阅读说明：本技术 具有远红外发射功能的pvc涤纶包覆丝及其制备方法 (PVC polyester coated yarn with far infrared emission function and preparation method thereof ) 是由 周彦粉 陈韶娟 刘蛟 于 2019-12-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有远红外发射功能的PVC涤纶包覆丝及其制备方法,包括一由涤纶长丝组成的芯丝,在芯丝外部通过包覆工艺涂覆有包覆层,包覆层由以下重量份数的原材料制备而成：聚氯乙烯50～70份；远红外发射粒子1～3份；热稳定剂1～3份；增塑剂20～28份；抗氧剂2～6份；碳酸钙填料4～12份。电气石粒子能够将紫外线吸收并转换为不可见的远红外线,变成热量通过包覆层向外发射,由此能够获得红外线的增强,提高了环境温度。本发明的包覆层赋予了涤纶长丝优异的远红外发射功能。本发明打破传统遮阳材料只能用于炎热环境来实现降温的单一功能,在寒冷环境下也能够使用并且用于增加环境温度,在遮阳材料领域属于首创,值得广泛推广应用。(The invention discloses a PVC polyester coated yarn with a far infrared emission function and a preparation method thereof, the PVC polyester coated yarn comprises a core yarn consisting of polyester filament yarns, wherein a coating layer is coated outside the core yarn through a coating process, and the coating layer is prepared from the following raw materials in parts by weight: 50-70 parts of polyvinyl chloride; 1-3 parts of far infrared emission particles; 1-3 parts of a heat stabilizer; 20-28 parts of a plasticizer; 2-6 parts of an antioxidant; 4-12 parts of calcium carbonate filler. The tourmaline particles can absorb ultraviolet rays and convert the ultraviolet rays into invisible far infrared rays, and the invisible far infrared rays are converted into heat which is emitted outwards through the coating layer, so that the infrared rays can be enhanced, and the ambient temperature is increased. The coating layer of the invention endows the polyester filament yarn with excellent far infrared emission function. The invention breaks through the single function that the traditional sun-shading material can only be used in a hot environment to realize temperature reduction, can also be used in a cold environment and is used for increasing the environmental temperature, belongs to the initiative in the field of sun-shading materials, and is worthy of wide popularization and application.)

具有远红外发射功能的PVC涤纶包覆丝及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子复合材料技术领域，尤其涉及一种具有远红外发射功能的PVC涤纶包覆丝及其制备方法。

背景技术

如今，遮阳面料技术的发展，大大改善了人们的生活环境，提高了生活品质。遮阳面料，顾名思义就是指用来遮挡太阳强光和有害光线侵入的面料。它具有其它面料所不具有的部分功能，如调节室内温度、调节自然光线、透景等，能有效的阻挡紫外线，利于黄色光线的生成。随着我国工业技术的高速发展和人们生活水平的不断提高，对功能遮阳材料的需求日益增长，研究开发具有特殊功能的PVC包覆丝极为需要。

截止2013年，遮阳面料分为：环保面料、玻纤面料和聚酯面料。环保面料主要成份是100％聚酯，俗称“涤纶”；玻纤面料主要是PVC包覆玻璃纤维；聚酯面料则是PVC包覆涤聚酯纤维。涤纶面料由于是100％聚酯纤维，具有环保的特性，所以在市场上有着广泛应用。由于涤纶面料的成份特性所以是阻燃效果是同类遮阳面料中最佳的。不论在工作或家中，安全总是每个人的重点，而100％不含聚氯乙烯成分(PVC)遮阳布对此最为关注。遮阳面料分环保和不环保的，环保的面料质地各方面比较柔软，不环保的遮阳面料覆层碳酸钙加的比较多，比较硬。

CN 102936843 A一种荧光复合包覆丝，其解决了荧光材料不易脱落的技术问题。包括芯层，还包括复合在所述芯层周面上的荧光层。其将荧光层复合在芯层的周面，使得荧光层与芯层相接触的面积大，相应的荧光层与芯层的接合力较大，荧光层不易脱落。CN103627114 A提供了一种高稳定的PVC包覆材料及其制备方法，该PVC包覆材料主要由：PVC、聚酯增塑剂、抗紫外线吸收剂、抗静电剂、钛白粉、高效阻燃剂、高色牢度颜料制备而成。采用本发明所述PVC包覆材料和高强度聚酯纤维包覆制备成的PVC包覆丝稳定性高，用其所生产的的遮阳材料在赤道国家的高温高湿地区不变形，色牢度达到国标6-7级，阻燃级别达到美国NFPA701-2010，抗金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌、黑曲霉、球毛壳霉、出芽短梗霉、嗜松青霉、绿色胶霉等细菌或霉菌的效果达99％以上。

