CN101586267B

CN101586267B - 负离子阻燃抗菌纤维及其制备方法

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Publication number: CN101586267B
Application number: CN2009100532981A
Authority: CN
Inventors: 何丹农; 戴彦彤; 戴承渠; 盛小海; 张冰
Original assignee: Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Current assignee: Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Priority date: 2009-06-18
Filing date: 2009-06-18
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2029-06-18
Also published as: CN101586267A

Abstract

一种纺织工业技术领域的负离子阻燃抗菌纤维及其制备方法，其质量百分比及其组分为92％～99％聚酯纤维、0.6％～6.4％复合阻燃剂、0.1％～1.6％抗菌粉体和0.1％～1.6％负离子发生剂。通过本发明所述方法能够制备出同时达到国家建筑材料阻燃性能B1级标准、符合国家抗菌材料标准且负离子发生数密度达到为6140个/cm³的负离子阻燃抗菌纤维。

Description

负离子阻燃抗菌纤维及其制备方法

技术领域

本发明涉及的是一种纺织纤维技术领域的产品及其制备方法，具体是一种负离子阻燃抗菌纤维及其制备方法。

背景技术

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，各种纤维及纺织品的应用域逐渐扩大。阻燃由于纺织品大多数具有易燃特性，越来越多地成为引发火灾隐患，因此人们对于阻燃纤维及纺织品的开发和应用比以前更加重视。

抗菌材料的发展起步于20世纪70年代，它能抑制纤维上微生物的生长、繁殖，从而不仅起到保护纤维不受微生物的侵袭，防止其变色和霉变的作用，更能保护穿着者和使用者，包括防止传染病的传播、保护皮肤、防止织物产生异味等。抗菌纤维可以通过在原纤维制造或后处理过程中添加具有抗菌能力的物质而得到。近年来，抗菌制品已被人们所接受，成为纺织服饰领域功能纤维的主流产品。

负离子广泛的存在于大自然中，它含量高的地方如森林、海边、瀑布区等使人感到身心愉快，而人长时间身处负氧离子含量低的场所特别是有空调的封闭型办公室、住宅会诱发以空调病为代表的各种疾病。在医学上，负离子进入血液后细胞活性会得到加强，Na、K等电解质及废物的传输、交换的频率也会加快，使体内的离子保持平衡，从而提高人体的自愈力和免疫力，同时活化副交感神经，使人心神安宁、血压下降、心情得到放松。作为新型的具有保健功能的纺织材料，负离子纤维被大量的开发出来，受到人们的日益关注。

经过对现有技术的检索发现，专利文献公开号CN1920128A记载了一种“新型功能阻燃纤维及其生产方法”，该技术包含电气石和二氧化硅的纳米级添加剂粉体；其组分按重量百分比为：纤维素：75％～95％；电气石和二氧化硅的纳米级添加剂粉体：5％～25％；包括如下生产工艺顺序：将电气石、二氧化硅分别制成纳米级添加剂粉体；将纳米级添加剂粉体按不通比例与纤维素均匀混合，用静态混合器，采用熔融共混的方法制备纺丝液。但该现有技术并未包含抗菌功能，且不涉及聚酯纤维。进一步检索后尚未见同时具有阻燃、抗菌、负离子功能的聚酯纤维材料。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种负离子阻燃抗菌纤维及其制备方法，能够制备出同时达到国家建筑材料阻燃性能B1级标准、符合国家抗菌材料标准GB/T20944-2008且负离子发生数密度达到4000个/cm³以上的负离子阻燃抗菌纤维。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及负离子阻燃抗菌纤维的组分及其质量百分比为：94％～99％聚酯纤维、0.6％～4.8％复合阻燃剂、0.1％～1.8％抗菌粉体和0.1％～1.8％负离子发生剂。

所述的聚酯纤维是指聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或阳离子改性聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种；

所述的复合阻燃剂的组分及其质量百分比为：5～10％氢氧化镁、5～10％氢氧化铝、10～25％氧化锑、5～10％二氧化硅和45～75％多聚磷酸铵。

所述的抗菌粉体是指载银磷酸盐、载银二氧化硅、载银沸石、氧化锌或锐钛型二氧化钛中的一种或其组合，优选氧化锌和锐钛型二氧化钛。该抗菌粉体的平均粒径为50～900纳米，100纳米以下颗粒占比不低于20％，500纳米以上颗粒占比不超过10％，最大粒径不超过2微米。

