[发明专利]一种聚丙烯纳米磁性纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于磁性纤维的制备方法领域，特别涉及一种聚丙烯纳米磁性纤维的制备方法。

背景技术

磁性纤维是一种能够产生磁场，并对人体具有一定保健作用的功能纤维。磁性纤维产生的磁场通过神经、体液系统发生电荷、电位、生化和生理功能的改变，从而调整人体的生理功能，起到磁疗的医疗保健作用。

80年代以来，英国和日本率先开始了磁性纤维的研究。1984年，日本帝人公司在热塑性聚合物中加入高浓度的磁粉纺制而成磁性纤维，但该工艺采用上行纺丝法，喷丝板上的喷丝孔需用隔离材料，这给磁性纤维纺丝工艺带来很多不便之处，尤其是含有大量的磁粉悬浊液纺丝，所得到的纤维的磁通量密度小，因而也有它的局限性。

国内许多研究人员对磁性纤维进行了研究，不少专利文献也对磁性纤维进行了报道。如中国专利号CN1252460A公开了一种磁性保健纤维，该纤维是将磁性微粒和红外微粒与载体树脂按比例混合制成浓缩母粒，然后与原料树脂混合纺丝，充磁后制得磁性保健纤维，其中使用的磁性微粒粒径在0.5～2μm。中国专利号为CN1388275A公开了一种远红外磁性纤维及其制造方法，该纤维具有皮芯结构，皮层为含有红外粉料的聚合物，芯层为含有磁粉的聚合物，通过皮芯复合纺丝机纺出成品丝，然后充磁得到远红外磁性纤维，加工中使用的磁粉的平均粒径为0.5～1.5μm。又如中国专利号CN158005A公开了特玛粒磁性纤维及其制造方法，将超细改性平均粒径为0.2～0.5μm的磁性微粒、特玛粒超细粉体、偶联剂和聚合物混匀制得浓缩母粒，再按比例与聚合物载体混合经纺成丝，充磁后成为特玛粒磁性功能纤维，该纤维同时具有远红外功能。同时制备具有远红外和磁性纤维的专利还有CN101067225A。以上公开的专利中纤维都是通过加入粉体实现，同时具有远红外功能和磁性功能，为了平衡两种功能，所加入的远红外粉体和磁性粉体的量都限定在一定的范围内，最终纤维的磁通量都不高；并且加入的粉体颗粒较大，混合时分散不均匀，与纺丝聚合物相容性不好，纺丝时易堵塞喷丝孔，造成断丝、毛丝等。还会对制得的纤维的性能产生很大影响，如纤维易断，手感粗糙，不柔顺等。中国专利号CN1526873A公开的一种磁性纤维及其制造方法中认为：由于远红外微粒是通过吸收和发射远红外来达到对人体的保健作用，磁性粉体则是通过一定强度的磁场对人体起保健作用，两者的保健作用机理不同，将磁粉与远红外粉体混合使用并制成磁性远红外保健纤维，会使它们的功能作用相互干扰，导致功能下降，实际保健作用不明显。

中国专利CN1657663A公开了一种多功能生物磁性纤维，该纤维将活性炭粉、磁粉、偶联剂按比例加入到载体树脂中混合后制成母粒，然后与纤维级树脂切片熔纺成丝，经后加工、充磁等步骤而成，其中使用的磁粉粒径为0.1～2μm。中国专利CN101058942A公开了一种制备磁性纳米复合纤维的方法，该纤维是将纤维素溶在NaOH/尿素水溶液中得到纤维素溶液，经过纺丝机制成纤维，再将得到的纤维在铁盐或亚铁盐溶液中浸泡，然后经过氢氧化钠溶液，最后制得磁性纳米复合纤维。该方法制得磁性纤维后加工步骤复杂，并且由于受浸泡方式的影响，纤维磁性较低且不好控制磁性的大小。中国专利CN2835275Y公开了一种纳米磁性纤维纱，该纱线是将纳米磁性纤维添加到棉纱中最后捻成纳米磁性纤维纱，专利中没有涉及纳米磁性纤维的制备原料及方法。

综上所述，既具有远红外功能又具有磁性功能的多功能纤维，由于要兼具两种功能，所以制得的磁性纤维的磁性普遍不高。且加入的磁性粉体的粒径较大，混合时分散不均匀，与纺丝聚合物相容性不好，纺丝时易堵塞喷丝孔，造成断丝、毛丝等。还会对制得的纤维的性能产生很大影响，如纤维易断，手感不柔顺等缺陷。

本发明所提出的纳米磁性纤维制备中使用的磁性粉体粒径为纳米级，如果经过表面处理，不团聚，与载体混合时分散均匀，纺丝时不堵塞喷丝孔，在提高纳米磁粉含量时对纤维的性能影响也很小。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚丙烯纳米磁性纤维的制备方法，通过将磁性纳米粉体、偶联剂与低分子量的聚丙烯熔融共混，制备磁性聚丙烯母粒。再将所制备的聚丙烯纳米磁性功能母粒与纺丝级聚丙烯混合，进行熔融纺丝，后经充磁等后加工步骤制备聚丙烯纳米磁性纤维。该方法操作简便、磁粉分散均匀、含量较大，纤维磁通量高。

本发明的一种聚丙烯纳米磁性纤维的制备方法，包括下列步骤：

(1)将磁性纳米粉体、偶联剂与低分子量的聚丙烯熔融共混，制备聚丙烯纳米磁性功能母粒。