具有抗病毒病菌和远红外防护保健功能的纤维及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有抗病毒病菌和远红外防护保健功能的纤维及制备方法，该方法包含：步骤1，制备纳米级改性相变双烯储能材料混合粉体；步骤2，制备纳米级改性电气石氧化铜混合粉体；步骤3，将步骤1和步骤2获得的两种粉体混合均匀，获得纳米改性复合材料粉体，然后再与聚酯切片混合，通过螺杆挤出机挤出，制得纳米改性双烯聚酯复合材料；步骤4，将纳米改性双烯聚酯复合材料进行干燥，然后将聚酯切片作为纤维皮层、干燥后的纳米改性双烯聚酯复合材料为芯层，经熔融纺丝工艺制成聚酯复合纤维。本发明专利技术还提供了通过该方法制备的纤维。本发明专利技术制备的复合纤维具有抗病毒病菌、远红外、负离子增氧、抗螨虫、抗静电、抗紫外、抗辐射等优良功能。能。

【技术实现步骤摘要】
具有抗病毒病菌和远红外防护保健功能的纤维及制备方法


[0001]本专利技术涉及一种多功能复合纤维及制备方法，具体地，涉及一种具有抗病毒病菌、远红外防护和保健功能聚酯复合纤维及制备方法。

技术介绍

[0002]随着生产和科技技术的高度发展，自然环境遭到严重的破坏。工业生产形成的大量废气、废水、废物，不断排放到环境中，严重破坏了自然界的生态系统和生态平衡。二氧化碳的过度排放，造成全球气候变暖，经常引发水灾、旱灾、地震、台风、山崩、海啸等自然灾害。环境的失衡，导致各种病毒、病菌不断爆发和大流行，严重影响人们的身体健康。最辛苦、最危险的是医务工作者和军人，他们承担了大量的预防和救助工作，急需研发一种多功能的复合纤维，其中根据需要采用各种不同的原材料进行加工。
[0003]石墨烯是由单层碳原子以SP2杂化组成的呈六方蜂窝状的二维晶体，具有特殊的二维结构和优异的性能。研究发现，石墨烯具有超高的机械强度、优良的导电、导热性能以及抗病毒病菌、抗静电、抗紫外线性能，还具有能吸收和辐射高达40％的远红外线的功能。石墨烯纤维广泛应用在生物医用材料、储能材料、光学等领域；在纺织品和服装上应用前景广阔。
[0004]“白色石墨烯”是晶粒为层片状结构的六方氮化硼(英文名称为 Hexagonal Boron Nitride，缩写为h
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BN)。在经过剥层后得到的纳米薄片的别名。由于六方氮化硼的结构和石墨非常相似，具有六方层状结构，质地柔软，可加工性强，并且颜色为白色，与石墨烯相对应，因此六方氮化硼被称为“白色石墨烯”。白色石墨烯具有高透明度和化学惰性，而且具有很高的机械强度、高热稳定性、良好的导热性和电绝缘性、独特的紫外发光性能、润滑性好，以及优异的抗菌、散热、抗紫外等性能。白石墨烯纤维在纺织品和服装上极具发展潜力。
[0005]相变储能材料是一种由于温度的变化导致物质状态发生改变同时提供潜热的物质。物质状态分为固体、液体、气体。在物质发生相变等温过程中具有吸收和释放能量、储热蓄冷的功能，能够满足冬暖夏凉的功能需求。
[0006]电气石是电气石族矿物的总称，化学成分较复杂，是以含硼为特征的铝、钠、铁、镁、锂的环状结构硅酸盐矿物。电气石具有热释电效应、压电效应、自发极化效应、表面活性与吸附性、导电性、远红外辐射和释放负离子性等独特性能，当温度、湿度和压力等变化时能引起电气石晶体的电势差，使周围空气发生电离即空气中产生负氧离子，从而达到净化空气的目的。电气石通过物理或化学方法与其他材料复合，可制得多种功能材料，被应用于环保、电子、医药、化工、轻工、建材等领域。
[0007]铜是人体本身必不可少的微量元素，人体含量中仅次于铁和锌，在微量元素中位居第三位，可进行正常的新陈代谢：铜能剌激肌肤中胶原蛋白的再生长，铜离子纤维在与皮肤接触后能促进皮肤的新陈代谢，加速受损皮肤的愈合。铜也是细胞内部氧化过程的催化剂，对细菌和病毒有抑制作用，具有抗菌、抗病毒等作用。铜粒子特有的蘑菇状微孔结构，对微生物具有强大的吸附杀灭能力，可杀灭各种细菌、真菌、病毒，杀菌率达99％以上；而且抗
病毒性能优异，H1N1病毒灭活率达99％以上。纳米铜凭借出色的比表面积可以吸附VOC等多种有害异味，能够防止真菌的滋生，起到抗菌除臭的作用。纳米铜的抗菌机理是在电荷吸引作用下，带正电荷的铜离子与带负电荷的细菌接触，铜离子能够进入到细菌的细胞内，使得细菌的细胞壁发生破壁、细胞液外流，从而造成细菌死亡，同时进入细胞的铜离子能与细菌细胞内的蛋白酶等发生作用，使得酶变性失活，从而杀死细菌等。
[0008]聚酯纤维，又叫涤纶纤维，是一种成本低，性能好，用途极为广泛的化学纤维。其具有高强度、高模量、挺括抗皱、热稳定性高、耐磨性强等特点，而且性价比高，是做功能性复合纤维的优质载体。但传统涤纶纤维并不具备功能性，随着社会发展，传统涤纶已不能满足人们对功能性纺织品的需求。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种具有抗病毒病菌、远红外防护和保健功能聚酯复合纤维及制备方法，所得的复合纤维具有多种优良功能，适用于纺织服装、医疗医护、军工、家纺家居、建筑装饰、环保、电子等行业。