综上所述，目前传统的PVC涤纶包覆纱在传统遮阳功能的基础上，尽管解决了隔热、防紫外线、防火等问题。但是仍然存在一些问题，例如涤纶包覆丝作为这样面料的经纱纬纱，传统丝线较硬，在制作面料时非常不方便，而过软的面料需要包覆的PVC层较薄，在遮阳、阻燃、隔热等方面性能又较差，并且最终制成的遮阳面料硬挺度不好，最终遮阳产品的成形性不尽如人意；并且目前遮阳面料调节室内温度的功能基本多用于夏天，以求获得良好的隔热性能，大大减少室内空调的使用率，节约能源。那么在冬天寒冷的气候条件下，由于光照强度低，为了获得光照的温度，提高室内温度，往往不再使用遮阳面料，由此可知，如今的遮阳面料是在炎热、光照强度高的夏天使用，在寒冷、光照强度相对较低的冬天或地区，遮阳面料就无法发挥其功能，那么能否研发出可以在冬天或光照强度低的地区利用遮阳面料来提高室内温度，节约能源，成为了制约遮阳材料领域发展的一个难题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种质地柔软、细度可控，在低温、光照强度低的条件下，能够有效利用光照提高室内温度，同时保证面料平整度的具有远红外发射功能的PVC涤纶包覆丝及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种具有远红外发射功能的PVC涤纶包覆丝，包括一由涤纶长丝组成的芯丝，在芯丝外部通过包覆工艺涂覆有包覆层，所述包覆层由以下重量份数的原材料制备而成：

聚氯乙烯50～70份；

远红外发射粒子1～3份；

热稳定剂1～3份；

增塑剂20～28份；

抗氧剂2～6份；

碳酸钙填料4～12份。

上述的具有远红外发射功能的PVC涤纶包覆丝，所述包覆层由以下重量份数的原材料制备而成：聚氯乙烯60份，远红外发射粒子2份，热稳定剂2份，增塑剂24份，抗氧剂4份，碳酸钙填料8份。

上述的具有远红外发射功能的PVC涤纶包覆丝，所述远红外发射粒子为电气石，电气石的粒径为5～10μm。

上述的具有远红外发射功能的PVC涤纶包覆丝，所述电气石的粒径不同。

上述的具有远红外发射功能的PVC涤纶包覆丝，所述聚氯乙烯为分子量为1000或1000以下的低分子量PVC混合物，热稳定剂为钙锌类稳定剂，增塑剂为对苯二甲酸二辛酯或环氧大豆油，抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

上述的具有远红外发射功能的PVC涤纶包覆丝，所述包覆层的厚度为5～10μm。

上述的具有远红外发射功能的PVC涤纶包覆丝，所述芯丝为多根涤纶长丝组成的涤纶长丝束结构。

一种制备PVC涤纶包覆丝的方法，该方法包括如下步骤：

(1)、功能性PVC母粒制备：

a、以质量份计，称取以下组分的原料

聚氯乙烯50～70份，远红外发射粒子1～3份，热稳定剂1～3份，增塑剂20～28份，抗氧剂2～6份，碳酸钙填料4～12份；

b、将各组分混合后投入高速混合器内进行高速混合；

c、搅拌冷却后转移至加料斗，加料斗经输送装置送入双螺杆主机；

d、由切粒机切成粒子，形成功能性PVC母粒；

(2)、PVC涤纶包覆丝的制备：

a、将多根涤纶长丝组成涤纶长丝束，并放入长丝架，经张力定位装置穿入模具；

b、将功能性PVC母粒加入料斗，经螺杆挤出机加热、塑化、熔融后送入模具；

c、由牵引盘带动涤纶长丝束经过模头进行包覆；

d、包覆完成后的PVC涤纶包覆丝经循环冷却水冷却，再进入自动线径检测器后缠绕。

上述的具有远红外发射功能的PVC涤纶包覆丝的制备方法，所述包覆过程中施加于涤纶长丝束上的张力为0.05kG。

本发明具有远红外发射功能的PVC涤纶包覆丝及其制备方法的优点是：通过在PVC母粒中加入远红外发射粒子电气石，使得包覆层内分布大量电气石粒子，这些电气石粒子分布在涤纶长丝束周向。太阳光线包含了紫外线与红外线，在光线照射到包覆丝上时，电气石粒子能够将紫外线吸收并转换为不可见的远红外线，变成热量通过包覆层向外发射，由此能够获得红外线的增强，提高了环境温度。本发明的包覆层赋予了涤纶长丝优异的远红外发射功能。本发明打破传统遮阳材料只能用于炎热环境来实现降温的单一功能，在寒冷环境下也能够使用并且用于增加环境温度，在遮阳材料领域属于首创，值得广泛推广应用。

附图说明

图1为本发明PVC涤纶包覆丝的截面结构示意图；

图2为PVC涤纶包覆丝的电镜照片示意图；

图3为PVC涤纶包覆丝的横截面电镜照片示意图；

图4为涤纶长丝包覆前后的拉伸性能分布直方图；

图5为本发明实施例2的PVC涤纶包覆丝的截面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明；

实施例1：

如图1、2、3所示，一种具有远红外发射功能的PVC涤纶包覆丝，包括一由涤纶长丝组成的芯丝1，芯丝1为多根涤纶长丝2组成的涤纶长丝束结构。在芯丝1的外部通过包覆工艺涂覆有包覆层3，包覆层3的厚度为10μm。PVC涤纶包覆丝的线径为0.3mm。在实际制备过程中，包覆丝的颜色可以通过在制备功能性PVC母粒时添加颜料进行调节，也可以在双螺杆挤出机熔融功能性PVC母粒时添加颜料进行调节。包覆层3由以下重量份数的原材料制备而成：聚氯乙烯50份；远红外发射粒子1份；热稳定剂1份；增塑剂20份；抗氧剂2份；碳酸钙填料4份。聚氯乙烯为分子量为1000或1000以下的低分子量PVC混合物，热稳定剂为钙锌类稳定剂，增塑剂为对苯二甲酸二辛酯或环氧大豆油，抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。远红外发射粒子为电气石4，电气石4的粒径为5μm。

