一种增强型负离子抗菌防螨多功能纤维及制备与应用制造技术

本发明专利技术属于功能纤维材料技术领域，公开了一种增强型负离子抗菌防螨多功能纤维及制备与应用。所述制备方法为：将羟基硅油溶解于有机溶剂中，然后加入纳米负离子粉和纳米抗菌防螨粉搅拌分散均匀，再依次加入氨基三甲氧基硅烷进行交联反应和2,3

【技术实现步骤摘要】
一种增强型负离子抗菌防螨多功能纤维及制备与应用


[0001]本专利技术属于功能纤维材料
，具体涉及一种增强型负离子抗菌防螨多功能纤维及制备与应用。

技术介绍

[0002]负离子纤维，是一种具有负离子释放功能的纤维，由该纤维所释放产生的负离子对改善空气质量、环境具有明显的作用，特别是负离子对人体的保健作用，已越来越多为人们所接受。负离子纤维的制成主要是通过在纤维的生产过程中，添加一种具有负离子释放功能的纳米材料，如电气石负离子粉、天然蛋白石矿粉等，使这些功能粉末镶嵌在纤维的内部或表面，通过这些功能纳米粉体材料发射的电子，击中纤维周围的氧分子，使之成为带电荷的负氧离子(通常称之为负离子)。
[0003]抗菌防螨纤维一般是采用混入法将含有银、铜、锌等抗菌防螨功能的粒子混入到纤维基体中进行纺丝得到；或通过后处理法将纤维基体采用用季铵化物或脂肪酰亚胺等有机抗菌剂浸渍处理得到。
[0004]在功能纤维制备过程中，普遍存在的技术问题是功能材料的添加对纤维强度及耐用性产生不利影响，通过改善其在纤维基体中的分散性可以降低这一缺陷。在本申请人的前期研究中，采用二氧化硅气凝胶微球对无机功能材料进行负载(CN114775095A)或采用多孔二氧化硅及硅烷偶联剂表面改性(CN114808172A)已取得较好的效果。
[0005]然而，通过改善功能材料的分散性对提高纤维的强度及耐用性作用有限，在对强度及耐用性要求较高的产品，如床垫、床垫保护垫、床枕被套等产品，往往不能满足要求。通过加入增强材料是改善纤维材料强度及耐用性的一个可行的方向。硅橡胶因其具有优异的力学性能、耐热性、耐寒性和耐老化性能等得到了广泛的应用，但单纯的硅橡胶一般以不可改变的热固性弹性体形式存在，其刚性较低无法制备得到纳米级的粉体产品，且与纤维材料的相容性较差，具有强疏水疏油特性，其较难通过简单熔融混合或溶液混合的方式在纤维材料中形成良好分散并达到增强效果。

