CN106283256A - 一种改性聚酯纤维和窗帘面料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种改性聚酯纤维和窗帘面料，所述窗帘面料由经线和纬线交叉编织构成，所述经线和纬线各自独立为改性聚酯纤维。与现有技术相比，功能填料是以纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅为核，二乙烯基苯与1‑乙烯基咪唑的共聚物为壳的复合粒子，其中二氧化硅中的微孔尺寸小于空气分子运动的平均自由程，同时二乙烯基苯与1‑乙烯基咪唑的共聚物具备粗糙的微纳米表面和独特的介孔结构也能起到阻隔空气分子而隔热的协同作用，从而窗帘面料隔热效果好。第二，窗帘面料由改性聚酯纤维编织而成，其紧密度大，面料的孔隙小，使其透光亮度小，遮光性能好。此外，本发明的高性能窗帘面料的制作工艺简单、易操作、阻燃、绿色环保且适合工业化生产。

Description

一种改性聚酯纤维和窗帘面料
技术领域
本发明涉及纺织面料技术领域，尤其涉及一种改性聚酯纤维和窗帘面料。
背景技术
窗帘广泛应用于办公会议室、住宅、高铁、飞机上，起到了装饰和保护隐私的作用。随着生活品质的提高，人们对于纺织品提出更高要求，更讲究功能型，因此对窗帘织物提出了新的要求。
在申请号为201610135938.3的中国专利文献中，介绍了一种隔热窗帘面料的制备方法，其面料柔软、透气性好且具有阻燃性，然而该材质隔热性较差，同时该面料并不具有抗菌效果。在申请号为201110244975.5的中国专利文献中，介绍了一种防辐射窗帘面料，具有耐久性好、耐洗涤、耐高温且柔软透气等效果，然而其采用了不锈钢金属丝作为原料，这势必造成成本的增加和工艺的操作难度，同时该面料并不具有遮光隔热性和阻燃性，因此很难具备良好的市场前景。
综上所述，制备遮光隔热性能好、抗菌效果好且阻燃的高性能窗帘面料对于窗帘面料的实际应用具有重要意义。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种改性聚酯纤维，其形成的窗帘面料遮光隔热性能好、抗菌效果好且阻燃，本发明的主要目的还在于提供一种窗帘面料，具有遮光隔热性能好、抗菌效果好且阻燃的特点。
本发明提供一种改性聚酯纤维，由如下重量份的原料制备：聚酯纤维80-100份、功能填料2-10份、阻燃剂0.5-5份，所述功能填料是以纳米材料为核，二乙烯基苯与1-乙烯基咪唑的共聚物为壳的复合粒子，所述纳米材料为纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅。
优选的，所述功能填料按照如下方法制备：步骤a)在N2气氛下，将纳米材料和去离子水混合，加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌，形成第一悬浊液，所述纳米材料为纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅；步骤b)将所述第一悬浮液在搅拌条件下加热，升温至78-82℃后稳定2-10min，加入过硫酸钾，形成第二悬浊液；步骤c)向所述第二悬浊液中滴加二乙烯基苯，反应1-3h后滴加1-乙烯基咪唑，继续反应3-5h，停止反应；步骤d)将步骤c所得反应液冷却至室温后真空抽滤，干燥后粉碎，得到功能填料。
优选的，所述聚乙烯吡咯烷酮的加入量占二乙烯基苯和1-乙烯基咪唑总质量的0.5-1％。
优选的，步骤a中，搅拌速度为500-1500r/min，搅拌时间为30-60min。
优选的，所述过硫酸钾的加入量占二乙烯基苯和1-乙烯基咪唑总质量0.5-3％。
本发明还提供一种窗帘面料，由经线和纬线交叉编织构成，所述经线和纬线各自独立为改性聚酯纤维，所述改性聚酯纤维由如下重量份的原料制备：聚酯纤维80-100份、功能填料2-10份、阻燃剂0.5-5份，所述功能填料是以纳米材料为核，二乙烯基苯与1-乙烯基咪唑的共聚物为壳的复合粒子，所述纳米材料为纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅。
优选的，所述功能填料按照如下方法制备：步骤a)在N2气氛下，将纳米材料和去离子水混合，加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌，形成第一悬浊液，所述纳米材料为纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅；步骤b)将所述第一悬浮液在搅拌条件下加热，升温至78-82℃后稳定2-10min，加入过硫酸钾，形成第二悬浊液；步骤c)向所述第二悬浊液中滴加二乙烯基苯，反应1-3h后滴加1-乙烯基咪唑，继续反应3-5h，停止反应；步骤d)将步骤c所得反应液冷却至室温后真空抽滤，干燥后粉碎，得到功能填料。
优选的，所述聚乙烯吡咯烷酮的加入量占二乙烯基苯和1-乙烯基咪唑总质量的0.5-1％。
优选的，步骤a中，搅拌速度为500-1500r/min，搅拌时间为30-60min。
