本發(fā)明涉及纖維領(lǐng)域，具體為一種防水耐磨纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、滌綸作為化學(xué)纖維中的主要產(chǎn)品，在化纖產(chǎn)量中占有很高的比重，滌綸工業(yè)是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱型產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于化纖、輕工、國(guó)防、建筑等各個(gè)方面，滌綸在生產(chǎn)能力和技術(shù)水平方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越其他化纖品種，其低廉的加工成本和較高的性價(jià)比使得滌綸產(chǎn)量飛速增長(zhǎng)，加上新產(chǎn)品、新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化實(shí)施，使得滌綸已經(jīng)成為化學(xué)纖維中消費(fèi)最多的產(chǎn)品。

2、未來(lái)新型紡織材料的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)中，滌綸將成為重中之重，隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高和紡織工業(yè)的持續(xù)進(jìn)步，傳統(tǒng)紡織品的一些基本功能已經(jīng)不能夠滿足人們的需要，而各種功能性紡織品得到了廣泛的關(guān)注，人們對(duì)面料的服用性能要求也越來(lái)越高，目前，市場(chǎng)上對(duì)具有防水功能織物的需求不斷增加，本文介紹了一種具有抗菌、光催化降解油脂、阻燃和抗老化能力的防水耐磨纖維。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種防水耐磨纖維及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

2、一種防水耐磨纖維，所述防水耐磨纖維是由改性聚酯熔體靜電紡絲后浸沒(méi)在表面處理液中經(jīng)表面處理制得；

3、所述改性聚酯是由氯化聚酯、氯基化納米二氧化鈦、改性氨基化金屬卟啉反應(yīng)制得；

4、所述氯化聚酯是由對(duì)苯二甲酸二甲酯、2-甲基-1,4-丁二醇和苯基二氯膦反應(yīng)制得預(yù)改性聚酯；將預(yù)改性聚酯與1,4-二氯甲氧基丁烷反應(yīng)制得；

5、所述氯基化納米二氧化鈦是由納米二氧化鈦、3-氯丙基三甲氧基硅烷反應(yīng)制得；

6、所述改性氨基化金屬卟啉是由對(duì)硝基苯甲醛先與吡咯反應(yīng)再與氫氣反應(yīng)制得氨基化卟啉；氨基化卟啉先與醋酸鋅反應(yīng)再與2,5-二羥基對(duì)苯二甲醛反應(yīng)制得。

7、一種防水耐磨纖維的制備方法，所述防水耐磨纖維的制備方法主要包括以下制備步驟：

8、（1）將對(duì)硝基苯甲醛混合液升溫至130~150℃，在200~300r/min，25~35min內(nèi)勻速加入對(duì)硝基苯甲醛混合液質(zhì)量0.24~0.26倍的吡咯混合液，繼續(xù)攪拌100~140min，加入對(duì)硝基苯甲醛混合液質(zhì)量1.2~1.3倍的乙醇，在2~6℃下靜置22~24h，過(guò)濾，用乙醇洗滌3~5次，在70~80℃下干燥4~6h，制得硝基化卟啉；將硝基化卟啉與鉑按質(zhì)量比1：0.03~0.05混合，在250~270℃下通入氫氣，反應(yīng)8~10h，制得氨基化卟啉；

9、（2）將氨基化卟啉和二甲基甲酰胺按質(zhì)量比3.5~4.5：1混合，在200~300r/min，160~170℃下，25~35min內(nèi)勻速加入氨基化卟啉質(zhì)量2~3倍的醋酸鋅，繼續(xù)攪拌100~140min，加入氨基化卟啉質(zhì)量3~5倍的去離子水，在2~6℃下靜置22~24h，過(guò)濾，在-10~0℃下真空干燥22~26h，制得氨基化金屬卟啉；將氨基化金屬卟啉、2,5-二羥基對(duì)苯二甲醛和乙醇按摩爾比1：0.8~0.9：10~12混合均勻，靜置20~30min，在70~80℃下干燥5~7h，制得改性氨基化金屬卟啉；

