本發(fā)明涉及紡絲領域，尤其涉及一種抗菌耐磨型錦綸6預取向絲。

背景技術：

預取向絲是指經(jīng)高速紡絲獲得的取向度在為取向絲和拉伸絲之間的未完全拉伸的化纖長絲，與未拉伸絲相比，它具有一定程度的取向，穩(wěn)定性好，常常用做拉伸假捻變形絲（DTY）的專用絲。錦綸6是常用的紡織纖維之一，具有一系列的優(yōu)良性能，被廣泛應用于服裝、家紡、裝飾、農業(yè)、漁業(yè)等領各個域。

申請?zhí)枮?01110432639.3的中國專利公開了一種多孔微細旦錦綸6 預取向絲、制備工藝及其設備。在螺桿熔融擠出步驟中加入以甲基丙烯酸酯、馬來酸酐和苯已烯的隨機共聚物添加劑；得到的預取向絲的斷裂強度為3.45±0.25cN/dex，斷裂伸長率為80±20%。本發(fā)明改進了常規(guī)的FDY 設備及相關的生產工藝條件，有效地控制了噴絲頭拉伸成形過程中聚集態(tài)結構調整、高次取向和結晶的超分子結構，進一步提高熔體混合均勻性和壓力穩(wěn)定性，有效調整和控制絲條的卷繞張應力和條干不均勻率，提高多孔微細旦錦綸6POY 的后拉伸性能。該技術方案提供的產品可達到企業(yè)利益的最大化。

雖然在上述專利的錦綸6生產方法中，能夠提高熔體混合均勻性和壓力穩(wěn)定性，有效調整和控制絲條的卷繞張應力和條干不均勻率，提高多孔微細旦錦綸6 POY 的后拉伸性能。

但是其產品缺乏抗菌性、耐磨性等功能性，無法應用到一些高抗菌要求、高耐磨要求的特定領域中。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種抗菌耐磨型錦綸6預取向絲。本發(fā)明制得的抗菌耐磨型錦綸6預取向絲，在保持原有性能的基礎上，還具有出色的抗菌性、耐磨性等特點。能夠應用到一些高抗菌要求、高耐磨要求的特定領域中。

本發(fā)明的具體技術方案為：一種抗菌耐磨型錦綸6預取向絲，制備方法如下：

（1）混料：將聚己內酰胺切片、抗菌顆粒、耐磨功能母?；旌希渲兴隹咕w粒占總質量的1.5-2.5%，所述耐磨功能母粒占總質量的1-3%。

（2）熔融：將混合后的物料在螺桿擠壓機中加熱熔融擠壓。

（3）紡絲：熔融后的物料在紡絲組件中進行紡絲，從噴絲板中噴出形成熔體細流，然后經(jīng)過吹風冷卻后形成單絲。

（4）上油集束：在噴嘴處進行上油集束，形成絲束。

（5）預網(wǎng)絡：所述絲束在預網(wǎng)絡器上進行預網(wǎng)絡。

（6）卷繞：預網(wǎng)絡的絲束經(jīng)過導絲后，在卷繞頭處進行卷繞成型，其中卷繞速度為4300-4500m/min。

本發(fā)明在對聚己內酰胺熔融前進行混料，抗菌顆粒能夠有效提高纖維的抗菌性能，使得纖維能夠在高抗菌要求的領域中應用。耐磨功能母粒能夠進一步提高錦綸的耐磨性能，使得纖維能夠在高耐磨要求的領域中應用。

作為優(yōu)選，所述抗菌顆粒的制備方法為：將殼聚糖添加至水中分散均勻，配制得到濃度為1-3wt%的殼聚糖溶液，向殼聚糖溶液中添加質量為殼聚糖0.5-0.7倍的硝酸銀，攪拌均勻后，將溶液pH值控制在4，在黑暗環(huán)境下將溶液加熱至40-50℃，保溫3-4h，然后離心分離得到固體，將固體洗凈、干燥后，溶于氫氧化鈉溶液中，向氫氧化鈉溶液中添加固體質量0.01-0.02倍的硼氫化鈉，調節(jié)pH至中性，先后經(jīng)過攪拌，離心分離，干燥，粉碎后制得抗菌顆粒。