所述的负离子剂是指：电气石、硅藻土、蛋白石或海底火山石中的一种，优选电气石。

本发明涉及负离子阻燃抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：

第一步、将质量百分比分别为60％～80％复合阻燃剂、10％～30％抗菌粉体和10％～30％负离子发生剂混合均匀，将该混合粉末与聚酯原料混合制成多功能聚酯母粒，其中，混合粉末占功能母粒质量的20～40％；

所述的聚酯原料是指聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或阳离子改性聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种。

所述的抗菌粉体是指载银磷酸盐、载银二氧化硅、载银沸石、氧化锌或锐钛型二氧化钛中的一种或其组合，优选氧化锌和锐钛型二氧化钛。

第二步、将母粒与聚酯切片以5∶95～15∶85的质量比共混后在245～270℃环境下熔融后以1000～3000m/min的纺丝速度进行纺丝，制成涤纶纺丝；

所述的聚酯切片是指：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或阳离子改性聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或两种。

第三步、通过牵拉处理制得负离子阻燃抗菌纤维。

所述的牵拉处理是指：设置牵伸倍率为3.6～4.2倍进行卷绕拉伸或设置低弹丝倍率为1.9倍并置于加热器中卷绕拉伸处理。

采用上述技术方案制备所得负离子阻燃抗菌纤维与现有技术相比具有以下优点：

(1)制造方法简单易行，可在对现有纺丝设备不做大的调整的前提下完成；

(2)具有与普通聚酯纤维相近的力学性能、可纺性及服用特性；

(3)阻燃效果优异，且同时具有良好的抗菌和产生负离子的功能，可广泛应用于公共场所，如宾馆、酒店、展览馆、体育馆、汽车、轮船、飞机等使用的窗帘、地毯、床上用品、家具用布，以及特殊工种人群使用的防护用品，如阻燃服、阻燃帽、阻燃围裙等。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1制备阻燃、抗菌、负离子涤纶长丝：

本实施例采用复合阻燃剂、抗菌粉体和负离子发生剂及其质量百分比分别为：氢氧化镁6％、氢氧化铝6％、二氧化硅8％、氧化锑18％、多聚磷酸铵42％、氧化锌10％和电气石10％。

本实施例通过以下方式制备负离子阻燃抗菌纤维：

第一步、将上述复合阻燃剂、氧化锌和电气石混合均匀后，将该混合粉体与聚对苯二甲酸乙二醇酯混合制成母粒，其中该混合粉末占功能母粒质量的20％；

第二步、将母粒与聚酯切片以15∶85的质量比共混后在270℃环境下熔融后以3000m/min的纺丝速度进行纺丝；

第三步、将涤纶纺丝置于185℃的加热器中，设置涤纶低弹丝倍率1.9倍，卷绕拉伸后制得涤纶长丝。

本实施例制备所得涤纶长丝经检测，其阻燃性能是：燃烧12秒后损毁长度102mm，氧指数32％，达到国家建筑材料B1级标准；抗菌性能：对金黄色葡萄球菌的抑杀率为85％，符合国家抗菌材料标准；负离子发生数为4200个/cm³。

实施例2制备阻燃、抗菌、负离子涤纶短纤：

本实施例采用复合阻燃剂、抗菌粉体和负离子发生剂及其质量百分比分别为：氢氧化镁5％、氢氧化铝5％、二氧化硅5％，氧化锑15％、多聚磷酸铵40％、二氧化钛15％和电气石15％。

本实施例通过以下方式制备负离子阻燃抗菌纤维：

第一步、将上述复合阻燃剂、二氧化钛和电气石混合均匀后，将该混合粉体与聚对苯二甲酸乙二醇酯混合制成母粒，其中该混合粉末占功能母粒质量的25％；

第二步、将母粒与聚酯切片以10∶90的质量比共混后在245℃环境下熔融后以1000m/min的纺丝速度进行纺丝，制成涤纶纺丝；

第三步、设置涤纶牵伸倍率为4.2倍，卷绕拉伸后制得涤纶短纤。

本实施例制备所得涤纶短纤经检测，其阻燃性能是：氧指数32％，达到国家建筑材料B1级标准；抗菌性能：对金黄色葡萄球菌的抑杀率为95％，符合国家抗菌材料标准；负离子发生数为5800个/cm³。

