一種遠紅外、抗菌除螨復合型聚酯功能纖維及其制造方法與流程

文檔序號：11224660閱讀：1902來源：國知局

本申請涉及聚酯纖維及其制造技術領域，尤其涉及一種遠紅外、抗菌除螨復合型聚酯功能纖維及其制造方法。

背景技術：

聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)簡稱聚酯，由于其具有優(yōu)良的特性，備受人們青睞，近年來，聚酯在纖維和非纖維領域的發(fā)展都較快，需求日益擴大；工業(yè)化大量生產(chǎn)的聚酯纖維是用聚對苯二甲酸乙二酯制成的，被廣泛應用于紡織工業(yè)，是制造衣服、床上用品、室內裝飾、地毯等織物的重要原料，由于其應用過程中，極易滋生細菌，因此，對聚酯紡織纖維進行改性，使其具有抗菌除螨功效，具有較大的實際應用意義。

遠紅外聚酯纖維可在很寬的波長范圍內吸收環(huán)境或人體發(fā)射出的電磁波，并輻射出波長范圍在2.5～30m的遠紅外線。這是由于聚酯纖維上添加的具有遠紅外輻射功能的添加劑在吸收了外界的電磁輻射能量后，其分子的能態(tài)從低能級向高能級躍遷，而后又從不穩(wěn)態(tài)的高能級回復到較低的穩(wěn)態(tài)能級而輻射出遠紅外線。由于遠紅外聚酯纖維所輻射出的電磁波中，在一定波長范圍內的遠紅外線與人體細胞中水分子的振動頻率相同，當人體表面受到輻射時，會引起細胞的分子共振，產(chǎn)生熱效應，并激活人體表面細胞，促進人體皮下組織血液的微循環(huán)，達到保暖、保健、促進新陳代謝、提高人體免疫力的功效。遠紅外聚酯纖維具有蓄熱保暖、保健和抗菌功能。

在實現(xiàn)聚酯纖維功能化的過程中，通過添加具有遠紅外、抗菌除螨效果的物質，對于實現(xiàn)聚酯纖維的功能化應用具有現(xiàn)實意義；目前市面上具有功能化的纖維織物主要是通過添加劑來實現(xiàn)的，如專利201110261719.7報道了一種耐久型抗菌除臭纖維織物的加工方法，該方法是將納米級無機抗菌劑以3％-30％重量比加入到高聚物粉中，混合均勻，通過螺桿造粒技術形成抗菌母粒，將抗菌母粒以0.3％-10％的比例與高聚物混合、紡絲，經(jīng)過紡紗織造后形成織物，再經(jīng)過抗菌劑后整理，使用該發(fā)明的方法加工的纖維織物具有抗菌效果好、持久性強的優(yōu)點；然而，通過將添加劑直接加入到纖維切片中熔融紡絲存在缺陷，比如，由于添加劑的粒徑較小，表面活性和自由能較高，熱力學狀態(tài)不穩(wěn)定，具有自發(fā)團聚的趨勢，極易凝聚成團，這將大大影響聚酯纖維中功能性粒子優(yōu)勢的發(fā)揮，導致聚酯纖維改性效果不明顯。

技術實現(xiàn)要素：

基于上述提出的技術問題，本申請涉及一種遠紅外、抗菌除螨復合型聚酯功能纖維及其制造方法。

在一方面，該復合型聚酯功能纖維中添加有遠紅外添加劑和抗菌除螨添加劑，該遠紅外添加劑和抗菌除螨添加劑在復合型聚酯功能纖維中質量占比分別為5％、7％；上述所述的遠紅外添加劑由以下物質構成：添加劑載體、zro2納米粉體；上述所述的抗菌除螨添加劑由以下物質構成：添加劑載體、氧化亞銅、二氧化鈦納米粒子、氧化鋅納米粒子、二氧化硅納米粒子、碘化銀納米粒子；其中，上述所述的添加劑載體為sno2空心球，該sno2空心球是以花粉為模板、采用水熱法制備的。

