一种抗菌防螨远红外保健纤维素纤维及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种抗菌防螨远红外保健纤维素纤维及其制备方法和应用，该方法中，首先采用偶联剂改性将双键引入至太极石纳米粉体表面，然后对纤维素纤维采用硝酸铈铵水溶液处理在纤维分子链上引发聚合的自由基，将经过在先处理的改性太极石体纳米粉体分散于有机溶剂中，然后将经自由基引发纤维素纤维加入到改性太极石纳米粉体溶液中在一定条件下反应，随后加入防螨整理液，反应后室温晾干制得，该纤维可应用于内衣、内裤、袜子、衬衣或家纺面料，太极石纳米粉体以共价键形式均匀分布在纤维素纤维材料表面，赋予纤维显著、持久的抗菌防螨、远红外性能，其远红外发射率达到93％以上，总体抗菌性达92.8％以上，驱螨抑螨率均达95％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌防螨远红外保健纤维素纤维及其制备方法和应用
本专利技术属于纤维加工领域，特别涉及一种抗菌防螨远红外保健纤维素纤维及其制备方法和应用。
技术介绍
太极石是一种天然矿石其主要成分是二氧化硅，还有少量二氧化钛，以及多种微量的金属矿物元素。它的高频共振频率与人体细胞分子的共振频率相当接近可促进人体吸收和聚集正能量，具有多种优异功能如远红外辐射性能、抗紫外线性能及一定的抗菌性能。据调查研究发现穿着含有太极石制备的内衣可以明显促进人体血液微循环，提升新陈代谢。随着太极石天然保健功能的发现，多种与太极石相关的纺织功能产品相继见市。这其中包括纤维、纱线及面料，但无论哪一种产品关于太极石的应用，大都采用在纺丝过程将太极石与纺丝液共混将纺丝液加工成纤维，或者再将纤维纺织成纱线，或者最后再将含有太极石的纱线织成面料中。例如，中国专利申请(CN104153031A)公开了一种能够促进人体微循环的保健纤维及其制造方法通过将太极石超细微粉与纤维基料混合、干燥，加入聚合物助纺剂，造粒得到太极石母粒，然后将太极石母粒和同质纤维切片混合最终制得保健纤维；中国专利申请(CN103726125A)公开了一种防螨抗菌涤纶短纤维及其制备方法，其是将含有太极石的微米级蓄热防螨陶瓷粉末和载银纳米二氧化钛复合抗菌粉体通过酯化聚合纺丝方式制备得到，或者将粉末制成母粒后与聚酯切片混合后纺丝制备得到，经纺丝后得到的防螨抗菌涤纶短纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有较强的抗菌效果；上述中国专利中涉及的保健纤维中虽然均含太极石原料，但其均是在纺丝液中加入太极石纳米粉体，这种通过在纺丝液中加入太极石纳米粉体的方式其太极石纳米粉体的可加入量特别有限，为了保证可纺性及纺丝均匀性，加入量一般不超过5wt％,其太极石的作用和功效难以很好发挥；中国专利申请(CN1676687A)公开了一种抗菌防螨远红外多功能竹纤维及其制备方法，该方法是将具有抗菌、防霉、防臭、防螨、远红外等纳米层状银系无机抗菌多功能粉体与竹桨粕以一定的重量比分散共混，采用添加型工艺制备而成，纳米层状银系无机抗菌多功能粉体均匀分散于纳米抗菌多功能竹纤维之中，但该纤维素纤维抗菌防螨远红外特性的获得同样是靠在纺丝浆液中加入功能性微粒实现，其同样存在前述缺陷；中国专利申请(CN206204538A)公开了一种含有石墨烯及太极石材料的聚酯面料制备方法，经纱采用精梳棉纱、含石墨烯材料的涤纶纱和太极石涤纶的混合纱为原材料，纬纱采用棉、天丝、涤纶的混合纱为原材料，经纱排列为每循环一百零四条经纱，纬纱排列为每循环二十四条纬纱，面料通过多种纤维纱线搭配,该面料因含石墨烯和太极石材料,面料具有显著的远红外、抗菌抑菌、防静电、促进血液微循环、促进新陈代谢的功能，但该面料中使用的太极石涤纶并未涉及其生产工艺和方法。
技术实现思路
