CN114395819B - 一种抑菌除臭且缓释香味型涤纶丝 - Google Patents
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Abstract
本发明属于涤纶丝技术领域，尤其是一种抑菌除臭且缓释香味型涤纶丝，所述涤纶丝包括以下重量份的原料：涤纶切片30‑40份、碳纳米管改性纳米粒子7‑11份、银纤维5‑10份、纳米线2‑8份、缓释包覆剂1‑5份、膨润土分散剂1‑3份。本发明以涤纶切片为主料，通过碳纳米管改性纳米粒子、银纤维、纳米线、缓释包覆剂和膨润土分散剂作为辅料进行互配反应，碳纳米管改性纳米粒子采用高比表面积的碳纳米管与纳米凹凸棒反应，反应后形成高承载的纳米凹凸棒负载碳纳米管，便于将银纤维携带，从而提高银纤维与病菌的作用效果，提高抗菌效率。
Description
技术领域
本发明涉及涤纶丝技术领域，尤其涉及一种抑菌除臭且缓释香味型涤纶丝。
背景技术
涤沦丝的特性是可以抵受化学物质及经常洗涤，减少衣物退色及脱色现象，所以，酒店制服、石磨蓝牛仔衣物、运动服或者儿童服装都会用涤纶丝制造。相对而言，涤纶丝较人造丝坚韧。当进行刺绣时，机器在高速运转，韧度高的涤纶线也可以承受较大的拉力；而且其防火性极高；即使衣物接近火焰；也不易触火。涤纶是合成纤维中的一个重要品种，是我国聚酯纤维的商品名称。它是以精对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物--聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，经纺丝和后处理制成的纤维。
现有的涤纶丝加入纳米银等无机材料提高产品的抑菌性能，但产品选用的原料较为常规，抑菌性能一般，同时不具有缓释香味性能，基于此，需进一步的改进处理；中国专利文献CN113373549A公开了柔软抗菌涤纶丝的制备工艺，包括以下步骤：功能母粒的制备，将负载纳米银的活性炭、有机钠基膨润土、聚乙二醇、涤纶切片、偶联剂、抗氧化剂、丁二醇、分散剂混合造粒形成功能母粒；功能母粒与部分涤纶切片熔融形成熔液A，涤纶切片熔融形成熔液B，熔液A在外，熔液B通过同轴静电纺丝装置进行纺丝形成复合涤纶丝；该文献中选用的原料较为常规，产品需进一步改进，提高产品的抗菌、缓释香味等性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抑菌除臭且缓释香味型涤纶丝，以解决上述背景技术中提出的问题；
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提出的一种抑菌除臭且缓释香味型涤纶丝，所述涤纶丝包括以下重量份的原料：
涤纶切片30-40份、碳纳米管改性纳米粒子7-11份、银纤维5-10份、纳米线2-8份、缓释包覆剂1-5份、膨润土分散剂1-3份；
其中膨润土分散剂的制备方法为：
S1：将膨润土先于500-600℃下反应10-20min，反应结束，然后以1-3℃/min 的速率将至80-90℃，得到待分散体；
S2：将待分散体加入到2-3倍的纳米二氧化硅溶胶中，进行搅拌反应，搅拌转速为500-700r/min，搅拌时间为30-40min，搅拌结束，水洗、干燥，得到纳米二氧化硅-膨润土复合体；
S3：将纳米二氧化硅-膨润土复合体送入到100-200℃反应20-30min，然后于80-120℃下继续反应15-25min，反应结束，得到膨润土分散剂。
优选地，所述涤纶丝包括以下重量份的原料：
涤纶切片35份、碳纳米管改性纳米粒子9份、银纤维7.5份、纳米线5份、缓释包覆剂3份、膨润土分散剂2份。
优选地，所述纳米二氧化硅溶胶的制备方法为：将纳米二氧化硅按照重量比1:3加入到环氧树脂中，然后加入纳米二氧化硅总量10-20％的聚醚多胺、1-5％的锆酸四丁酯，以100-500r/min的转速搅拌30-40min，搅拌结束，得到纳米二氧化硅溶胶。