技术实现思路

[0006]针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种增强型负离子抗菌防螨多功能纤维的制备方法。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的增强型负离子抗菌防螨多功能纤维。
[0008]本专利技术的再一目的在于提供上述增强型负离子抗菌防螨多功能纤维在床垫、床垫保护垫、床枕被套产品中的应用。
[0009]本专利技术目的通过以下技术方案实现：
[0010]一种增强型负离子抗菌防螨多功能纤维的制备方法，包括如下制备步骤：
[0011](1)将羟基硅油溶解于有机溶剂中，然后加入纳米负离子粉和纳米抗菌防螨粉搅
拌分散均匀，在50～80℃温度下加入氨基三甲氧基硅烷进行交联反应，然后加入2,3
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环氧丙基三甲基氯化铵进行阳离子化反应，产物经真空干燥脱除有机溶剂，得到阳离子改性硅橡胶增强粒子；
[0012](2)将步骤(1)所得阳离子改性硅橡胶增强粒子与纤维基体经混合纺丝；或将阳离子改性硅橡胶增强粒子与纤维基体经混合制粒得到功能母粒，再将功能母粒与纤维基体经混合纺丝，得到增强型负离子抗菌防螨多功能纤维。
[0013]进一步地，步骤(1)中所述羟基硅油为粘度(25℃)为50～500cst的低分子量羟基硅油；所述有机溶剂为异丙醇、苯或甲苯。羟基硅油分子量过高会导致交联密度不够，反应活性降低，硅橡胶增强粒子之间产生黏连，无法得到分散性能良好的增强粒子。
[0014]进一步地，步骤(1)中所述纳米负离子粉包括电气石负离子粉、天然蛋白石矿粉中的至少一种；所述纳米抗菌防螨粉包括氧化银粉、氧化镧粉、氧化锌粉、二氧化钛粉、氧化铜粉、氧化镁粉、碘化银粉中的至少一种；所述纳米负离子粉和纳米抗菌防螨粉的粒径＜1μm。
[0015]进一步地，步骤(1)中所述纳米负离子粉和纳米抗菌防螨粉的加入总量为羟基硅油质量的20％～50％。本专利技术加入纳米负离子粉和纳米抗菌防螨粉除了赋予纤维材料相应的功能之外，还作为硅橡胶粒子制备的成核剂，能够得到粒子分散形态的硅橡胶增强粒子，有利于其在纤维基体材料中的混合分散。
[0016]进一步地，步骤(1)中所述氨基三甲氧基硅烷选自氨丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；氨基三甲氧基硅烷的加入量为羟基硅油质量的3％～12％。氨基三甲氧基硅烷的加入量过低会导致交联程度不够，硅橡胶增强粒子之间产生黏连，无法得到分散性能良好的增强粒子；氨基三甲氧基硅烷的加入量过高会导致成本增加。
[0017]进一步地，步骤(1)中所述2,3
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环氧丙基三甲基氯化铵的加入量为氨基三甲氧基硅烷摩尔量的0.5～1倍。本专利技术利用氨基三甲氧基硅烷的氨基与2,3
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环氧丙基三甲基氯化铵的开环反应进行阳离子化，2,3
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环氧丙基三甲基氯化铵的加入量过高会导致过量单体难以除去，加入量过低会导致阳离子化程度不够，所得硅橡胶增强粒子的粒径增大，分散效果和增强效果变差。
[0018]进一步地，步骤(1)中所述交联反应的时间为0.5～2h；所述阳离子化反应的时间为1～4h。
[0019]进一步地，步骤(2)中所述纤维基体为聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚氨基甲酸酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、纤维素、醋酸纤维素、聚己内酯、聚羟基脂肪酸酯或聚丁二酸丁二醇酯。
[0020]进一步地，步骤(2)中所述混合纺丝包括熔融共混纺丝或溶液共混纺丝。
[0021]进一步地，步骤(2)中所述增强型负离子抗菌防螨多功能纤维中，阳离子改性硅橡胶增强粒子的加入量为纤维基体质量的1％～15％；所述功能母粒中，阳离子改性硅橡胶增强粒子的加入量为纤维基体质量的5％～30％。
[0022]一种增强型负离子抗菌防螨多功能纤维，通过上述方法制备得到。
[0023]上述增强型负离子抗菌防螨多功能纤维在床垫、床垫保护垫、床枕被套产品中的应用。
[0024]进一步地，所述应用方法为：将所得增强型负离子抗菌防螨多功能纤维经织造、复
合，然后通过裥棉、超声波、刺绣、电脑绣花等方式得到双面功能复合布，再复合床垫基础框架，得到负离子抗菌防螨多功能床垫；或将双面功能复合布按床垫尺寸再复合成垫，得到负离子抗菌防螨多功能床垫保护垫；或将双面功能复合布按床垫、枕头、被子尺寸再复合成套，得到负离子抗菌防螨多功能床枕被套。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0026](1)本专利技术采用特定方法制备得到的阳离子改性硅橡胶增强粒子对纤维基体进行增强，常规硅橡胶材料因刚性较低无法制备得到纳米级的产品，且与纤维材料的相容性较差，具有强疏水疏油特性，其较难通过简单熔融混合或溶液混合的方式在纤维材料中形成良好分散并达到增强效果。本专利技术以纳米负离子粉和纳米抗菌防螨粉作为粒子成核剂，通过特定交联及阳离子化反应可以得到纳米级的硅橡胶增强粒子，经验证可以显著提高纤维材料的力学性能和耐老化性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强型负离子抗菌防螨多功能纤维的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：(1)将羟基硅油溶解于有机溶剂中，然后加入纳米负离子粉和纳米抗菌防螨粉搅拌分散均匀，在50～80℃温度下加入氨基三甲氧基硅烷进行交联反应，然后加入2,3
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环氧丙基三甲基氯化铵进行阳离子化反应，产物经真空干燥脱除有机溶剂，得到阳离子改性硅橡胶增强粒子；(2)将步骤(1)所得阳离子改性硅橡胶增强粒子与纤维基体经混合纺丝；或将阳离子改性硅橡胶增强粒子与纤维基体经混合制粒得到功能母粒，再将功能母粒与纤维基体经混合纺丝，得到增强型负离子抗菌防螨多功能纤维。2.根据权利要求1所述的一种增强型负离子抗菌防螨多功能纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述羟基硅油为粘度为50～500cst的低分子量羟基硅油；所述有机溶剂为异丙醇、苯或甲苯。3.根据权利要求1所述的一种增强型负离子抗菌防螨多功能纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述纳米负离子粉包括电气石负离子粉、天然蛋白石矿粉中的至少一种；所述纳米抗菌防螨粉包括氧化银粉、氧化镧粉、氧化锌粉、二氧化钛粉、氧化铜粉、氧化镁粉、碘化银粉中的至少一种；所述纳米负离子粉和纳米抗菌防螨粉的粒径＜1μm；所述纳米负离子粉和纳米抗菌防螨粉的加入总量为羟基硅油质量的20％～50％。4.根据权利要求1所述的一种增强型负离子抗菌防螨多功能纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述氨基三甲氧基硅烷选自氨丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；氨基三甲氧基硅烷的加入量为羟基硅油质量的3％～12％。5.根据权利要求1所述的一种增强型负离子抗菌防螨多功能纤维的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄蕊烨，
申请(专利权)人：芯安健康科技广东有限公司，
类型：发明
国别省市：