本专利技术正是为了解决现有的在纺丝液中加入太极石纳米粉体量有限，太极石纤维/丝线不能很好的发挥太极石的远红外、抗菌功效，且使其纤维具有防螨特性，而提出了一种通过后整理方式将太极石化学键合于纤维素纤维表面，使其纤维制品最大化发挥太极石作用和功效的抗菌防螨远红外保健纤维素纤维及其制备方法和应用。本专利技术所提供的技术方案如下：一种抗菌防螨远红外保健纤维素纤维的制备方法，其包括以下步骤：(1)太极石表面改性将一定量的太极石纳米粉体分散于溶剂中，加入分散剂，搅拌充分分散后，滴加偶联剂，调节pH值为2～6，持续反应12～24h，待反应结束后采用沉淀剂离心提纯，离心提纯后将最终产物在真空干燥箱内室温烘干，得到改性太极石纳米粉体；(2)纤维素纤维的后处理在纤维素纤维表面进行自由基引发剂处理，用质量分数1～5％硝酸铈铵水溶液于40～80℃条件下将纤维素纤维浸泡15～30min，将浸泡后的纤维素纤维取出晾干后制得自由基引发纤维素纤维A，其中，纤维素纤维与硝酸铈铵水溶液的比例为5～25g/100mL；(3)防螨整理液的配制将摩尔比为1:(2～4):(5～7)的甲基丁香酚、丁香酚和异丁香酚的混合物A以及质量比为1:2～5:2的苯甲酸苄酯和二氯苯醚菊酯的混合物B一起溶于无水乙醇中充分搅拌溶解，制得防螨整理液；其中，所述混合物A或混合物B均占所述太极石纳米粉体的质量分数的10～15％，所述混合物A和混合物B总体与无水乙醇的比例为0.1g/100～0.1g/200mL；(4)抗菌防螨远红外纤维素纤维的制备将经步骤(1)处理后的改性太极石纳米粉体分散于无水乙醇中，经超声波分散后得到改性太极石纳米粉体溶液，再将步骤(2)制备的自由基引发纤维素纤维A以浴比1:15～1:50加入到所述改性太极石纳米粉体溶液中，持续稳定搅拌，在50～80℃条件下反应处理1～4h，然后缓慢加入步骤(3)制得的防螨整理液，继续升温至80～100℃反应8～12h，待反应结束后用大量去离子水与乙醇混合物漂洗，室温晾干，即可制得抗菌防螨远红外纤维素纤维。优选地，步骤(1)中，所述溶剂为甲苯与去离子水或甲醇与去离子水或乙醇与去离子水组成的混合溶剂，其中，太极石纳米粉体与所述混合溶剂的比例为1g：120～1g：200mL。优选地，步骤(1)中，所述分散剂为泊洛沙姆188或聚乙烯吡咯烷酮，其中，所述分散剂占太极石纳米粉体质量的百分比为5％～10％。优选地，步骤(1)中，所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷或油醇磷酸酯，其中，偶联剂占混合溶液的体积分数比为0.1～2％。优选地，步骤(1)中，所述沉淀剂采用无水乙醇，添加量为反应后溶液体积的1/5～1/3。优选地，所述步骤(3)中，甲基丁香酚、丁香酚和异丁香酚的混合物的摩尔比优选为1:2.5:5，苯甲酸苄酯和二氯苯醚菊酯的混合物的质量比优选为3：2。优选地，步骤(4)中，所述改性太极石纳米粉体与无水乙醇的比例为1g/100mL～2g/100mL，所述超声波分散时间为15～25min，所述去离子水与乙醇混合物的体积比为3:1～9:5，优选为7:3。优选地，步骤(1)中，太极石纳米粉体分散于溶剂之前进行充分干燥去除表面水分，当溶剂为甲苯时不进行pH值调节，所述pH值通过添加稀硝酸、醋酸或磷酸进行调节。另外，本专利技术还提供一种根据前述的纤维素纤维的制备方法所制备的具有抗菌防螨远红外保健纤维素纤维。另外，本专利技术还提供一种上述纤维素纤维的用途，其应用于内衣、内裤、袜子、衬衣或家纺面料中。本专利技术所获得的有益技术效果：1.本专利技术打破常规的在纺丝液中添加太极石纳米粉体制备含太极石原料纤丝的方法，通过后整理方式将太极石化学键合于纤维素纤维表面，同时在太极石表面形成苯甲酸苄酯和二氯苯醚菊酯的包裹层以及甲基丁香酚、丁香酚和异丁香酚防螨涂层，使其纤维制品能够永久地最大化发挥太极石的抗菌防螨和远红外功效，同时具有防螨特性；2.