上述方法制得的材料抗菌顆粒具有出色的抗菌性能，其中納米銀單質在殼聚糖中的負載量大，負載牢度高，并且該抗菌顆粒在混料時，在紡絲液中的分散性好。

作為優(yōu)選，所述抗菌顆粒為微米級或納米級。

作為優(yōu)選，所述耐磨功能母粒的制備方法為：將濃度為8-12wt%的氧化石墨烯水溶液加熱至50-60℃，向氧化石墨烯水溶液中滴加濃度為4-6wt%的水溶性聚酰胺酸溶液并同時進行攪拌，其中水溶性聚酰胺酸溶液的滴加量為氧化石墨烯水溶液體積的2-3倍，滴加后分散均勻形成溶膠，常溫下靜置10-16h，用水將溶膠中的未反應物質洗去；然后將溶膠轉移至惰性氣體環(huán)境中，以5-7℃/min的升溫速率將溶膠升溫至350-400℃，保溫2-3h，然后以7-9℃/min的升溫速率繼續(xù)升溫至500-550℃，保溫4-5h，然后取出反應物，洗去反應物中的雜質后進行干燥，最后粉碎后制得石墨烯氣凝膠干粉；將聚醚多元醇、多亞甲基多苯基多異氰酸酯、丙三醇、三乙烯二胺、石墨烯氣凝膠干粉和水混合，在50-60℃溫度下攪拌發(fā)泡，在常溫下靜置老化0.5-1h，最后粉碎得到耐磨功能母粒；其中，按質量份計，所述聚醚多元醇為40-50份、多亞甲基多苯基多異氰酸酯60-70份、丙三醇2-3份、三乙烯二胺0.2-0.4份、石墨烯氣凝膠干粉30-40份、水4-8份。

上述方法制得的耐磨功能母粒，由于有石墨烯的存在，具有超強的耐磨性能；并且在制備過程中，先將水溶性聚酰胺酸溶液滴加到氧化石墨烯水溶液中，進行反應交聯(lián)，形成溶膠狀，該溶膠因為物質的交聯(lián)而具有網(wǎng)絡孔隙結構。然后對溶膠進行兩步階梯加熱，在第一步加熱時，溶膠中的水分揮發(fā)，水溶性聚酰胺酸發(fā)生熱亞酰胺化轉化為聚酰亞胺，此時氧化石墨烯與聚酰亞胺進一步交聯(lián)，氧化石墨烯也被還原為石墨烯，生成大量三維孔隙。在第二步加熱時，溶膠中部分骨架物質發(fā)生炭化，易揮發(fā)物質揮發(fā)，從而其原先占有的空間形成空隙，成為氣凝膠，此時得到的石墨烯氣凝膠的穩(wěn)定性好，耐磨性高。然后，將石墨烯氣凝膠干粉與聚醚多元醇、多亞甲基多苯基多異氰酸酯、丙三醇、三乙烯二胺、石墨烯氣凝膠干粉和水混合，并進行發(fā)泡，老化、干燥并粉碎后得到泡沫粉狀的耐磨功能母料，丙三醇作為交聯(lián)劑，三乙烯二胺作為催化劑，水作為發(fā)泡劑，石墨烯氣凝膠干粉負載于泡沫粉料的表面。該耐磨功能母料具有耐磨功能，且同時質量輕，密度小，孔隙率高，還能起到隔熱保暖效果，并且在紡絲液中相容性高、分散效果好。