如图4所示，为PVC涤纶包覆丝与涤纶长丝的断裂强力及断裂伸长率的直方图，由图可知，涤纶长丝经包覆层包覆后所形成的PVC涤纶包覆丝断裂强力明显增大，使用寿命得到延长。

传统的遮阳材料为了确保本身具有一定的硬挺度及成型性，并且涤纶长丝与包覆层之间需要一定的线径比例，需要选择线径相对较大的涤纶长丝，由此涂覆在外的包覆层厚度就不能太大，选择较小线径的涤纶长丝，则需要包覆较大厚度的包覆层，对生产提出了更高的要求，并且成本较高，硬度过大导致后续织造遮阳材料出现困难。本发明的PVC涤纶包覆丝的芯丝1为多根涤纶长丝2组成的涤纶长丝束结构，这种结构与添加的电气石4相结合有着很多的优点，第一，由单根涤纶长丝改为多根涤纶长丝束，在PVC涤纶包覆丝所需求的线径规格不变的情况下，与传统单根涤纶长丝相比，包覆形成的包覆丝质地更加的柔软，能够给包覆层3提供更大的厚度空间并且硬度相对较小。第二，包覆层3厚度增加则相当于可以添加更多的电气石4粒子，大大增加了远红外发射性能，提高热转换效率。

本发明制备PVC涤纶包覆丝的方法包括如下步骤：

(1)、功能性PVC母粒制备：

a、以质量份计，称取以下组分的原料

聚氯乙烯50～70份，远红外发射粒子1～3份，热稳定剂1～3份，增塑剂20～28份，抗氧剂2～6份，碳酸钙填料4～12份；

b、将各组分混合后投入高速混合器内进行高速混合；

c、搅拌冷却后转移至加料斗，加料斗经输送装置送入双螺杆主机；

d、由切粒机切成粒子，形成功能性PVC母粒；

(2)、PVC涤纶包覆丝的制备：

a、将多根涤纶长丝2组成涤纶长丝束，并放入长丝架，经张力定位装置穿入模具；

b、将功能性PVC母粒加入料斗，经螺杆挤出机加热、塑化、熔融后送入模具；

c、由牵引盘带动涤纶长丝束经过模头进行包覆；

d、包覆完成后的PVC涤纶包覆丝经循环冷却水冷却，再进入自动线径检测器后缠绕。

在包覆过程中，为了能够控制熔融状态的功能性PVC母粒相对均匀、快速的包覆在涤纶长丝束的周向表面，在步骤(2)a中，施加于涤纶长丝束上的张力为0.05kG。

实施例2：

本实施例与实施例1相同部分不再赘述，其不同之处在于，包覆层由以下重量份数的原材料制备而成：聚氯乙烯60份，远红外发射粒子2份，热稳定剂2份，增塑剂24份，抗氧剂4份，碳酸钙填料8份。包覆层3的厚度为8μm。PVC涤纶包覆丝的线径为0.5mm。远红外发射粒子为电气石4，电气石4的粒径为8μm。

如图1、5所示，从外部看，相邻涤纶长丝2之间能够产生较多的空隙5，并且表面积与单根涤纶长丝相比大大增加。由于功能性PVC母粒在经螺杆挤出机加热、塑化、熔融后送入模具的状态已经变成熔融态，其具有较大的黏度，因此在向涤纶长丝束表面进行包覆时，功能性PVC母粒液体可部分填充进空隙5内，而且与涤纶长丝束的外表面结合面更大，更加牢固，包覆层3不易剥离。

实施例3：

本实施例与实施例1相同部分不再赘述，其不同之处在于，包覆层3由以下重量份数的原材料制备而成：聚氯乙烯70份；远红外发射粒子3份；热稳定剂3份；增塑剂28份；抗氧剂6份；碳酸钙填料12份。包覆层3的厚度为5μm。PVC涤纶包覆丝的线径为0.8mm。远红外发射粒子为电气石4，电气石4的粒径为10μm。

实施例4：

本实施例与实施例1相同部分不再赘述，其不同之处在于，在本实施例中，远红外发射粒子是不同粒径的电气石4，也就是说，电气石4在粒径为5～10μm的范围内，粒径的大小为不规律选择。不同粒径混合的电气石4组合，能够对包覆层3内部的热转化效率进行平衡，使得包覆层3内部的热量恒定，有效控制遮阳面料单位面积热量的均匀发散。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。