專利名稱：一種納米量子能母粒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成纖維母粒及其制備方法，具體的，本發(fā)明涉及一種納米量子能母粒的制備方法。
背景技術(shù)：
滌綸是世界產(chǎn)量最大，應用最廣泛的合成纖維品種，目前滌綸占世界合成纖維產(chǎn)量的60%以上。大量用于衣料、床上用品、各種裝飾布料、國防軍工特殊織物等紡織品以及其他工業(yè)用纖維制品，如過濾材料、絕緣材料、輪胎簾子線、傳送帶等。近年來，隨著國內(nèi)經(jīng)濟持續(xù)快速增長和國內(nèi)居民消費能力的不斷提高，國內(nèi)地區(qū)滌綸短纖維的需求量也不斷增長。中國滌綸系列產(chǎn)品產(chǎn)能以驚人的速度增長著，滌綸纖維產(chǎn)能的迅速增長，使得中國正逐 漸發(fā)展成為世界滌綸類產(chǎn)品的重要加工基地。滌綸纖維是所有紡織纖維中加工總量最多的化纖品種，開發(fā)差別化品種，提高產(chǎn)品附加值，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，對整個化纖工業(yè)的影響至關(guān)重要；產(chǎn)品差別化是滌綸的發(fā)展方向，而中國的滌綸纖維生產(chǎn)企業(yè)也正是沿著這個方向發(fā)展。因此滌綸行業(yè)還有很大的開發(fā)潛力。本申請的發(fā)明人致力于將礦石的特殊功能性方面的特點引人到滌綸纖維母粒的合成中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了滿足人們對越來越重視紡織材料功能性方面的需要，不斷開發(fā)功能性的聚酯纖維，我們通過對自然資源中的一些具有良好功能性的礦石進行篩選，最終確定了五色礦石作為本發(fā)明的納米材料的原料，并對傳統(tǒng)的聚酯纖維進行改性。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案本發(fā)明的第一方面，提供一種納米量子能母粒，所述納米量子能母粒組分為納米量子能礦石粉 10 16wt%PET80 85. 5wt%助劑I 4. 5wt%所述助劑為偶聯(lián)劑7.5 17.5wt%分散劑2.5 12.5wt%抗氧劑O. 01 O. Iwt % ；以上助劑含量均為占納米量子能礦石粉的質(zhì)量百分比。上述納米量子能礦石粉粒徑為50nm-80nm。上述偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑；上述分散劑為亞甲基雙奈磺酸鈉；上述抗氧劑為三(2，4 一二叔丁基苯基)亞磷酸酯。本發(fā)明的第二方面，提供上述納米量子能母粒的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括下述步驟(a)將五色礦石在1000°C -1200°C高溫下反復煅燒2_3次，粉碎至50_80nm，獲得礦石粉；(b)在礦石粉中加入水和酵素，發(fā)酵60天，再將發(fā)酵的礦石粉經(jīng)納米粉碎，獲得納米量子能礦石粉；(c)對步驟(b)獲得的納米量子能礦石粉進行真空干燥1-1. 5小時；(d)將經(jīng)步驟(C)處理的納米量子能礦石粉、PET、助劑按照比例混熔造粒，獲得納米量子能母粒。上述步驟(a)中粉碎分二步進行，先用粉碎機初步粉碎五色礦石；再用NNM6高效納米砂磨機進行二次粉碎。