在另一方面，上述所述的一種遠紅外、抗菌除螨復合型聚酯功能纖維的制造方法：

步驟1，制備添加劑載體

準備200ml的無水乙醇，然后在其中加入18.5g的氯化錫粉末(sncl4·5h2o)，不斷攪拌至澄清，得到前驅體溶液；然后篩選出直徑50μm的油菜花花粉，將19.5g的油菜花花粉用酒精漂洗干凈，晾干，將油菜花花粉放入上述前驅體溶液中，強力攪拌20h，將溶液離心分離，酒精清洗三遍，在60℃的干燥箱中干燥5h；然后將上述處理過的花粉再放入前驅體溶液中浸泡4h，將溶液離心分離，酒精洗滌三遍，將所得花粉放到100ml酒精：水(體積比1:1)溶液中水解3h，離心分離后分散在酒精溶液中，在60℃的干燥箱中干燥3h；最后將花粉在空氣爐中580℃退火2h，從而去除花粉模板，收集白色粉末得到sno2空心球，即為添加劑載體；

在添加劑載體的制備過程中，花粉放入前驅體溶液中浸泡兩遍，保證花粉覆蓋一層均勻的sno2層；

步驟2，制備zro2納米粉體

分別配制濃度為720g/l、94g/l的zrocl2·8h2o和乙二胺四乙酸溶液，取適量的兩種溶液進行混合，劇烈攪拌5min使其混合均勻，得到透明的微乳液，用氨水調節(jié)ph＞10.5，在65℃、30khz下超聲10min得到透明的凝膠，然后用蒸餾水洗滌凝膠至用agno3溶液檢測不出cl^-，然后用乙醇洗滌3遍，將洗滌后的氧化鋯前驅體溶液放入恒溫干燥箱中，在60℃下干燥15h，將干燥好的前驅體在氮氣保護下于700℃下煅燒4h，最后撤掉氮氣保護讓粉體自然冷卻至室溫，得到zro2納米粉體；

步驟3，制備遠紅外添加劑

將添加劑載體、zro2納米粉體、鈦酸酯偶聯(lián)劑加入到去例子水中，充分攪拌均勻，得到遠紅外添加劑漿料，然后將其烘干，研磨成粉，即得遠紅外添加劑；

步驟4，制備氧化亞銅

取2.5g的五水硫酸銅溶解在20ml的蒸餾水中，然后在連續(xù)攪拌的情況下加入40ml的氫氧化鈉(0.8g、0.5mol/l、0.75m)形成氫氧化銅沉淀，然后在室溫下連續(xù)攪拌的情況下加入0.5g、40ml的抗壞血酸溶液，攪拌2h，2000rpm下離心20min，最后用蒸餾水和無水乙醇洗滌，85℃下干燥10h，得到氧化亞銅；

步驟5，制備抗菌除螨添加劑

將添加劑載體、氧化亞銅、二氧化鈦納米粒子、氧化鋅納米粒子、二氧化硅納米粒子、碘化銀納米粒子、鈦酸酯偶聯(lián)劑混合加入到去例子水中，超聲攪拌均勻，得到抗菌除螨添加劑漿料，然后將其烘干，研磨成粉，即得抗菌除螨添加劑；

步驟6，制備聚酯纖維

將遠紅外添加劑、抗菌除螨添加劑和乙二醇混合，攪拌后在室溫下超聲5h，得到混合液，然后在酯化反應釜中加入pta、混合液、催化助劑，攪拌均勻后進行酯化，聚合，得到聚酯母粒，其中，酯化溫度為280℃，壓力400kpa，酯化率達到大于93.5％時進行縮聚反應，縮聚溫度為300℃，抽真空至50mpa，縮聚至特性粘度為0.65時，出料，切料得到聚酯母粒，再經(jīng)紡絲得聚酯纖維，即為本申請的一種遠紅外、抗菌除螨復合型聚酯功能纖維。

本發(fā)明的實施例提供的技術方案可以包括以下有益效果：

本發(fā)明的復合型聚酯功能纖維含有遠紅外添加劑和抗菌除螨添加劑，能夠吸收遠紅外輻射，達到發(fā)熱的目的的同時，還可具有較強的抗菌除螨效果，實用性強；通過添加劑載體的設置，該遠紅外添加劑和抗菌除螨添加劑能夠均勻分散在聚酯纖維中，有效防止了納米粒子的團聚現(xiàn)象。

本申請附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本申請的實踐了解到。應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應當理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