10、（3）將對(duì)苯二甲酸二甲酯、2-甲基-1,4-丁二醇和苯基二氯膦按摩爾比3~5：4~6：1混合均勻，再加入對(duì)苯二甲酸二甲酯質(zhì)量0.01~0.02倍的氯化鋁，在210~220℃，200~300r/min，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌10~12h，制得預(yù)改性聚酯；將預(yù)改性聚酯、1,4-二氯甲氧基丁烷、二氯甲烷和氯化錫按質(zhì)量比1：0.2~0.3：5~7：0.03~0.05混合，在200~300r/min下攪拌7~9h，在30~40℃下干燥5~7h，用去離子水洗滌3~5次，在-10~0℃下真空干燥22~24h，制得氯化聚酯；

11、（4）將氯化聚酯、氯基化納米二氧化鈦、改性氨基化金屬卟啉和乙醇按質(zhì)量比8~10：0.8~1.2：2~4：16~20混合，在200~300r/min下攪拌20~40min，在70~80℃下干燥5~7h，制得改性聚酯；

12、（5）將改性聚酯進(jìn)行熔體靜電紡絲，在90~100℃下靜置6~8h，自然冷卻至室溫，制得改性聚酯纖維；將改性聚酯纖維浸沒(méi)在表面處理液中，放置在密閉的光反應(yīng)器中，室溫下，用40w，波長(zhǎng)為370nm的紫色led燈照射反應(yīng)48~50h，取出，浸沒(méi)在去離子水中超聲10~20min，在-10~-1℃下真空干燥22~24h，制得防水耐磨纖維。

13、作為優(yōu)化，步驟（1）所述對(duì)硝基苯甲醛混合液是將丙酸和對(duì)硝基苯甲醛按質(zhì)量比9~11：1混合均勻，配制而成。

14、作為優(yōu)化，步驟（1）所述吡咯混合液是將丙酸和吡咯按質(zhì)量比1：0.6~0.7混合均勻，配制而成。

15、作為優(yōu)化，步驟（4）所述氯基化納米二氧化鈦是將納米二氧化鈦、3-氯丙基三甲氧基硅烷和異丙醇按質(zhì)量比1：1：6~8混合均勻，在85~95℃，200~300r/min攪拌反應(yīng)5~7h，離心分離取固體，用去離子水洗滌3~5次，在90~100℃下干燥2~4h制得。

16、作為優(yōu)化，步驟（5）所述熔體靜電紡絲參數(shù)為紡絲溫度260~280℃、出料口徑0.8~1.2mm、紡絲電壓26~30kv、接收距離16~18cm。

17、作為優(yōu)化，步驟（5）所述表面處理液是在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將二苯甲酮、乙腈和n-(三氟甲硫基)鄰苯二甲酰亞胺按質(zhì)量比1：0.08~0.12：7~8混合均勻配制而成。

18、作為優(yōu)化，步驟（1）所述氨基化卟啉的制備過(guò)程如下：

19、

20、

21、作為優(yōu)化，步驟（2）所述改性氨基化金屬卟啉的制備過(guò)程如下：

22、

23、

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：

25、本發(fā)明在制備防水耐磨纖維時(shí)，將對(duì)硝基苯甲醛依次與吡咯、氫氣、醋酸鋅和2,5-二羥基對(duì)苯二甲醛反應(yīng)制得改性氨基化金屬卟啉；將納米二氧化鈦、3-氯丙基三甲氧基硅烷反應(yīng)制得氯基化納米二氧化鈦；將對(duì)苯二甲酸二甲酯、2-甲基-1,4-丁二醇和苯基二氯膦反應(yīng)制得預(yù)改性聚酯；將預(yù)改性聚酯與1,4-二氯甲氧基丁烷反應(yīng)制得氯化聚酯；將氯化聚酯、氯基化納米二氧化鈦、改性氨基化金屬卟啉反應(yīng)制得改性聚酯；將改性聚酯熔體靜電紡絲后浸沒(méi)在表面處理液中經(jīng)表面處理制得制得防水耐磨纖維。