上述步驟(b)中，發(fā)酵時，礦石粉為75wt%，酵素為5wt%，水為20%;發(fā)酵溫度為25°C，濕度為60%。上述步驟(C)中，在120°C的溫度下，對納米量子能礦石粉進行真空干燥。上述步驟(d)中，混熔造粒時，將所有物料高速混合15-20分鐘后出料，再將其投入雙螺桿擠出機熔融共擠，水冷，切粒，干燥，獲得納米量子能母粒。上述步驟(d)中，雙螺桿擠出機1-8區(qū)各區(qū)溫度分別控制為200°C，215°C，235°C，255 °C, 260°C, 270 °C, 270 °C, 255 °C ;螺桿壓力0. 12Mpa ;螺桿轉(zhuǎn)速1100r/min ;喂料轉(zhuǎn)速750r/min ;切粒機轉(zhuǎn)速1200r/min ;水浴溫度20°C -30°C ;干燥溫度 80°C _100°C。上述步驟(d)中，混熔造粒時，將所有物料高速混合15-20分鐘后出料，再將其投入雙螺桿擠出機熔融共擠，水冷，切粒，干燥，獲得納米量子能母粒。上述五色礦石購自韓國QUANTUM ENERGY公司；規(guī)格Si0260%，K20 2%,Fe2038%,Al2O3 25%，其他5%，直徑在0. l-5cm之間。本發(fā)明所解決的一種納米量子能改性纖維的制備方法的技術(shù)問題的技術(shù)方案為配料配比為納米量子能母粒 l-2wt%滌綸切片98_99wt%。上述改性纖維具有螺旋式卷曲的三維結(jié)構(gòu)。上述改性纖維橫截面為六面體。工藝流程配料-混合-干燥-紡絲-卷繞-絡(luò)桶-集束-拉伸-熱定型-切斷-打包。將配好的物料在混合機中均勻混合，再加入紡絲機中拉絲。上述紡絲及后處理工藝參數(shù)為紡絲速度1000m/min，熔融溫度280°C，F(xiàn)R-I轉(zhuǎn)速1500r/min, FR-2 轉(zhuǎn)速 l500r/min，SR 轉(zhuǎn)速 l800r/min，DF-3 蒸汽壓力 I. 3MPa, HF 蒸汽壓力
I.25MPa，總牽伸倍數(shù)4. 05。上述紡絲步驟中，采用的噴絲設(shè)備的噴絲孔為六邊形的異形截面。上述紡絲步驟中，凝固浴時增加三維定型裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是選擇新型礦石材料，通過納米處理、發(fā)酵，使其礦石的特點可適用于開發(fā)功能性纖維，并通過分散處理，使得納米顆粒均勻分散在載體中，通過高速攪拌，混合，熔融，擠出，即可得到納米量子能母粒，并熔融紡絲，工藝無污染，經(jīng)濟環(huán)保。本發(fā)明選用的礦石原料經(jīng)發(fā)酵后，功能較多，擴大了量子能改性纖維的適用范圍。該納米量子能改性纖維工藝簡單，適用于工業(yè)化生產(chǎn)，且成本較低，清潔無污染，符合環(huán)保要求。本發(fā)明納米量子能母粒具有以下優(yōu)點I.該母粒是溫度調(diào)節(jié)、遠紅外釋放、抗菌除臭和吸濕快干等功能的良好載體，因為母粒中含有具有上述功能的有效成分。2.通過本發(fā)明母粒，可以將礦石的功能性有效成分均勻分散到紡絲原液中。


圖I是噴絲孔異形截面示意圖。
圖2是螺旋式卷曲的三維結(jié)構(gòu)纖維示意圖。
具體實施例方式實施例I納米量子能母粒的制備工藝(I)納米量子能礦石粉的制備。將一種五色礦石(韓國QUANTUM ENERGY公司；規(guī)格SiO2 60%, K2O 2%, Fe2O3 8%, Al2O3 25%，其他 5%，直徑在 O. l_5cm 之間)在 1200°C高溫下反復煅燒2-3次，每次2小時，去除礦石中的無效成分，通過普通的粉碎機初步粉碎礦石，再用干法粉碎設(shè)備-NNM6高效納米砂磨機進行二次粉碎，使得納米五色礦石粉粒徑在50-80nm。將制備得到的納米五色礦石粉在恒溫恒濕條件下混入水和發(fā)酵用酵素進行發(fā)酵處理60日后，干燥后納米粉碎30分鐘制得納米量子能礦石粉。其發(fā)酵工藝如下
H2O20%
發(fā)酵用醇素5%
礦石粉75%
溫度25 O
濕度60%(2)真空干燥，在120°C的溫度下，對納米量子能礦石粉進行真空干燥I. 5小時；(3)混熔造粒，將下述物料高速混合20分鐘后出料，再將其投入雙螺桿擠出機熔融共擠，水冷，切粒，干燥，得到納米量子能母粒；熔融造粒工藝參數(shù)為雙螺桿擠出機1-8區(qū)各區(qū)溫度分別控制為 200。。，215。。，2350C ,255°C, 260°C，270°C，270°C，255°C ;螺桿壓力