实施例3制备阻燃、抗菌、负离子阳离子改性涤纶短纤：

本实施例采用复合阻燃剂、抗菌粉体和负离子发生剂及其质量百分比分别为：氢氧化镁3.5％、氢氧化铝3.5％、二氧化硅6％，氧化锑13％、多聚磷酸铵38％，二氧化钛18％，电气石18％。

本实施例通过以下方式制备负离子阻燃抗菌纤维：

第一步、将上述复合阻燃剂、二氧化钛和电气石混合均匀后，将该混合粉体与阳离子聚对苯二甲酸乙二醇酯混合后制成母粒，其中该混合粉末占功能母粒质量的20％。

第二步、取该母粒15份与85份普通阳离子改性切片共混后熔融纺丝，经进一步卷绕牵伸后切断制得涤纶短纤。纺丝时温度270℃，卷绕速度为1000m/min，牵伸倍率3.6倍。

第三步、该涤纶短纤经检测，其阻燃性能是：氧指数33％，达到国家建筑材料B1级标准；抗菌性能：对金黄色葡萄球菌的抑杀率为84％，符合国家抗菌材料标准；负离子发生数为6140个/cm³。

实施例4制备阻燃、抗菌、负离子阳离子改性涤纶短纤：

本实施例采用复合阻燃剂、抗菌粉体和负离子发生剂及其质量百分比分别为：氢氧化镁3.5％、氢氧化铝3.5％、二氧化硅6％，氧化锑13％、多聚磷酸铵34％、载银磷酸锆20％和电气石20％。

第一步、将上述复合阻燃剂、载银磷酸锆和电气石混合均匀后，将该混合粉体与阳离子聚对苯二甲酸乙二醇酯混合制成母粒，其中该混合粉末占功能母粒质量的40％；

第二步、将母粒与聚酯切片以5∶95的质量比共混后在270℃环境下熔融后以1000m/min的纺丝速度进行纺丝，制成涤纶纺丝；

第三步、设置涤纶牵伸倍率为3.6倍，卷绕拉伸后制得涤纶短纤。

本实施例制备所得涤纶短纤经检测，其阻燃性能是：氧指数32％，达到国家建筑材料B1级标准；抗菌性能：对金黄色葡萄球菌的抑杀率为95％，符合国家抗菌材料标准；负离子发生数为4310个/cm³。

Claims

1.一种负离子阻燃抗菌纤维的制备方法，所述纤维的组分及其质量百分比为：94％～99％聚酯纤维、0.6％～4.8％复合阻燃剂、0.1％～1.8％抗菌粉体和0.1％～1.8％负离子发生剂，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

第二步、将母粒与聚酯切片按重量比5∶95～15∶85的比例共混后在245～270℃环境下熔融后以1000～3000m/min的纺丝速度进行纺丝，制成涤纶；

第三步、通过牵拉处理制得负离子阻燃抗菌纤维；

所述的复合阻燃剂的组分及其质量百分比为：5～10％氢氧化镁、5～10％氢氧化铝、10～25％氧化锑、5～10％二氧化硅和45～75％多聚磷酸铵；

所述的抗菌粉体是指载银磷酸盐、载银二氧化硅、载银沸石、氧化锌或锐钛型二氧化钛中的一种或其组合。

2.根据权利要求1所述的负离子阻燃抗菌纤维的制备方法，其特征是，所述的牵拉处理是指：设置牵伸倍率为3.6～4.2倍进行卷绕拉伸或设置低弹丝倍率为1.9倍并置于加热器中卷绕拉伸处理。

3.根据权利要求1所述的负离子阻燃抗菌纤维的制备方法，其特征是，所述的抗菌粉体的平均粒径为50～900纳米，100纳米以下颗粒占比大于等于20％，500纳米以上颗粒占比小于等于10％，最大粒径小于等于2微米。