一种改性母粒、由其制备的改性纤维、改性无纺布及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种改性母粒、由其制备的改性纤维、改性无纺布及其制备方法和应用，所述改性母粒包括母粒载体、石墨烯材料和天然黄酮类化合物，本发明专利技术结合石墨烯功能母粒和天然黄酮类化合物，可以使得石墨烯材料在母粒中的充分分散，天然黄酮类化合物均匀分布至石墨烯片层之间，使得石墨烯和天然黄酮类化合物均能够良好分散，减少母粒应用时因团聚而失效，并且石墨烯材料和天然黄酮类化合物相结合，可以提升材料的抗菌抑菌抗病毒效果，在其制备方法中，通过先将较大粒径的石墨烯材料与天然黄酮类化合物混合，而后将小粒径的石墨烯材料与母粒载体混合分散，之后将两部分混合物混合，使得各成分间充分分散，提高由该母粒制备得到的无纺布的整体性能。

A modified masterbatch, a modified fiber prepared from it, a modified nonwoven fabric and its preparation method and Application

The invention provides a modified masterbatch, a modified fiber prepared from the masterbatch, a modified non-woven fabric and a preparation method and application thereof. The modified masterbatch includes masterbatch carrier, graphene material and natural flavonoids. The present invention combines graphene functional masterbatch and natural flavonoids to make graphene material in masterbatch. Fully dispersed, natural flavonoids evenly distributed between graphene lamellae, making graphene and natural flavonoids well dispersed, reducing the invalidation of masterbatch due to agglomeration, and the combination of graphene materials and natural flavonoids can improve the antimicrobial, bacteriostatic and antiviral effects of materials. As a result, in the preparation method, the larger size graphene material is mixed with natural flavonoids first, then the smaller size graphene material is mixed with the parent material carrier and dispersed, and then the two parts of the mixture are mixed, so that the components are fully dispersed and the integrity of the nonwoven fabric prepared from the parent material is improved. Yes.

【技术实现步骤摘要】
一种改性母粒、由其制备的改性纤维、改性无纺布及其制备方法和应用
本专利技术属于纺织材料领域，涉及一种改性母粒、由其制备的改性纤维、改性无纺布及其制备方法和应用。
技术介绍