本专利技术首先采用偶联剂改性将双键引入至太极石纳米粉体分子表面，然后对纤维素纤维采用硝酸铈铵水溶液处理在纤维素纤维分子链上引发自由基聚合的自由基，藉此巧妙地实现太极石纳米粉体与纤维素纤维之间发生共价键的结合，使得太极石以共价键形式均匀分布在纤维素纤维材料的表面，同时依靠太极石表面的极性吸附大量的苯甲酸苄酯和二氯苯醚菊酯的防螨剂形成包裹层，且使具有高效防螨功能的甲基丁香酚、丁香酚和异丁香酚由于双键结构在太极石微粒外侧形成防螨涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌防螨远红外保健纤维素纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)太极石表面改性将一定量的太极石纳米粉体分散于溶剂中，加入分散剂，搅拌充分分散后，滴加偶联剂，调节pH值为2～6，持续反应12～24h，待反应结束后采用沉淀剂离心提纯，离心提纯后将最终产物在真空干燥箱内室温烘干，得到改性太极石纳米粉体；(2)纤维素纤维的后处理在纤维素纤维表面进行自由基引发剂处理，用质量分数1～5％硝酸铈铵水溶液于40～80℃条件下将纤维素纤维浸泡15～30min，将浸泡后的纤维素纤维取出晾干后制得自由基引发纤维素纤维A，其中，纤维素纤维与硝酸铈铵水溶液的比例为5～25g/100mL；(3)防螨整理液的配制将摩尔比为1:(2～4):(5～7)的甲基丁香酚、丁香酚和异丁香酚的混合物A以及质量比为1:2～5:2的苯甲酸苄酯和二氯苯醚菊酯的混合物B一起溶于无水乙醇中充分搅拌溶解，制得防螨整理液；其中，所述混合物A或混合物B均占所述太极石纳米粉体的质量分数的10～15％，所述混合物A和混合物B总体与无水乙醇的比例为0.1g/100～200mL；(4)抗菌防螨远红外纤维素纤维的制备将经步骤(1)处理后的改性太极石纳米粉体分散于无水乙醇中，经超声波分散后得到改性太极石纳米粉体溶液，再将步骤(2)制备的自由基引发纤维素纤维A以浴比1:15～50加入到所述改性太极石纳米粉体溶液中，持续稳定搅拌，在50～80℃条件下反应处理1～4h，然后缓慢加入步骤(3)制得的防螨整理液，继续升温至80～100℃反应8～12h，待反应结束后用大量去离子水与乙醇混合物漂洗，室温晾干，即可制得抗菌防螨远红外纤维素纤维。...

【技术特征摘要】
1.一种抗菌防螨远红外保健纤维素纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)太极石表面改性将一定量的太极石纳米粉体分散于溶剂中，加入分散剂，搅拌充分分散后，滴加偶联剂，调节pH值为2～6，持续反应12～24h，待反应结束后采用沉淀剂离心提纯，离心提纯后将最终产物在真空干燥箱内室温烘干，得到改性太极石纳米粉体；(2)纤维素纤维的后处理在纤维素纤维表面进行自由基引发剂处理，用质量分数1～5％硝酸铈铵水溶液于40～80℃条件下将纤维素纤维浸泡15～30min，将浸泡后的纤维素纤维取出晾干后制得自由基引发纤维素纤维A，其中，纤维素纤维与硝酸铈铵水溶液的比例为5～25g/100mL；(3)防螨整理液的配制将摩尔比为1:(2～4):(5～7)的甲基丁香酚、丁香酚和异丁香酚的混合物A以及质量比为1:2～5:2的苯甲酸苄酯和二氯苯醚菊酯的混合物B一起溶于无水乙醇中充分搅拌溶解，制得防螨整理液；其中，所述混合物A或混合物B均占所述太极石纳米粉体的质量分数的10～15％，所述混合物A和混合物B总体与无水乙醇的比例为0.1g/100～200mL；(4)抗菌防螨远红外纤维素纤维的制备将经步骤(1)处理后的改性太极石纳米粉体分散于无水乙醇中，经超声波分散后得到改性太极石纳米粉体溶液，再将步骤(2)制备的自由基引发纤维素纤维A以浴比1:15～50加入到所述改性太极石纳米粉体溶液中，持续稳定搅拌，在50～80℃条件下反应处理1～4h，然后缓慢加入步骤(3)制得的防螨整理液，继续升温至80～100℃反应8～12h，待反应结束后用大量去离子水与乙醇混合物漂洗，室温晾干，即可制得抗菌防螨远红外纤维素纤维。2.根据权利要求1所述的纤维素纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溶剂为甲苯与去离子水...

【专利技术属性】
技术研发人员：林荣银，吕志军，王荣华，
申请(专利权)人：太极石股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35