优选地，所述碳纳米管改性纳米粒子的具体步骤为：
步骤一：将20-30份碳纳米管、1-5份纳米凹凸棒、1-3份海藻酸钠、30-40 份乙醇进行超声分散，分散结束，得到待研磨体；
步骤二：将待研磨体送入到研磨机中进行研磨，研磨过20-100目，研磨结束，水洗、干燥；
步骤三：然后再送入到50-70℃、100-300W的质子辐照箱内辐照5-10min，辐照结束，得到碳纳米管改性纳米粒子。
优选地，所述超声分散的功率为100-300W，超声时间为20-30min。
优选地，所述超声分散的功率为200W，超声时间为25min。
优选地，所述纳米线为四氧化三铁纳米线、二氧化锰纳米线、氧化锌纳米线、碳化硅纳米线、氧化铜纳米线中的一种或多种组合。
优选地，所述缓释包覆剂的制备方法为：将壳聚糖溶液加入到2-3倍的氨水中，然后加入壳聚糖溶液总量1-5％的硅烷偶联剂KH560，然后加入壳聚糖溶液1-3％的偶氮二异丁腈、5-10％的芳香剂，以65-75℃的温度反应60-80min，反应转速为80-120r/min，反应结束，得到缓释包覆剂。
优选地，所述壳聚糖溶液为壳聚糖、醋酸按照重量比4:1混合配制而成。
优选地，所述芳香剂为玫瑰精油、互生叶白千层叶油或蔷薇花精油中的一种。
本发明中的有益效果为：
1、本发明以涤纶切片为主料，通过碳纳米管改性纳米粒子、银纤维、纳米线、缓释包覆剂和膨润土分散剂作为辅料进行互配反应，碳纳米管改性纳米粒子采用高比表面积的碳纳米管与纳米凹凸棒反应，反应后形成高承载的纳米凹凸棒负载碳纳米管，便于将银纤维携带，从而提高银纤维与病菌的作用效果，提高抗菌能力，而加入的纳米线与银纤维互配互助，起到交叉错位效果，从而提高产品的抗菌稳定性；同时经过海藻酸钠分散后，碳纳米管改性纳米粒分散能力增强，再产品中对原料起到更好的承载效果，进一步提高产品的抗菌、负载性能；
2、缓释包覆剂采用壳聚糖溶液、氨水和硅烷偶联剂KH560等原料形成包覆体，从而对芳香剂进行包覆处理，实现缓释的功能，从而将香味长效的释放，提高香味的缓释效率。
3、膨润土分散剂采用膨润土经过煅烧，然后以1-3℃/min的速率冷却，从而改善其层间距，再与纳米二氧化硅溶胶反应，形成纳米二氧化硅-膨润土复合体，具有层状结构的高表面积活性体，从而改善碳纳米管改性纳米粒子、银纤维、纳米线团聚效果，进而提高原料分散效率，从而提高产品的抗菌、缓释性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本实施例的一种抑菌除臭且缓释香味型涤纶丝，所述涤纶丝包括以下重量份的原料：
涤纶切片30-40份、碳纳米管改性纳米粒子7-11份、银纤维5-10份、纳米线2-8份、缓释包覆剂1-5份、膨润土分散剂1-3份；
其中膨润土分散剂的制备方法为：
S1：将膨润土先于500-600℃下反应10-20min，反应结束，然后以1-3℃/min 的速率将至80-90℃，得到待分散体；
S2：将待分散体加入到2-3倍的纳米二氧化硅溶胶中，进行搅拌反应，搅拌转速为500-700r/min，搅拌时间为30-40min，搅拌结束，水洗、干燥，得到纳米二氧化硅-膨润土复合体；
S3：将纳米二氧化硅-膨润土复合体送入到100-200℃反应20-30min，然后于80-120℃下继续反应15-25min，反应结束，得到膨润土分散剂。
本实施例的涤纶丝包括以下重量份的原料：
涤纶切片35份、碳纳米管改性纳米粒子9份、银纤维7.5份、纳米线5份、缓释包覆剂3份、膨润土分散剂2份。
本实施例的纳米二氧化硅溶胶的制备方法为：将纳米二氧化硅按照重量比 1:3加入到环氧树脂中，然后加入纳米二氧化硅总量10-20％的聚醚多胺、1-5％的锆酸四丁酯，以100-500r/min的转速搅拌30-40min，搅拌结束，得到纳米二氧化硅溶胶。