26、首先，將對(duì)硝基苯甲醛依次與吡咯、氫氣、醋酸鋅和2,5-二羥基對(duì)苯二甲醛反應(yīng)制得改性氨基化金屬卟啉；金屬卟啉可以在光催化下分解油脂，可以在光下催化人體產(chǎn)生的油脂；金屬卟啉可以釋放鋅離子，鋅離子可以通過(guò)與細(xì)菌細(xì)胞的負(fù)離子交互作用，導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的酶和其他蛋白質(zhì)機(jī)制的異常，從而破壞其生物膜和代謝基礎(chǔ)，另外，鋅離子可以影響細(xì)菌的dna復(fù)制和轉(zhuǎn)錄作用，阻礙其生長(zhǎng)和繁殖，達(dá)到抑制和殺滅細(xì)菌的效果；氨基化金屬卟啉可以在吸熱后分解產(chǎn)生不燃性氣體，一方面可以稀釋空氣中的氧和聚合物受熱分解產(chǎn)生的可燃物的濃度，另一方面分解產(chǎn)生的氮的氧化物碰捕捉自由基，抑制高聚物的鏈鎖反應(yīng)，提高材料的阻燃能力；氨基化金屬卟啉表面的氨基與醛基反應(yīng)，形成希夫堿結(jié)構(gòu)，與苯環(huán)表面羥基相互作用，達(dá)到紫外吸收的能力，從而達(dá)到抗老化效果。

27、其次，將納米二氧化鈦、3-氯丙基三甲氧基硅烷反應(yīng)制得氯基化納米二氧化鈦；將對(duì)苯二甲酸二甲酯、2-甲基-1,4-丁二醇和苯基二氯膦反應(yīng)制得預(yù)改性聚酯；二氧化鈦具有較高的比表面積，能夠有效地吸附并固定在表面的微生物，種物理吸附作用可以阻止微生物的正常生長(zhǎng)和繁殖，從而達(dá)到抗菌的目的，此外，二氧化鈦還能干擾細(xì)菌的生長(zhǎng)周期，破壞其生物膜結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖，達(dá)到抑制和殺滅細(xì)菌的效果；且納米二氧化鈦還可以增強(qiáng)纖維的耐磨能力和增強(qiáng)金屬卟啉的光催化分解油脂的效果；聚酯主鏈中含磷，有機(jī)磷可以產(chǎn)生含磷自由基，能夠捕獲火焰區(qū)域的氫自由基及羥基自由基，中斷聚合物燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)從而減緩燃燒，且可以在燃燒過(guò)程中生成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且不易揮發(fā)的聚偏磷酸，聚偏磷酸具有較強(qiáng)的脫水作用，受熱過(guò)程中促使聚合物碳化成致密難燃的炭化層，炭化層覆蓋在聚合物表面，隔絕底部材料與外界氧氣的接觸、阻礙外部熱量傳遞至基體材料，從而有效的阻止材料進(jìn)一步熱解進(jìn)而終止材料的燃燒，提高材料的阻燃能力。

28、最后，將預(yù)改性聚酯與1,4-二氯甲氧基丁烷反應(yīng)制得氯化聚酯；將氯化聚酯、氯基化納米二氧化鈦、改性氨基化金屬卟啉反應(yīng)制得改性聚酯；將改性聚酯熔體靜電紡絲后浸沒(méi)在表面處理液中經(jīng)表面處理制得制得防水耐磨纖維；將預(yù)改性聚酯與1,4-二氯甲氧基丁烷反應(yīng)使聚酯主鏈的苯上含氯；在制備改性氨基化金屬卟啉時(shí)，控制氨基化金屬卟啉過(guò)量，使改性氨基化金屬卟啉表面含部分未反應(yīng)的氨基，使與后續(xù)氯基化納米二氧化鈦和氯化聚酯達(dá)到更好的結(jié)合效果；經(jīng)表面處理液處理的纖維表面富含氟，可以降低表面自由能，減少表面與其他物質(zhì)的接觸能力，從而達(dá)到防水效果；還可以在火災(zāi)發(fā)生時(shí)分解，產(chǎn)生氟化氫氣體，氟化氫氣體可以與火焰中的自由基發(fā)生氫原子取代反應(yīng)，從而破壞火焰鏈反應(yīng)的進(jìn)行，減緩或抑制火焰的蔓延，此外，氟化氫還能與氫原子形成氫氟酸，使得火焰的燃燒速率降低，起到阻燃的效果，還可以在表面形成一層保護(hù)膜，阻止氧氣和燃料的進(jìn)一步接觸，減緩火焰的蔓延速度，提高材料的阻燃能力。