作為優(yōu)選，所述耐磨功能母粒的粒徑為0.4-10微米。

作為優(yōu)選，步驟（2）中熱熔融擠壓分為4個過程，其熔融溫度分別為：245-250℃、250-255℃、255-260℃、250-255℃。

作為優(yōu)選，步驟（3）中吹風冷卻溫度為18-22℃，吹風速度為0.5-0.6m/s。

作為優(yōu)選，步驟（4）上油過程中，上油的紡絲油劑中含有環(huán)氧樹脂，所述環(huán)氧樹脂的用量為預取向絲質量的0.2-0.4%。

在紡絲油劑中添加環(huán)氧樹脂，上油后環(huán)氧樹脂附著于纖維表面，在后續(xù)的導絲過程中，受到一定的拉伸作用，隨著纖維的輕度拉伸，環(huán)氧樹脂能夠逐漸滲透進入纖維內部。環(huán)氧樹脂能夠在較高的溫度下與聚酰胺發(fā)生反應，能夠作為聚酰胺的擴鏈劑，提高分子量。由于錦綸的耐老化性較差，容易受到高溫以及長時間光照后發(fā)生降解，導致纖維性能下降。環(huán)氧樹脂的添加，能夠阻抗大分子聚酰胺的降解，并且能夠將降解的聚酰胺分子進行連接，提高分子量，從而防止纖維老化，保持纖維性能。但是如果將環(huán)氧樹脂在熔融前的混料過程中添加，由于后續(xù)的紡絲過程溫度較高，環(huán)氧樹脂會提前與紡絲液進行反應，從而無法達到效果。而且過多功能性添加劑的添加，會影響紡絲液的可紡性。本發(fā)明在上油階段將環(huán)氧樹脂附著于纖維表面，然后通過拉伸滲透進入纖維內部，不僅不會與紡絲液發(fā)生反應，而且不會影響紡絲液的可紡性。

作為優(yōu)選，所述預網(wǎng)絡器的壓力為0.8-1.0bar。

本發(fā)明結合本發(fā)明的原料，對紡絲過程中的工藝參數(shù)進行相應的設定，使得抗菌顆粒、耐磨功能母粒、環(huán)氧樹脂等在纖維中均勻分布，分散性好。特別是對于環(huán)氧樹脂的滲透，對紡絲后的工藝需要針對性設定，從而提高其滲透率。

與現(xiàn)有技術對比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制得的抗菌耐磨型錦綸6預取向絲，在保持原有性能的基礎上，還具有出色的抗菌性、耐磨性等特點。能夠應用到一些高抗菌要求、高耐磨要求的特定領域中。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。

實施例1

一種抗菌耐磨型錦綸6預取向絲，制備方法如下：

（1）混料：將聚己內酰胺切片、納米級的抗菌顆粒、耐磨功能母?；旌?，其中所述抗菌顆粒占總質量的2%，所述耐磨功能母粒占總質量的2%。

其中，所述抗菌顆粒的制備方法為：將殼聚糖添加至水中分散均勻，配制得到濃度為2wt%的殼聚糖溶液，向殼聚糖溶液中添加質量為殼聚糖0.6倍的硝酸銀，攪拌均勻后，將溶液pH值控制在4，在黑暗環(huán)境下將溶液加熱至45℃，保溫3.5h，然后離心分離得到固體，將固體洗凈、干燥后，溶于氫氧化鈉溶液中，向氫氧化鈉溶液中添加固體質量0.015倍的硼氫化鈉，調節(jié)pH至中性，先后經(jīng)過攪拌，離心分離，干燥，粉碎后制得抗菌顆粒。

所述耐磨功能母粒的制備方法為：將濃度為10wt%的氧化石墨烯水溶液加熱至55℃，向氧化石墨烯水溶液中滴加濃度為5wt%的水溶性聚酰胺酸溶液并同時進行攪拌，其中水溶性聚酰胺酸溶液的滴加量為氧化石墨烯水溶液體積的2.5倍，滴加后分散均勻形成溶膠，常溫下靜置13h，用水將溶膠中的未反應物質洗去；然后將溶膠轉移至惰性氣體環(huán)境中，以6℃/min的升溫速率將溶膠升溫至375℃，保溫2.5h，然后以8℃/min的升溫速率繼續(xù)升溫至525℃，保溫4.5h，然后取出反應物，洗去反應物中的雜質后進行干燥，最后粉碎后制得石墨烯氣凝膠干粉；將聚醚多元醇、多亞甲基多苯基多異氰酸酯、丙三醇、三乙烯二胺、石墨烯氣凝膠干粉和水混合，在55℃溫度下攪拌發(fā)泡，在常溫下靜置老化45min，最后粉碎得到粒徑為0.4-1微米的耐磨功能母粒。