本实施例的碳纳米管改性纳米粒子的具体步骤为：
步骤一：将20-30份碳纳米管、1-5份纳米凹凸棒、1-3份海藻酸钠、30-40 份乙醇进行超声分散，分散结束，得到待研磨体；
步骤二：将待研磨体送入到研磨机中进行研磨，研磨过20-100目，研磨结束，水洗、干燥；
步骤三：然后再送入到50-70℃、100-300W的质子辐照箱内辐照5-10min，辐照结束，得到碳纳米管改性纳米粒子。
本实施例的超声分散的功率为100-300W，超声时间为20-30min。
本实施例的超声分散的功率为200W，超声时间为25min。
本实施例的纳米线为四氧化三铁纳米线、二氧化锰纳米线、氧化锌纳米线、碳化硅纳米线、氧化铜纳米线中的一种或多种组合。
本实施例的缓释包覆剂的制备方法为：将壳聚糖溶液加入到2-3倍的氨水溶液中，然后加入壳聚糖溶液总量1-5％的硅烷偶联剂KH560，然后加入壳聚糖溶液1-3％的偶氮二异丁腈、5-10％的芳香剂，以65-75℃的温度反应60-80min，反应转速为80-120r/min，反应结束，得到缓释包覆剂。
本实施例的壳聚糖溶液为壳聚糖、醋酸按照重量比4:1混合配制而成。
本实施例的芳香剂为玫瑰精油、互生叶白千层叶油或蔷薇花精油中的一种。
实施例1：
本实施例的一种抑菌除臭且缓释香味型涤纶丝，所述涤纶丝包括以下重量份的原料：
涤纶切片30份、碳纳米管改性纳米粒子7份、银纤维5份、纳米线2份、缓释包覆剂1份、膨润土分散剂1份；
其中膨润土分散剂的制备方法为：
S1：将膨润土先于500℃下反应10min，反应结束，然后以1℃/min的速率将至80℃，得到待分散体；
S2：将待分散体加入到2倍的纳米二氧化硅溶胶中，进行搅拌反应，搅拌转速为500r/min，搅拌时间为30min，搅拌结束，水洗、干燥，得到纳米二氧化硅-膨润土复合体；
S3：将纳米二氧化硅-膨润土复合体送入到100℃反应20min，然后于80℃下继续反应15min，反应结束，得到膨润土分散剂。
本实施例的纳米二氧化硅溶胶的制备方法为：将纳米二氧化硅按照重量比 1:3加入到环氧树脂中，然后加入纳米二氧化硅总量10％的聚醚多胺、1％的锆酸四丁酯，以100r/min的转速搅拌30min，搅拌结束，得到纳米二氧化硅溶胶。
本实施例的碳纳米管改性纳米粒子的具体步骤为：
步骤一：将20份碳纳米管、1份纳米凹凸棒、1份海藻酸钠、30份乙醇进行超声分散，分散结束，得到待研磨体；
步骤二：将待研磨体送入到研磨机中进行研磨，研磨过20目，研磨结束，水洗、干燥；
步骤三：然后再送入到50℃、100W的质子辐照箱内辐照5min，辐照结束，得到碳纳米管改性纳米粒子。
本实施例的超声分散的功率为100W，超声时间为20min。
本实施例的纳米线为二氧化锰纳米线。
本实施例的缓释包覆剂的制备方法为：将壳聚糖溶液加入到2倍的氨水溶液中，然后加入壳聚糖溶液总量1％的硅烷偶联剂KH560，然后加入壳聚糖溶液 1％的偶氮二异丁腈、5％的芳香剂，以65℃的温度反应60min，反应转速为80r/min，反应结束，得到缓释包覆剂。
本实施例的壳聚糖溶液为壳聚糖、醋酸按照重量比4:1混合配制而成。
本实施例的芳香剂为玫瑰精油。
实施例2：
本实施例的一种抑菌除臭且缓释香味型涤纶丝，所述涤纶丝包括以下重量份的原料：
涤纶切片40份、碳纳米管改性纳米粒子11份、银纤维10份、纳米线8份、缓释包覆剂5份、膨润土分散剂3份；
其中膨润土分散剂的制备方法为：
S1：将膨润土先于600℃下反应20min，反应结束，然后以3℃/min的速率将至90℃，得到待分散体；
S2：将待分散体加入到3倍的纳米二氧化硅溶胶中，进行搅拌反应，搅拌转速为700r/min，搅拌时间为40min，搅拌结束，水洗、干燥，得到纳米二氧化硅-膨润土复合体；