O.12Mpa ;螺桿轉(zhuǎn)速1100r/min ;喂料轉(zhuǎn)速750r/min ;切粒機轉(zhuǎn)速1200r/min ;水浴溫度200C ;干燥溫度100°C。本方案所采用的納米量子能母粒的配方為按照重量百分比包括以下幾種成分納米量子能礦石粉 10-16wt%PET80-85. 5wt%助劑1-4. 5wt%所述的納米量子能礦石粉為五色礦石經(jīng)特殊工藝制作的納米粉，平均粒徑在50nm-80nm ;所述的助劑包括占納米量子能礦石粉質(zhì)量百分比的下列成分所述助劑為偶聯(lián)劑7.5 17.5wt%分散劑2.5 12.5wt%抗氧劑O. 01 O. Iwt % ；所述偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑；所述分散劑為亞甲基雙萘磺酸鈉；所述抗氧劑為三(2，4 一二叔丁基苯基)亞磷酸酯。實施例2納米量子能改性纖維的制備工藝
配料配比為實施例I的納米量子能母粒l-2wt%滌綸切片98_99wt%發(fā)明人通過大量實驗研究得出上述比例；如果納米量子能母粒的比例過大會增加產(chǎn)品成本，以及對紡絲設(shè)備造成堵塞、磨損等不利影響，降低效率和產(chǎn)品品質(zhì)；而比例過低會使得產(chǎn)品的功能性降低或達不到設(shè)計的功能性指標。工藝流程配料-混合-干燥-紡絲-卷繞-絡(luò)桶-集束-拉伸-熱定型-切斷-打包。將配好的物料在混合機中均勻混合，再加入紡絲機中拉絲。主要紡絲及后處理工藝參數(shù)紡絲速度1000m/min，熔融溫度280°C，F(xiàn)R-I (第一牽伸輥)轉(zhuǎn)速1500r/min，F(xiàn)R-2(第二牽伸輥)轉(zhuǎn)速1500r/min，SR (卷繞輥)轉(zhuǎn)速1800r/min，DF-3 (第三拉伸機)蒸汽壓力1.3MPa，HF (定型輥)蒸汽壓力I. 25MPa，總牽伸倍數(shù)4. 05。在紡絲步驟中，有以下優(yōu)選方案(I)在噴絲設(shè)備中，把噴絲孔改成異形截面(如圖I所示)，從而使得到的纖維也為異形截面，最終改善了纖維的光澤度和比表面積。(2)還可以在傳統(tǒng)的紡絲凝固浴中加上三維定型裝置，從而使得到的纖維并不是二維的單向細長的普通長絲，而是具有螺旋式卷曲的三維結(jié)構(gòu)(如圖2所示)。以上對本發(fā)明的描述并不用于限制本發(fā)明的范圍。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明提供的技術(shù)方案做出各種相應的改變，這些改變都應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種納米量子能母粒，其特征在于，所述納米量子能母粒組分為 納米量子能礦石粉 10 16wt% PET80 85. 5wt% 助劑I 4. 5wt% 所述助劑為 偶聯(lián)劑 7.5 17.5wt% 分散劑 2.5 12.5wt% 抗氧劑 O. 01 O. Iwt % ； 以上助劑含量均為占納米量子能礦石粉的質(zhì)量百分比。
2.如權(quán)利要求I所述納米量子能母粒，其特征在于，所述納米量子能礦石粉粒徑為50nm_80nmo
3.如權(quán)利要求I所述納米量子能母粒，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑；所述分散劑為亞甲基雙奈磺酸鈉；所述抗氧劑為三(2，4 一二叔丁基苯基)亞磷酸酯。
4.如權(quán)利要求2所述納米量子能母粒，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑；所述分散劑為亞甲基雙奈磺酸鈉；所述抗氧劑為三(2，4 一二叔丁基苯基)亞磷酸酯。
