[發明專利]一種導熱涼感、吸濕排汗聚酰胺纖維材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010097732.2
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111172608B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 馬建華;王耀武;郝振東;周瑩瑩;李新玥;王紅紅
• 申請（專利權）人: 西安工程大學;紹興市柯橋區西紡紡織產業創新研究院
• 主分類號: D01F6/90
• 分類號: D01F6/90;D01F1/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發明公開了一種導熱涼感、吸濕排汗聚酰胺纖維材料及其制備方法，通過溶液混合絮凝分離的方式一步實現了二維層狀導熱材料在聚酰胺母粒中的高含量添加和均勻分散，進一步將干燥后的聚酰胺母粒與聚酰胺切片熔融混合，經過異型噴絲孔板紡絲，得到導熱涼感、吸濕排汗聚酰胺纖維。本發明同步實現了導熱材料與聚酰胺材料之間的強相互作用，并保證導熱材料在聚合物中獲得均勻分散。利用聚酰胺材料中親水官能團的存在以及紡絲過程中纖維表面微觀異型溝槽結構的構筑，實現所制備的聚酰胺基復合纖維具備良好機械性能、導熱涼感和吸濕排汗的優異效果。

技術領域

本發明涉及功能纖維制備領域，具體的，涉及一種導熱涼感、吸濕排汗聚酰胺纖維及其制備方法。

背景技術

隨著人們對健康、環保、舒適型紡織品要求的提高，功能化、差別化纖維的開發成為化學纖維產業的發展方向。聚酰胺纖維(導熱系數為0.26-0.35W/m·k) 作為一種具有優異機械性能及良好紡織加工性能的合成纖維，是民用紡織品領域中不可或缺的纖維品種。開發具備導熱涼感、吸濕排汗的聚酰胺纖維對于夏季清涼面料及成衣的制作具有顯著的實際意義。涼感纖維的作用機理可以通過加快汗液的蒸發來實現，例如將纖維的截面形狀設計為中空四管狀結構，使纖維的毛細效應大大增加，比表面積的增加賦予纖維制造面料優異的吸濕、排汗性能，從而實現舒適涼爽的功能。然而，空氣的導熱系數極低，中空管狀結構纖維所帶來的涼爽來自于吸濕排汗蒸發過程帶走的熱量。也有通過設計皮芯復合結構纖維實現涼爽纖維的制備，例如將纖維的皮層設計為吸濕性強的聚乙烯醇，芯層為聚酯或者聚酰胺纖維，表層的聚乙烯醇具有親水基，通過水分的導熱和蒸發散熱實現涼爽的感覺，然而纖維皮層較強的吸濕性可能會嚴重影響人體著裝舒適性。還有一種通過在纖維中添加玉石粉、云母粉、冰片等無機粒子物質，通過提升纖維的導熱性能達到涼爽效果的方法，然而無機粒子粒徑小，惰性的粒子表面使其很容易自聚集形成尺寸較大的團聚體，由此嚴重影響了熔融紡絲過程的順利進行。由此可見，從導熱本質上解決纖維材料的涼爽功能，首先需要解決的就是如何實現紡絲用高導熱功能母粒中導熱粉體的均勻分散和高含量添加。以往通常利用熔融混合螺桿擠出來制備高導熱功能聚酰胺母粒，但是無機粉體的加入會降低熔體的流動性能，進而使導熱材料的高劑量添加很難實現，另一方面熔融混合過程會導致聚酰胺分子鏈的斷裂以及降解，影響纖維的機械力學性能。

發明內容

為解決現有技術中存在的上述缺陷，本發明的目的在于提供一種導熱涼感、吸濕排汗聚酰胺纖維材料及其制備方法，通過提高纖維材料導熱系數來實現織物的涼感功能，在不顯著影響功能母粒熔體流動性能以及聚酰胺分子鏈結構的前提下，實現二維層狀導熱材料(石墨烯、六方氮化硼、MXene)在聚酰胺母粒中的大劑量添加和均勻分散，進一步將干燥后的聚酰胺母料與聚酰胺切片熔融后，經過異型噴絲孔板紡絲，獲得具有良好機械力學性能的導熱涼感、吸濕排汗聚酰胺纖維。

本發明是通過下述技術方案來實現的。

本發明的導熱涼感、吸濕排汗聚酰胺纖維材料，包括以下質量比的原料：

聚酰胺切片80-95份；導熱聚酰胺母粒5-20份；

所述導熱聚酰胺母粒包括聚酰胺切片90-95份；二維層狀導熱材料5-10份；偶聯劑0.5-5份。

對于上述技術方案，本發明還有進一步優選的方案：

優選的，所述二維層狀導熱材料為石墨烯、六方氮化硼或二維層狀MXene 碳化物中的一種或者幾種，所述二維層狀MXene碳化物為刻蝕剝離的Ti₃AlC₂。

優選的，所述偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-巰丙基三乙氧基硅烷或 N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一種或者幾種。

進而，本發明給出了上述導熱涼感、吸濕排汗聚酰胺纖維材料的制備方法，包括如下步驟：

A.制備導熱聚酰胺母粒