S3：将纳米二氧化硅-膨润土复合体送入到200℃反应30min，然后于120℃下继续反应25min，反应结束，得到膨润土分散剂。
本实施例的纳米二氧化硅溶胶的制备方法为：将纳米二氧化硅按照重量比 1:3加入到环氧树脂中，然后加入纳米二氧化硅总量20％的聚醚多胺、5％的锆酸四丁酯，以500r/min的转速搅拌40min，搅拌结束，得到纳米二氧化硅溶胶。
本实施例的碳纳米管改性纳米粒子的具体步骤为：
步骤一：将30份碳纳米管、5份纳米凹凸棒、3份海藻酸钠、40份乙醇进行超声分散，分散结束，得到待研磨体；
步骤二：将待研磨体送入到研磨机中进行研磨，研磨过100目，研磨结束，水洗、干燥；
步骤三：然后再送入到70℃、300W的质子辐照箱内辐照10min，辐照结束，得到碳纳米管改性纳米粒子。
本实施例的超声分散的功率为300W，超声时间为30min。
本实施例的纳米线为四氧化三铁纳米线。
本实施例的缓释包覆剂的制备方法为：将壳聚糖溶液加入到3倍的氨水溶液中，然后加入壳聚糖溶液总量5％的硅烷偶联剂KH560，然后加入壳聚糖溶液 3％的偶氮二异丁腈、10％的芳香剂，以75℃的温度反应80min，反应转速为 120r/min，反应结束，得到缓释包覆剂。
本实施例的壳聚糖溶液为壳聚糖、醋酸按照重量比4:1混合配制而成。
本实施例的芳香剂为互生叶白千层叶油。
实施例3：
本实施例的一种抑菌除臭且缓释香味型涤纶丝，所述涤纶丝包括以下重量份的原料：
涤纶切片35份、碳纳米管改性纳米粒子9份、银纤维7.5份、纳米线5份、缓释包覆剂3份、膨润土分散剂2份；
其中膨润土分散剂的制备方法为：
S1：将膨润土先于550℃下反应15min，反应结束，然后以2℃/min的速率将至85℃，得到待分散体；
S2：将待分散体加入到2.5倍的纳米二氧化硅溶胶中，进行搅拌反应，搅拌转速为600r/min，搅拌时间为35min，搅拌结束，水洗、干燥，得到纳米二氧化硅-膨润土复合体；
S3：将纳米二氧化硅-膨润土复合体送入到150℃反应25min，然后于100℃下继续反应20min，反应结束，得到膨润土分散剂。
本实施例的纳米二氧化硅溶胶的制备方法为：将纳米二氧化硅按照重量比 1:3加入到环氧树脂中，然后加入纳米二氧化硅总量15％的聚醚多胺、3％的锆酸四丁酯，以300r/min的转速搅拌35min，搅拌结束，得到纳米二氧化硅溶胶。
本实施例的碳纳米管改性纳米粒子的具体步骤为：
步骤一：将25份碳纳米管、3份纳米凹凸棒、2份海藻酸钠、35份乙醇进行超声分散，分散结束，得到待研磨体；
步骤二：将待研磨体送入到研磨机中进行研磨，研磨过60目，研磨结束，水洗、干燥；
步骤三：然后再送入到60℃、200W的质子辐照箱内辐照7.5min，辐照结束，得到碳纳米管改性纳米粒子。
本实施例的超声分散的功率为200W，超声时间为25min。
本实施例的纳米线为氧化锌纳米线。
本实施例的缓释包覆剂的制备方法为：将壳聚糖溶液加入到2.5倍的氨水溶液中，然后加入壳聚糖溶液总量3％的硅烷偶联剂KH560，然后加入壳聚糖溶液2％的偶氮二异丁腈、7.5％的芳香剂，以70℃的温度反应75min，反应转速为 100r/min，反应结束，得到缓释包覆剂。
本实施例的壳聚糖溶液为壳聚糖、醋酸按照重量比4:1混合配制而成。
本实施例的芳香剂为玫瑰精油。
对比例1.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加碳纳米管改性纳米粒子。
对比例2.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加膨润土分散剂。
对比例3.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是碳纳米管改性纳米粒子中未加入纳米凹凸棒。
