廢毛活性炭聚酯纖維的制備方法，其特征在于:所述的聚酯纖 維中活性炭含量為1.0-6.5%。9.如權利要求1-8任一項所述的含廢毛活性炭聚酯纖維的制備方法，其特征在于:水溶 性聚合物的特性粘度為0.45 -0.50 dl/g。
【文檔編號】D01F1/10GK105951198SQ201610351086
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月25日
【發明人】鄒專勇, 周建迪, 趙連英, 朱丹萍, 繆洪超
【申請人】浙江紡織服裝科技有限公司