5.如權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述納米量子能母粒的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括下述步驟 (a)將五色礦石在1000°C-1200°C高溫下反復煅燒2_3次，粉碎至50_80nm，獲得礦石粉； (b)在礦石粉中加入水和酵素，發(fā)酵60天，再將發(fā)酵的礦石粉經(jīng)納米粉碎，獲得納米量子能礦石粉； (c)對步驟(b)獲得的納米量子能礦石粉進行真空干燥1-1.5小時； (d)將經(jīng)步驟(c)處理的納米量子能礦石粉、PET、助劑按照比例混熔造粒，獲得納米量子能母粒。
6.如權(quán)利要求5所述納米量子能母粒的制備方法，其特征在于，所述步驟(a)中粉碎分二步進行，先用粉碎機初步粉碎五色礦石；再用NNM6高效納米砂磨機進行二次粉碎。
7.如權(quán)利要求5所述納米量子能母粒的制備方法，其特征在于，所述步驟(b)中，發(fā)酵時，礦石粉為75wt%，酵素為5wt%，水為20% ;發(fā)酵溫度為25°C，濕度為60%。
8.如權(quán)利要求6所述所述納米量子能母粒的制備方法，其特征在于，所述步驟(b)中，發(fā)酵時，礦石粉為75wt%，酵素為5wt%，水為20% ;發(fā)酵溫度為25°C，濕度為60%。
9.如權(quán)利要求5所述納米量子能母粒的制備方法，其特征在于，所述步驟(c)中，在120°C的溫度下，對納米量子能礦石粉進行真空干燥。
10.如權(quán)利要求6、7或8所述納米量子能母粒的制備方法，其特征在于，所述步驟(C)中，在120°C的溫度下，對納米量子能礦石粉進行真空干燥。
11.如權(quán)利要求5所述納米量子能母粒的制備方法，其特征在于，所述步驟(d)中，混熔造粒時，將所有物料高速混合15-20分鐘后出料，再將其投入雙螺桿擠出機熔融共擠，水冷，切粒，干燥，獲得納米量子能母粒。
12.如權(quán)利要求6-9任一權(quán)利要求所述納米量子能母粒的制備方法，其特征在于，所述步驟(d)中，混熔造粒時，將所有物料高速混合15-20分鐘后出料，再將其投入雙螺桿擠出機熔融共擠，水冷，切粒，干燥，獲得納米量子能母粒。
13.如權(quán)利要求6-9或11任一權(quán)利要求所述納米量子能母粒的制備方法，其特征在于，所述步驟⑷中，雙螺桿擠出機1-8區(qū)各區(qū)溫度分別控制為200°C，215°C，235°C，255°C，260 °C, 270 °C, 270 °C, 255 °C ;螺桿壓力0. 12Mpa ;螺桿轉(zhuǎn)速1100r/min ;喂料轉(zhuǎn)速750r/min ;切粒機轉(zhuǎn)速1200r/min ;水浴溫度20°C -30°C ;干燥溫度80°C -100°C。
14.如權(quán)利要求6-9或11任一權(quán)利要求所述納米量子能母粒的制備方法，其特征在于,所述五色礦石購自韓國QUANTUM ENERGY公司；規(guī)格Si0260%，K202%，F(xiàn)e2O3 8%, Al2O325%，其他5%，直徑在O. l-5cm之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種納米量子能母粒，所述納米量子能母粒組分為納米量子能礦石粉10～16wt％；PET80～85.5wt％；助劑1～4.5wt％；所述助劑為偶聯(lián)劑7.5～17.5wt％；分散劑2.5～12.5wt％；抗氧劑0.01～0.1wt％。本發(fā)明納米量子能母粒是溫度調(diào)節(jié)、遠紅外釋放、抗菌除臭和吸濕快干等功能的良好載體，可以使礦石的功能性有效成分均勻分散到紡絲原液中。
文檔編號B29C47/92GK102827461SQ20121032600
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月5日
發(fā)明者徐良平, 肖媛麗, 倪蓉, 徐兆梅, 鐘綿國 申請人:羅萊家紡股份有限公司