其中，按質量份計，所述聚醚多元醇為45份、多亞甲基多苯基多異氰酸酯65份、丙三醇2.5份、三乙烯二胺0.3份、石墨烯氣凝膠干粉35份、水6份。

（2）熔融：將混合后的物料在螺桿擠壓機中加熱熔融擠壓。熱熔融擠壓分為4個過程，熔融溫度分別為：248℃、253℃、258℃、253℃。

（3）紡絲：熔融后的物料在紡絲組件中進行紡絲，從噴絲板中噴出形成熔體細流，然后經(jīng)過吹風冷卻后形成單絲。其中，吹風冷卻溫度為20℃，吹風速度為0.55m/s。

（4）上油集束：在噴嘴處進行上油集束，形成絲束。（5）預網(wǎng)絡：所述絲束在預網(wǎng)絡器上進行預網(wǎng)絡。所述預網(wǎng)絡器的壓力為0.8bar。

（6）卷繞：預網(wǎng)絡的絲束經(jīng)過導絲后，在卷繞頭處進行卷繞成型，其中卷繞速度為4300m/min。

實施例2

一種抗菌耐磨型錦綸6預取向絲，制備方法如下：

（1）混料：將聚己內酰胺切片、納米級的抗菌顆粒、耐磨功能母?；旌?，其中所述抗菌顆粒占總質量的1.5%，所述耐磨功能母粒占總質量的1%。

其中，所述抗菌顆粒的制備方法為：將殼聚糖添加至水中分散均勻，配制得到濃度為1wt%的殼聚糖溶液，向殼聚糖溶液中添加質量為殼聚糖0.5倍的硝酸銀，攪拌均勻后，將溶液pH值控制在4，在黑暗環(huán)境下將溶液加熱至40℃，保溫4h，然后離心分離得到固體，將固體洗凈、干燥后，溶于氫氧化鈉溶液中，向氫氧化鈉溶液中添加固體質量0.01倍的硼氫化鈉，調節(jié)pH至中性，先后經(jīng)過攪拌，離心分離，干燥，粉碎后制得抗菌顆粒。

所述耐磨功能母粒的制備方法為：將濃度為8wt%的氧化石墨烯水溶液加熱至50℃，向氧化石墨烯水溶液中滴加濃度為4wt%的水溶性聚酰胺酸溶液并同時進行攪拌，其中水溶性聚酰胺酸溶液的滴加量為氧化石墨烯水溶液體積的2倍，滴加后分散均勻形成溶膠，常溫下靜置10h，用水將溶膠中的未反應物質洗去；然后將溶膠轉移至惰性氣體環(huán)境中，以5℃/min的升溫速率將溶膠升溫至350℃，保溫3h，然后以7℃/min的升溫速率繼續(xù)升溫至500℃，保溫5h，然后取出反應物，洗去反應物中的雜質后進行干燥，最后粉碎后制得石墨烯氣凝膠干粉；將聚醚多元醇、多亞甲基多苯基多異氰酸酯、丙三醇、三乙烯二胺、石墨烯氣凝膠干粉和水混合，在50℃溫度下攪拌發(fā)泡，在常溫下靜置老化1h，最后粉碎得到粒徑為5-10微米的耐磨功能母粒。