[0010]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种具有抗病毒病菌和远红外防护保健功能的纤维的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，制备纳米级改性相变双烯储能材料混合粉体；步骤2，制备纳米级改性电气石氧化铜混合粉体；步骤3，将步骤1得到的纳米级改性相变双烯储能材料混合粉体和步骤2得到的纳米级改性电气石氧化铜混合粉体，混合均匀，获得纳米改性复合材料粉体，然后再与聚酯切片混合，通过螺杆挤出机挤出，制得纳米改性双烯聚酯复合材料；步骤4，将步骤3得到的纳米改性双烯聚酯复合材料进行干燥，然后将聚酯切片作为纤维皮层、干燥后的纳米改性双烯聚酯复合材料为芯层，经熔融纺丝工艺制成聚酯复合纤维。
[0011]优选地，所述的步骤1中，按质量份数将石墨烯材料15
‑
30份、白石墨烯材料15
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30份、相变储能材料20
‑
35份、分散剂3
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5份，加入到无水乙醇当中，利用离心搅拌器进行搅拌分散10
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20min；再加入用无水乙醇稀释配制的硅烷偶联剂溶液，使无水乙醇混合溶液中硅烷偶联剂的质量浓度为3
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10％，继续离心搅拌10
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15min，获得改性相变双烯储能材料混合溶液，除去多余的无水乙醇，用60
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85℃在真空烘箱烘干1
‑
2h后，加入立式螺旋搅拌球磨机研磨，至细度为1
‑
50μm的粉末，得到纳米级改性相变双烯储能材料混合粉体。
[0012]优选地，所述的石墨烯材料是采用机械剥离法、化学气相沉积法、液相剥离法、氧化还原法中的任意一种制备的石墨烯或氧化石墨烯；白石墨烯材料是采用硼砂
‑
氯化铵法、化学气相沉积法、硼砂
‑
尿素法、高频等离子法、水热法、前驱体法中的任意一种制备的白石墨烯纳米材料；相变储能材料为石蜡、高级脂肪酸、聚醚多元醇、烷烃、聚乙二醇中的任意一种或多种；硅烷偶联剂为A
‑
151、A
‑
171、KH
‑
560、KH
‑
570中的任意一种或多种；分散剂为十二烷基苯磺酸钠、明胶、纤维素醚、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯中的任意一种或多种。
[0013]优选地，所述的步骤2中，按质量份数，取电气石材料20
‑
33份、纳米氧化铜粉体10
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20份，螯合剂1
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2份、分散剂1
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3份、PE
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g
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MAH增溶剂3
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6 份，在常温下将纳米氧化铜和螯合剂、分散剂加入无水乙醇，超声螯合分散 10
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15min，制成纳米氧化铜悬浊液；再将电气石材料干燥，然后将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有抗病毒病菌和远红外防护保健功能的纤维的制备方法，其特征在于，所述的方法包含：步骤1，制备纳米级改性相变双烯储能材料混合粉体；步骤2，制备纳米级改性电气石氧化铜混合粉体；步骤3，将步骤1得到的纳米级改性相变双烯储能材料混合粉体和步骤2得到的纳米级改性电气石氧化铜混合粉体，混合均匀，获得纳米改性复合材料粉体，然后再与聚酯切片混合，通过螺杆挤出机挤出，制得纳米改性双烯聚酯复合材料；步骤4，将步骤3得到的纳米改性双烯聚酯复合材料进行干燥，然后将聚酯切片作为纤维皮层、干燥后的纳米改性双烯聚酯复合材料为芯层，经熔融纺丝工艺制成聚酯复合纤维。2.如权利要求1所述的具有抗病毒病菌和远红外防护保健功能的纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，按质量份数将石墨烯材料15