本申請涉及一種遠紅外、抗菌除螨復合型聚酯功能纖維及其制造方法。

在一方面，該復合型聚酯功能纖維中添加有遠紅外添加劑和抗菌除螨添加劑，該遠紅外添加劑和抗菌除螨添加劑在復合型聚酯功能纖維中質量占比分別為5％、7％。

上述所述的遠紅外添加劑由以下物質構成：添加劑載體、zro2納米粉體；其中，遠紅外添加劑中各物質的質量份數(shù)為：添加劑載體5份、zro2納米粉體2份；各物質的粒徑為：添加劑載體50μm、zro2納米粉體15nm。

上述所述的抗菌除螨添加劑由以下物質構成：添加劑載體、氧化亞銅、二氧化鈦納米粒子、氧化鋅納米粒子、二氧化硅納米粒子、碘化銀納米粒子；其中，抗菌除螨添加劑中各物質的質量份數(shù)為：添加劑載體15份、氧化亞銅5份、二氧化鈦納米粒子4份、氧化鋅納米粒子3份、二氧化硅納米粒子1份、碘化銀納米粒子2份；各物質的粒徑為：添加劑載體50μm、氧化亞銅5μm、二氧化鈦納米粒子100nm、氧化鋅納米粒子50nm、二氧化硅納米粒子100nm、碘化銀納米粒子50nm。

在上述所述的遠紅外添加劑和抗菌除螨添加劑中，均含有添加劑載體，該添加劑載體為一種sno2空心球，該sno2空心球是以花粉為模板、采用水熱法制備的，然后經(jīng)過退火過程將花粉模板去除，從而得到sno2空心球。采用花粉為模板的好處在于：由于花粉表面具有多孔分層的結構，利用水熱法制備的sno2能夠復制該結構，使得該sno2空心球的表面有利于納米粒子的吸附，有效防止了納米粒子的團聚現(xiàn)象。

在上述所述的遠紅外添加劑中，添加劑載體為sno2空心球，遠紅外粒子為zro2納米粉體。zro2屬于螢石結構，zro2粉體是制作氧化鋯特種陶瓷、高級耐火材料、光通訊器件、新能源材料的基礎原料，zro2具有低溫燒結性，zro2納米粉體作為一種無毒無放射性，且具有低溫遠紅外發(fā)射性能的材料，是一種重要的遠紅外添加劑，但是，將其直接添加到聚酯纖維中，對其團聚的控制不佳，本申請中，將sno2空心球與zro2混合，由于sno2空心球表面具有優(yōu)良的多孔結構，其對于zro2的吸附以及均勻分散起到關鍵作用，有利于zro2遠紅外性能的均勻發(fā)揮。

在上述所述的抗菌除螨添加劑中，添加劑載體為sno2空心球，抗菌除螨粒子為氧化亞銅、二氧化鈦納米粒子、氧化鋅納米粒子、二氧化硅納米粒子、碘化銀納米粒子。氧化亞銅是一種赤銅礦結構的p型半導體，禁帶寬度為2.0～2.2ev，在光催化、鋰電池負極材料、太陽能轉換、氣敏傳感器、磁存儲設備等方面有廣泛的應用，在殺菌劑方面，氧化亞銅是重要的無機抗菌劑，然而，對于氧化亞銅在聚酯纖維中分散均勻以及兩相界面的相容性是影響其抗菌作用發(fā)揮的關鍵因素，本申請的技術方案中，將sno2空心球與抗菌除螨粒子混合，首先，由于sno2空心球表面具有優(yōu)良的多孔結構，上述的各抗菌除螨粒子能夠吸附在sno2空心球表面，其次，由于sno2空心球粒徑較大，其在聚酯纖維中不會發(fā)生納米團聚現(xiàn)象，減少了由于納米團聚對于抗菌除螨效果的影響。

此外，在本申請中，抗菌除螨粒子為氧化亞銅、二氧化鈦納米粒子、氧化鋅納米粒子、二氧化硅納米粒子、碘化銀納米粒子，其中氧化亞銅和碘化銀納米粒子發(fā)揮主要作用，其它粒子為摻雜劑，并且各粒子粒徑均為納米級別，其能夠均勻的吸附在sno2空心球表面，協(xié)同發(fā)揮抗菌除螨作用。