一种摩擦纺相变抗静电复合纱及其制备方法与流程

本发明涉及相变抗静电功能复合纱的制备方法，更具体地说，本发明涉及一种摩擦纺相变抗静电复合纱及其制备方法。

背景技术：

相变功能纺织品作为典型的智能纺织品，可广泛用于建筑节能、工业余热回收、电子产品热保护、军事单兵防护服、宇航服、医疗温控等领域，其民用市场接受度高，可成为传统纺织业发展的新增长点。

相变功能纺织品制备方法多为微胶囊法、浸渍法、静电纺等。如北京服装学院梁燕的发明专利一种石墨烯改性相变微胶囊材料的制备方法(申请号：cn201910208346.3)；太仓市明烨化纤有限公司王俊明的发明专利一种熔融复合纺丝纤维的制备方法(申请号：cn201710912532.6)；罗耀发等人的发明专利一种基于水性发泡涂层的保温面料及其制备方法(申请号：cn201811495792.9)；江南大学蔡以兵等采用静电纺的方式制备了具有相变功能的纳米纤维毡。但这些的制备技术并不是很完善，存在着相变物质含量低，热循环性能差，生产成本较高，很难大规模的推广等问题。相比之下，武汉纺织大学姜明等人发明的一种相变储热包芯纱的制备方法(申请号：cn107460587a)可实现相变材料的高吸附，但他们采用的环锭纺或转杯纺存在纺纱成形难，纺纱流程复杂的问题，限制了规模化发展，而且还存在包芯纱导热效果差，相变材料易泄漏等问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种摩擦纺相变抗静电复合纱及其制备方法。

一种摩擦纺相变抗静电复合纱制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将涤纶纱线顺次浸渍在聚乙二醇和碳纳米管混合物以及聚乙烯醇缩丁醛溶液中，得到涤纶-peg-碳纳米管-pvb复合纱；

步骤2、将涤纶-peg-碳纳米管-pvb复合纱作为芯纱，普通合成纤维作为外包纤维，通过摩擦纺制得涤纶-peg-碳纳米管-pvb-合成纤维复合纱线。

进一步的，所述涤纶纱线密度为18tex-32tex。

进一步的，所述步骤2中，通过将涤纶纱线依次通过聚乙二醇和碳纳米管混合物贮存槽以及聚乙烯醇缩丁醛溶液贮存槽，完成涤纶纱线的peg浸渍和pvb浸渍。

进一步的，聚乙二醇和碳纳米管混合物贮存槽的温度设定为可保证聚乙二醇完全熔融的温度，聚乙烯醇缩丁醛溶液贮存槽的温度为常温。

进一步的，所述聚乙烯醇缩丁醛溶液的质量浓度为10％-30％，溶剂为乙醇。

进一步的，涤纶通过聚乙二醇和碳纳米管混合物贮存槽和聚乙烯醇缩丁醛溶液贮存槽的速度为5m/min-10m/min。

进一步的，聚乙二醇和碳纳米管混合物中，聚乙二醇的平均分子量为2000-10000。

进一步的，聚乙二醇和碳纳米管混合物中，碳纳米管的含量为peg质量的1％-3％。

进一步的，所述普通合成纤维为涤纶、丙纶和腈纶中的任意一种或多种。

一种摩擦纺相变抗静电复合纱，由上述方法制成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的相变抗静电复合纱具有多层结构，即以涤纶纱为芯纱，采用添加了碳纳米管的peg作为相变储热材料、pvb为peg的中间保护层，采用合成纤维作为外包覆层。peg赋予复合纱线良好的相变调温功能，碳纳米管因为peg的粘附作用而进入纱体从而赋予复合纱良好的抗静电特性和导热效率，peg外表面的pvb薄膜等能够有效的防止peg的脱落，增加纱线的耐久性。本发明的复合纱的优点为：1)复合纱的相变焓值高，储热效果好，传热效率高，抗静电性能好；2)制备方法简单、经济、快速；3)使用寿命长，热循环性能稳定；4)相变温度可调，适用温度范围较宽。5)对原料适用性强，通过此种制备方法可轻易实现抗静电与相变功能复合，尤其是可以解决peg上浆不匀后，转杯纺和环锭纺难以制得包芯纱，且peg不耐摩擦的问题。6)制作中可以改变最外层的包覆材料以得到不同表面性状的复合纱线。

附图说明

图1是本发明peg和pvb浸渍流程示意图；

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例一

如图1所示，一种摩擦纺相变抗静电复合纱及其制备方法，其步骤如下：

1)18tex的涤纶纱依次通过浆纱机上的peg和碳纳米管混合物贮存槽和pvb溶液贮存槽，完成涤纶纱的peg浸渍和pvb浸渍，得到涤纶/peg/碳纳米管/pvb纱。peg分子量为2000，贮存槽的温度设定在70℃。pvb乙醇溶液贮存槽的温度为常温，溶液浓度为10％。待peg完全熔融后，加入碳纳米管分散液，碳纳米管的含量为peg质量的1％，然后按8m/min的速度导入涤纶纱，依次通过peg和碳纳米管混合物贮存槽和pvb溶液贮存槽后，通过卷绕装置将涤纶/peg2000/碳纳米管/pvb纱卷绕成筒纱；