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30份、白石墨烯材料15
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30份、相变储能材料20
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35份、分散剂3
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5份，加入到无水乙醇当中，利用离心搅拌器进行搅拌分散10
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20min；再加入用无水乙醇稀释配制的硅烷偶联剂溶液，使无水乙醇混合溶液中硅烷偶联剂的质量浓度为3
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10％，继续离心搅拌10
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15min，获得改性相变双烯储能材料混合溶液，除去多余的无水乙醇，用60
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85℃在真空烘箱烘干1
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2h后，加入立式螺旋搅拌球磨机研磨，至细度为1
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50μm的粉末，得到纳米级改性相变双烯储能材料混合粉体。3.如权利要求2所述的具有抗病毒病菌和远红外防护保健功能的纤维的制备方法，其特征在于，所述的石墨烯材料是采用机械剥离法、化学气相沉积法、液相剥离法、氧化还原法中的任意一种制备的石墨烯或氧化石墨烯；白石墨烯材料是采用硼砂
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氯化铵法、化学气相沉积法、硼砂
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尿素法、高频等离子法、水热法、前驱体法中的任意一种制备的白石墨烯纳米材料；相变储能材料为石蜡、高级脂肪酸、聚醚多元醇、烷烃、聚乙二醇中的任意一种或多种；硅烷偶联剂为A
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151、A
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171、KH
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560、KH
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570中的任意一种或多种；分散剂为十二烷基苯磺酸钠、明胶、纤维素醚、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯中的任意一种或多种。4.如权利要求1所述的具有抗病毒病菌和远红外防护保健功能的纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中，按质量份数，取电气石材料20
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33份、纳米氧化铜粉体10
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20份，螯合剂1
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2份、分散剂1
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3份、PE
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g
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MAH增溶剂3
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6份；在常温下将纳米氧化铜和螯合剂、分散剂加入无水乙醇，...

【专利技术属性】
技术研发人员：林雨辰，马立国，
申请(专利权)人：常州典尚纺织服饰有限公司，
类型：发明
国别省市：