母粒(英文名称Masterbatches)全名塑料母粒，别名母料，是20世纪80年代发展起来的一种塑料加工助剂，它是由超量的化学助剂、载体树脂和分散剂等组成。母粒是把超常量的颜料(染料)均匀载附于树脂中而得到的聚集体。母粒是指在塑料加工成型过程中，为了操作上的方便，将所需要的各种助剂、填料与少量载体树脂先进行混合混炼，经过挤出机等设备计量、混合、熔融、挤出、切粒等加工过程制得的颗粒料，称为母粒。母粒是由载体树脂、各种填料和各种助剂组成的。母粒中助剂的限度或填料的含量比实际塑料制品中的需要量要高数倍至十几倍。在成型加工过程中，必须根据母粒中有关组分的含量和实际制品中需要加入的量，调节母粒与基体树脂的配比。母粒通常可以分为普通填充母粒(简称填充母粒)和功能性母粒，如色母粒、防雾滴母粒等。而石墨烯复合多功能母粒，可用于开发具有优良力学、远红外、防静电、抗菌抑菌、防紫外、防辐射、防红外诸多功能的纺织品、纤维、复合材料等产品。黄酮类化合物(flavonoids)是一类存在于自然界的、具有2-苯基色原酮(flavone)结构的化合物。它们分子中有一个酮式羰基，第一位上的氧原子具碱性，能与强酸成盐，其羟基衍生物多具黄色，故又称黄碱素或黄酮。黄酮类化合物在植物体中通常与糖结合成苷类，小部分以游离态(苷元)的形式存在。绝大多数植物体内都含有黄酮类化合物，它在植物的生长、发育、开花、结果以及抗菌防病等方面起着重要的作用。无纺布是一种不需要纺纱织布而形成的织物，只是将纺织短纤维或者长丝进行定向或者随机排列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘合或者化学方法加固而成。随着人们健康意识的提高和对生活质量的重视，广泛应用无纺布材料优良的抗菌抑菌、过滤性能成为当前一个热门的课题。而如何将石墨烯复合多功能母粒与黄酮类化合物的优势相结合用于无纺布是本领域面临的新的技术问题。CN106117767A公开了一种在基材中掺杂石墨烯的方法，所述方法包括如下步骤：(1)将石墨烯与第一待掺杂基材混合得到混合粉碎料；(2)将步骤(1)混合粉碎料与第二待掺杂基材的粉碎料混合分散；所述混合粉碎料的粒径小于1mm。本专利技术掺杂有石墨烯的基材中石墨烯分布均匀，提高了基材的热稳定性，避免了粘机现象的产生，避免了粘机现象，在材料的抑菌抗菌性能方面并没有显著提升。因此，在本领域中，期望能够开发一种能够将石墨烯复合多功能母粒与天然黄酮类化合物的优势结合在一起的无纺布材料。
技术实现思路
针对现有技术，本专利技术的目的在于提供一种改性母粒、由其制备的改性纤维、改性无纺布及其制备方法和应用。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供一种改性母粒，所述改性母粒包括母粒载体、石墨烯材料和天然黄酮类化合物。在本专利技术中，结合石墨烯功能母粒和天然黄酮类化合物，可以使得石墨烯材料在母粒中的充分分散，天然黄酮类化合物均匀分布至石墨烯片层之间，使得石墨烯和天然黄酮类化合物均能够良好分散，减少母粒应用时因团聚而失效。在本专利技术中，石墨烯材料和天然黄酮类化合物相结合，可以提升材料的抗菌抑菌抗病毒效果，虽然纳米级的石墨烯具有杀菌能力，这样的纳米级石墨烯的抗菌性的发挥是基于其非常薄的片层结构，然而对于普通石墨烯材料，其抗菌性能比较弱，特别是在应用于母粒时，由于石墨烯易于团聚，也使得其抗菌性能发挥受到阻碍，在本专利技术中，天然黄酮类化合物的加入可以使得普通石墨烯材料充分分散，能充分发挥其抗菌性能，二者协同增强改性母粒的抗菌抑菌抗病毒效果。优选地，以母粒载体100重量份计，所述石墨烯材料为5-10重量份，例如5重量份、5.3重量份、5.5重量份、5.8重量份、6重量份、6.5重量份、6.8重量份、7重量份、7.5重量份、7.8重量份、8重量份、8.5重量份、8.8重量份、9重量份、9.5重量份、9.8重量份或10重量份。优选地，以母粒载体100重量份计，所述天然黄酮类化合物为0.5-5重量份，例如0.5重量份、0.8重量份、1重量份、1.5重量份、1.8重量份、2重量份、2.5重量份、2.8重量份、3重量份、3.5重量份、3.8重量份、4重量份、4.5重量份、4.8重量份或5重量份。优选地，所述母粒载体包括丙纶母粒、涤纶母粒、锦纶母粒、氨纶母粒或腈纶母粒中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述石墨烯材料包括石墨烯和/或氧化石墨烯。优选地，所述石墨烯包括以不同原料制备得到的，所述不同原料包括石墨、含碳气体或生物质资源中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述石墨烯材料为以生物质资源为原料制备的石墨烯。以石墨为原料制备石墨烯的方法包括机械剥离法、化学剥离法、还原氧化法等，以含碳气体为原料制备石墨烯的方法包括CVD法等，以生物质资源为原料制备石墨烯的方法包括水热碳化法等。其中，以生物质资源为原料制备的石墨烯，简称生物质石墨烯，可以是含有单层石墨烯、少层石墨烯、石墨烯纳米片层结构，并负载金属/非金属化合物，层数不大于10层的二维纳米炭材料，甚至可以是在以上基础上包含石墨化炭、金属/非金属化合物的复合炭材料。