其中，按質量份計，所述聚醚多元醇為40份、多亞甲基多苯基多異氰酸酯60份、丙三醇2份、三乙烯二胺0.2份、石墨烯氣凝膠干粉30份、水4份。

（2）熔融：將混合后的物料在螺桿擠壓機中加熱熔融擠壓。熱熔融擠壓分為4個過程，熔融溫度分別為：245℃、250℃、255℃、250℃。

（3）紡絲：熔融后的物料在紡絲組件中進行紡絲，從噴絲板中噴出形成熔體細流，然后經(jīng)過吹風冷卻后形成單絲。其中，吹風冷卻溫度為18℃，吹風速度為0.5m/s。

（4）上油集束：在噴嘴處進行上油集束，形成絲束。在上油過程中，上油的紡絲油劑中含有環(huán)氧樹脂，所述環(huán)氧樹脂的用量為預取向絲質量的0.2%。

（5）預網(wǎng)絡：所述絲束在預網(wǎng)絡器上進行預網(wǎng)絡。所述預網(wǎng)絡器的壓力為0.9bar。

（6）卷繞：預網(wǎng)絡的絲束經(jīng)過導絲后，在卷繞頭處進行卷繞成型，其中卷繞速度為4400m/min。

實施例3

一種抗菌耐磨型錦綸6預取向絲，制備方法如下：

（1）混料：將聚己內酰胺切片、微米級的抗菌顆粒、耐磨功能母?；旌?，其中所述抗菌顆粒占總質量的2.5%，所述耐磨功能母粒占總質量的3%。

其中，所述抗菌顆粒的制備方法為：將殼聚糖添加至水中分散均勻，配制得到濃度為3wt%的殼聚糖溶液，向殼聚糖溶液中添加質量為殼聚糖0.7倍的硝酸銀，攪拌均勻后，將溶液pH值控制在4，在黑暗環(huán)境下將溶液加熱至50℃，保溫3h，然后離心分離得到固體，將固體洗凈、干燥后，溶于氫氧化鈉溶液中，向氫氧化鈉溶液中添加固體質量0.02倍的硼氫化鈉，調節(jié)pH至中性，先后經(jīng)過攪拌，離心分離，干燥，粉碎后制得抗菌顆粒。

所述耐磨功能母粒的制備方法為：將濃度為12wt%的氧化石墨烯水溶液加熱至60℃，向氧化石墨烯水溶液中滴加濃度為6wt%的水溶性聚酰胺酸溶液并同時進行攪拌，其中水溶性聚酰胺酸溶液的滴加量為氧化石墨烯水溶液體積的3倍，滴加后分散均勻形成溶膠，常溫下靜置16h，用水將溶膠中的未反應物質洗去；然后將溶膠轉移至惰性氣體環(huán)境中，以7℃/min的升溫速率將溶膠升溫至400℃，保溫2h，然后以9℃/min的升溫速率繼續(xù)升溫至550℃，保溫4h，然后取出反應物，洗去反應物中的雜質后進行干燥，最后粉碎后制得石墨烯氣凝膠干粉；將聚醚多元醇、多亞甲基多苯基多異氰酸酯、丙三醇、三乙烯二胺、石墨烯氣凝膠干粉和水混合，在60℃溫度下攪拌發(fā)泡，在常溫下靜置老化0.5h，最后粉碎得到粒徑為1-5微米的耐磨功能母粒。

其中，按質量份計，所述聚醚多元醇為40-50份、多亞甲基多苯基多異氰酸酯70份、丙三醇3份、三乙烯二胺0.4份、石墨烯氣凝膠干粉40份、水8份。

（2）熔融：將混合后的物料在螺桿擠壓機中加熱熔融擠壓。熱熔融擠壓分為4個過程，熔融溫度分別為： 250℃、255℃、260℃、255℃。

（3）紡絲：熔融后的物料在紡絲組件中進行紡絲，從噴絲板中噴出形成熔體細流，然后經(jīng)過吹風冷卻后形成單絲。其中，吹風冷卻溫度為22℃，吹風速度為0.6m/s。