对比例4.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是碳纳米管改性纳米粒子中未加入海藻酸钠。
将实施例1-3及对比例1-4的原料进行熔融纺丝；控制纺丝计量泵供量为700～850g/min，纺丝温度为285℃～300℃，纺丝速度为850～1000m/min,牵伸倍数为2.0～3.0倍，制得抑菌除臭且缓释香味型涤纶丝。
抗菌效果
根据GB/T20944.3-2008振荡法进行测试。
采用涤纶丝进行香味测试
分别间隔0.5、1、1.5和5h测试香味
I等级：存在香味；
II等级：不存在香味。
实施例1-3及对比例1-4产品的性能测试：
从实施例1-3及对比例1-4可看出，本发明实施例3的产品具有优异的抗菌性能和缓释香味性能，而产品中未添加碳纳米管改性纳米粒子，产品抗菌性能显著下降，未添加膨润土分散剂，产品的缓释性能显著下降。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种抑菌除臭且缓释香味型涤纶丝，其特征在于，所述涤纶丝包括以下重量份的原料：
涤纶切片30-40份、碳纳米管改性纳米粒子7-11份、银纤维5-10份、纳米线2-8份、缓释包覆剂1-5份、膨润土分散剂1-3份；
其中膨润土分散剂的制备方法为：
S1：将膨润土先于500-600℃下反应10-20min，反应结束，然后以1-3℃/min的速率将至80-90℃，得到待分散体；
S2：将待分散体加入到2-3倍的纳米二氧化硅溶胶中，进行搅拌反应，搅拌转速为500-700r/min，搅拌时间为30-40min，搅拌结束，水洗、干燥，得到纳米二氧化硅-膨润土复合体；
S3：将纳米二氧化硅-膨润土复合体送入到100-200℃反应20-30min，然后于80-120℃下继续反应15-25min，反应结束，得到膨润土分散剂；
所述纳米二氧化硅溶胶的制备方法为：将纳米二氧化硅按照重量比1:3加入到环氧树脂中，然后加入纳米二氧化硅总量10-20％的聚醚多胺、1-5％的锆酸四丁酯，以100-500r/min的转速搅拌30-40min，搅拌结束，得到纳米二氧化硅溶胶；
所述碳纳米管改性纳米粒子的具体步骤为：
步骤一：将20-30份碳纳米管、1-5份纳米凹凸棒、1-3份海藻酸钠、30-40份乙醇进行超声分散，分散结束，得到待研磨体；
步骤二：将待研磨体送入到研磨机中进行研磨，研磨过20-100目，研磨结束，水洗、干燥；
步骤三：然后再送入到50-70℃、100-300W的质子辐照箱内辐照5-10min，辐照结束，得到碳纳米管改性纳米粒子；
所述超声分散的功率为100-300W，超声时间为20-30min；
所述纳米线为四氧化三铁纳米线、二氧化锰纳米线、氧化锌纳米线、碳化硅纳米线、氧化铜纳米线中的一种或多种组合；缓释包覆剂的制备方法为：将壳聚糖溶液加入到2-3倍的氨水中，然后加入壳聚糖溶液总量1-5％的硅烷偶联剂KH560，然后加入壳聚糖溶液1-3％的偶氮二异丁腈、5-10％的芳香剂，以65-75℃的温度反应60-80min，反应转速为80-120r/min，反应结束，得到缓释包覆剂。
2.根据权利要求1所述的一种抑菌除臭且缓释香味型涤纶丝，其特征在于，所述涤纶丝包括以下重量份的原料：
涤纶切片35份、碳纳米管改性纳米粒子9份、银纤维7.5份、纳米线5份、缓释包覆剂3份、膨润土分散剂2份。
3.根据权利要求1所述的一种抑菌除臭且缓释香味型涤纶丝，其特征在于，所述芳香剂为玫瑰精油、互生叶白千层叶油或蔷薇花精油中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种抑菌除臭且缓释香味型涤纶丝，其特征在于，所述超声分散的功率为200W，超声时间为25min。
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