2)设置hfx-02摩擦纺纱机参数，如表1所示，将涤纶熟条喂入分梳辊，涤纶/peg2000/碳纳米管/pvb纱引入摩擦辊，启动机器，通过卷绕装置将涤纶/peg2000/碳纳米管/pvb/涤纶纱卷绕成筒纱，最终得到一种相变抗静电复合纱线。

表1hfx-02摩擦纺纱机参数

测得涤纶/peg2000/碳纳米管/pvb/涤纶纱的质量比电阻为8×10⁷ω·g/cm²，相变焓值为123j/g，纱线摩擦仪摩擦50次后的质量比电阻值为6×10⁷ω·g/cm²，相变焓值为125j/g，明显优于常规纱线。

实施例二

如图1所示，一种摩擦纺相变抗静电复合纱及其制备方法，其步骤如下：

1)24tex的涤纶纱依次通过浆纱机上的peg和碳纳米管混合物贮存槽和pvb溶液贮存槽，完成涤纶纱的peg浸渍和pvb浸渍，得到涤纶/peg/碳纳米管/pvb纱。peg分子量为4000，贮存槽的温度设定在75℃。pvb乙醇溶液贮存槽的温度为常温，溶液浓度为30％。待peg完全熔融后，加入碳纳米管分散液，碳纳米管的含量为peg质量的2％，然后按6m/min的速度导入涤纶纱，依次通过peg和碳纳米管混合物贮存槽和pvb溶液贮存槽后，通过卷绕装置将涤纶/peg4000/碳纳米管/pvb纱卷绕成筒纱；

2)设置hfx-02摩擦纺纱机参数，如表1所示，将腈纶熟条喂入分梳辊，涤纶/peg4000/碳纳米管/pvb纱引入摩擦辊，启动机器，通过卷绕装置将涤纶/peg4000/碳纳米管/pvb/腈纶纱卷绕成筒纱，最终得到一种相变抗静电复合纱线。

表1hfx-02摩擦纺纱机参数

测得涤纶/peg4000/碳纳米管/pvb/腈纶纱的质量比电阻值为6.42×10⁷ω·g/cm²，相变焓值为115j/g，纱线摩擦仪摩擦50次后的质量比电阻值为5.26×10⁷ω·g/cm²，相变焓值为110j/g。

实施例三

如图1所示，一种摩擦纺相变抗静电复合纱及其制备方法，其步骤如下：

1)32tex的涤纶纱依次通过浆纱机上的peg和碳纳米管混合物贮存槽和pvb溶液贮存槽，完成涤纶纱的peg浸渍和pvb浸渍，得到涤纶/peg/碳纳米管/pvb纱。peg分子量为8000，贮存槽的温度设定在80℃。pvb乙醇溶液贮存槽的温度为常温，溶液浓度为20％。待peg完全熔融后，加入碳纳米管分散液，碳纳米管的含量为peg质量的3％，然后按7m/min的速度导入涤纶纱，依次通过peg和碳纳米管混合物贮存槽和pvb溶液贮存槽后，通过卷绕装置将涤纶/peg8000/碳纳米管/pvb纱卷绕成筒纱；

2)设置hfx-02摩擦纺纱机参数，如表1所示，将丙纶熟条喂入分梳辊，涤纶/peg8000/碳纳米管/pvb纱引入摩擦辊，启动机器，通过卷绕装置将涤纶/peg8000/碳纳米管/pvb/丙纶纱卷绕成筒纱，最终得到一种相变抗静电复合纱线。

表1hfx-02摩擦纺纱机参数

测得涤纶/peg8000/碳纳米管/pvb/丙纶纱的质量比电阻值为3.5×10⁷ω·g/cm²，相变焓值为136j/g，纱线摩擦仪摩擦50次后的质量比电阻值为3.05×10⁷ω·g/cm²，相变焓值为129j/g。

实验例一：

按实施例一的方法，18tex的涤纶纱依次通过浆纱机上的peg熔体贮存槽和pvb溶液贮存槽，peg贮存槽中的碳纳米管含量为0，完成涤纶纱的peg浸渍和pvb浸渍，得到涤纶/peg2000/pvb纱，进一步按实施例一中的步骤2)的方法得到涤纶/peg2000/pvb/涤纶复合纱，测定复合纱的质量比电阻值为6.5×10¹¹ω·g/cm²。

实验例二：

按实施例一的方法，将18tex的涤纶纱通过浆纱机上的peg和碳纳米管混合物贮存槽，完成涤纶纱的peg浸渍，得到涤纶/peg2000/碳纳米管纱，进一步按实施例一中的步骤2)的方法得到涤纶/peg2000/碳纳米管/涤纶复合纱，测得复合纱的相变焓值为121j/g，纱线摩擦仪摩擦50次后的相变焓值为78j/g。

采用本发明的方法制备的抗静电复合纱及其制成的织物，具有优异的储能调节温度的作用，其制成的织物在温度变化差异大的环境下具有良好的调节适应性。具有典型的储热和调温功能，且具有较好的耐用性。同时摩擦纺生产效率高，工艺流程短，成本低，且对原料的适应性强，使连续化生产相变抗静电功能纱线成为可能。

以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准。