（4）上油集束：在噴嘴處進行上油集束，形成絲束。在上油過程中，上油的紡絲油劑中含有環(huán)氧樹脂，所述環(huán)氧樹脂的用量為預取向絲質量的0.4%。

（5）預網(wǎng)絡：所述絲束在預網(wǎng)絡器上進行預網(wǎng)絡。所述預網(wǎng)絡器的壓力為1.0bar。

（6）卷繞：預網(wǎng)絡的絲束經(jīng)過導絲后，在卷繞頭處進行卷繞成型，其中卷繞速度為4500m/min。

實施例4

一種抗菌耐磨型錦綸6預取向絲，制備方法如下：

（1）混料：將聚己內酰胺切片、納米級的抗菌顆粒、耐磨功能母?；旌希渲兴隹咕w粒占總質量的1.5%，所述耐磨功能母粒占總質量的2.5%。

其中，所述抗菌顆粒的制備方法為：將殼聚糖添加至水中分散均勻，配制得到濃度為1.5wt%的殼聚糖溶液，向殼聚糖溶液中添加質量為殼聚糖0.5倍的硝酸銀，攪拌均勻后，將溶液pH值控制在4，在黑暗環(huán)境下將溶液加熱至45℃，保溫3h，然后離心分離得到固體，將固體洗凈、干燥后，溶于氫氧化鈉溶液中，向氫氧化鈉溶液中添加固體質量0.01倍的硼氫化鈉，調節(jié)pH至中性，先后經(jīng)過攪拌，離心分離，干燥，粉碎后制得抗菌顆粒。

所述耐磨功能母粒的制備方法為：將濃度為9wt%的氧化石墨烯水溶液加熱至58℃，向氧化石墨烯水溶液中滴加濃度為4.5wt%的水溶性聚酰胺酸溶液并同時進行攪拌，其中水溶性聚酰胺酸溶液的滴加量為氧化石墨烯水溶液體積的2.5倍，滴加后分散均勻形成溶膠，常溫下靜置14h，用水將溶膠中的未反應物質洗去；然后將溶膠轉移至惰性氣體環(huán)境中，以6℃/min的升溫速率將溶膠升溫至380℃，保溫3h，然后以8℃/min的升溫速率繼續(xù)升溫至520℃，保溫5h，然后取出反應物，洗去反應物中的雜質后進行干燥，最后粉碎后制得石墨烯氣凝膠干粉；將聚醚多元醇、多亞甲基多苯基多異氰酸酯、丙三醇、三乙烯二胺、石墨烯氣凝膠干粉和水混合，在55℃溫度下攪拌發(fā)泡，在常溫下靜置老化0.5h，最后粉碎得到粒徑為0.4-2微米的耐磨功能母粒。

其中，按質量份計，所述聚醚多元醇為45份、多亞甲基多苯基多異氰酸酯65份、丙三醇2份、三乙烯二胺0.3份、石墨烯氣凝膠干粉35份、水5份。

（2）熔融：將混合后的物料在螺桿擠壓機中加熱熔融擠壓。熱熔融擠壓分為4個過程，熔融溫度分別為：245℃、255℃、260℃、255℃。

（3）紡絲：熔融后的物料在紡絲組件中進行紡絲，從噴絲板中噴出形成熔體細流，然后經(jīng)過吹風冷卻后形成單絲。其中，吹風冷卻溫度為19℃，吹風速度為0.6m/s。

（4）上油集束：在噴嘴處進行上油集束，形成絲束。在上油過程中，上油的紡絲油劑中含有環(huán)氧樹脂，所述環(huán)氧樹脂的用量為預取向絲質量的0.3%。

（5）預網(wǎng)絡：所述絲束在預網(wǎng)絡器上進行預網(wǎng)絡。所述預網(wǎng)絡器的壓力為0.95bar。

（6）卷繞：預網(wǎng)絡的絲束經(jīng)過導絲后，在卷繞頭處進行卷繞成型，其中卷繞速度為4450m/min。

本發(fā)明中所用原料、設備，若無特別說明，均為本領域的常用原料、設備；本發(fā)明中所用方法，若無特別說明，均為本領域的常規(guī)方法。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變換，均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。