优选地，所述生物质石墨烯采用济南圣泉公司的生物质石墨烯，即以农林废弃物为主要原料，通过水解、催化处理、热处理等步骤获得的含有石墨烯的碳纳米材料复合物，其主要特征为含有石墨烯、无定型碳和非碳非氧元素，所述非碳非氧元素包括Fe、Si和Al元素，所述非碳非氧元素含量为复合物的0.5wt％～6wt％。如专利申请号为201510819312.X制备的产品。所述生物质石墨烯的主要指标示例性的可以是：电导率＞3000S/m，优选＞5000S/m；比表面积＞150m2/g，优选＞300m2/g；拉曼光谱IG/ID＞2，优选＞3；C/O＞35.0。优选地，所述石墨烯材料包含1μm≤D90≤8μm的石墨烯材料和D90＜1μm的石墨烯材料，例如1μm≤D90≤8μm的石墨烯材料的D90可以为1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm或8μm；D90＜1μm的石墨烯材料的D90可以为950nm、900nm、800nm、750nm、700nm、600nm、500nm、400nm、300nm、200nm、100nm、80nm、60nm、40nm、20nm、10nm、5nm等等。使用两种粒径范围内的石墨烯相互配合，可以使得石墨烯材料得到更好的分散，便于母粒的制备以及对母粒性能的提升。优选地，所述1μm≤D90≤8μm的石墨烯材料和D90＜1μm的石墨烯材料的质量比为1:(1-10)，例如1:1、1:1.5、1:1.8、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7、1:7.5、1:8、1:8.5、1:9、1:9.5或1:10。在所述质量比下，两种不同粒径范围的石墨烯材料能够更好地配合，与其他成分混合，使得材料得到充分分散，提升材料的整体性能。优选地，所述天然黄酮类化合物包括木犀草素、黄岑苷或黄岑中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性母粒，其特征在于，所述改性母粒包括母粒载体、石墨烯材料和天然黄酮类化合物。

【技术特征摘要】
1.一种改性母粒，其特征在于，所述改性母粒包括母粒载体、石墨烯材料和天然黄酮类化合物。2.根据权利要求1所述的改性母粒，其特征在于，以母粒载体100重量份计，所述石墨烯材料为5-10重量份；优选地，以母粒载体100重量份计，所述天然黄酮类化合物为0.5-5重量份。3.根据权利要求1或2所述的改性母粒，其特征在于，所述母粒载体包括丙纶母粒、涤纶母粒、锦纶母粒、氨纶母粒或腈纶母粒中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1-3中任一项所述的改性母粒，其特征在于，所述石墨烯材料包括石墨烯和/或氧化石墨烯；优选地，所述石墨烯包括以不同原料制备得到的石墨烯，所述不同原料包括石墨、含碳气体或生物质资源中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述石墨烯材料为以生物质资源为原料制备的石墨烯；优选地，所述石墨烯材料包含1μm≤D90≤8μm的石墨烯材料和D90＜1μm的石墨烯材料；优选地，所述1μm≤D90≤8μm的石墨烯材料和D90＜1μm的石墨烯材料的质量比为1:(1-10)。5.根据权利要求1-4中任一项所述的改性母粒，其特征在于，所述天然黄酮类化合物包括木犀草素、黄岑苷或黄岑中的任意一种或至少两种的组合，优选木犀草素。6.一种如权利要求1-5中任一项所述的改性母粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将部分石墨烯材料与天然黄酮类化合物共混；(2)将剩余石墨烯材料与母粒载体共混；(3)将步骤(1)和(2)得到的混合物混合后造粒，得到所述改性母粒；优选地，步骤(1)和步骤(2)所述石墨烯材料的质量比为1:(1-10)，优选1:5-10；优选地，步骤(1)所述石墨烯材料为1μm≤D90≤8μm的石墨烯材料；优选地，步骤(2)所述石墨烯材料为D90＜1μm的石墨烯材料；优选地，步骤(2)所述石墨烯材料与母粒载体共混是分批进行的，具体为：将石墨烯材料与部分母粒载体混合，得到混合母粒A，再将部分母粒载体与混合母粒A混合得到混合母粒B，直至母粒载体混合完毕；优选地，得到混合母粒A时所述部分母粒载体的用量小于母粒载体总量的一半；优选地，得到混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕冬生，韩素青，王双成，马军强，
申请(专利权)人：山东圣泉新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37