优选的，所述过硫酸钾的加入量占二乙烯基苯和1-乙烯基咪唑总质量0.5-3％。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：本发明提供一种改性聚酯纤维和窗帘面料，所述窗帘面料由经线和纬线交叉编织构成，所述经线和纬线各自独立为改性聚酯纤维。与现有技术相比，功能填料是以纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅为核，二乙烯基苯与1-乙烯基咪唑的共聚物为壳的复合粒子，其中二氧化硅中的微孔尺寸小于空气分子运动的平均自由程，使空气分子在其微孔中不能自由运动传递热量，同时二乙烯基苯与1-乙烯基咪唑的共聚物具备粗糙的微纳米表面和独特的介孔结构也能起到阻隔空气分子而隔热的协同作用，因此，本发明制作的高性能窗帘面料其隔热效果好。第二，窗帘面料由改性聚酯纤维编织而成，其紧密度大，面料的孔隙小，光线衍射的环形波干扰较大，使其透光亮度小，遮光性能好。此外，本发明的高性能窗帘面料其制作工艺简单、易操作、阻燃、绿色环保且适合工业化生产。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
本发明提供一种窗帘面料，由经线和纬线交叉编织构成，所述经线和纬线各自独立为改性聚酯纤维，所述改性聚酯纤维由如下重量份的原料制备：聚酯纤维80-100份、功能填料2-10份、阻燃剂0.5-5份，所述功能填料是以纳米材料为核，二乙烯基苯与1-乙烯基咪唑的共聚物为壳的复合粒子，所述纳米材料为纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅。
作为优选方案，所述阻燃剂优选为阻燃剂RDP和/或阻燃剂BDP。
作为优选方案，所述改性聚酯纤维由聚酯纤维的原料混合阶段加入功能填料和阻燃剂混合均匀后挤出拉丝而成的。
作为优选方案，所述功能填料按照如下方法制备：步骤a)在N2气氛下，将纳米材料和去离子水混合，加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌，形成第一悬浊液，所述纳米材料为纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅；步骤b)将悬浮液在搅拌条件下加热，升温至78-82℃后稳定2-10min，加入过硫酸钾，形成第二悬浊液；步骤c)向所述第二悬浊液中滴加二乙烯基苯，反应1-3h后滴加1-乙烯基咪唑，继续反应3-5h，停止反应；步骤d)将步骤c所得反应液冷却至室温后真空抽滤，干燥后粉碎，得到功能填料。
作为优选方案，所述步骤a至d中的反应均在N2气氛下进行。
作为优选方案，所述聚乙烯吡咯烷酮的加入量占二乙烯基苯和1-乙烯基咪唑总质量的0.5-1％。步骤a中，搅拌速度优选为500-1500r/min，搅拌时间优选为30-60min；所述纳米材料和去离子水混合优选形成质量分数为6-10％的水悬浮液。
作为优选方案，步骤b中，所述过硫酸钾的加入量占二乙烯基苯和1-乙烯基咪唑总质量0.5-3％；搅拌速度优选为450-1000r/min，更优选为600-1000r/min.
作为优选方案，步骤d中，干燥的温度为60-80℃，干燥的时间为6-24h。
功能填料对窗帘面料起了关键作用。所述功能填料原料中的纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅在悬浮液中均匀分散，引发剂过硫酸钾在热作用下分解生成自由基，溶在水中的单体分子二乙烯基苯和1-乙烯基咪唑被引发聚合形成一端带有亲水基团的自由基活性链。纳米粒子表面带正电，易与带负电的自由基活性链结合，从而使其表面疏水性增强，有利于剩余单体在纳米氧化锌表面聚合包覆从而形成纳米粒子/高分子聚合物复合微粒。
相应的，本发明还提供一种改性聚酯纤维，由如下重量份的原料制备：聚酯纤维80-100份、功能填料2-10份、阻燃剂0.5-5份，所述功能填料是以纳米材料为核，二乙烯基苯与1-乙烯基咪唑的共聚物为壳的复合粒子，所述纳米材料为纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅。
优选的，所述功能填料按照如下方法制备：步骤a)在N2气氛下，将纳米材料和去离子水混合，加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌，形成第一悬浊液，所述纳米材料为纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅；步骤b)将悬浮液在搅拌条件下加热，升温至78-82℃后稳定2-10min，加入过硫酸钾，形成第二悬浊液；步骤c)向所述第二悬浊液中滴加二乙烯基苯，反应1-3h后滴加1-乙烯基咪唑，继续反应3-5h，停止反应；步骤d)将步骤c所得反应液冷却至室温后真空抽滤，干燥后粉碎，得到功能填料。
作为优选方案，所述聚乙烯吡咯烷酮的加入量占二乙烯基苯和1-乙烯基咪唑总质量的0.5-1％。步骤a中，搅拌速度优选为500-1500r/min，搅拌时间优选为30-60min；所述纳米材料和去离子水混合优选形成质量分数为6-10％的水悬浮液。
作为优选方案，步骤b中，所述过硫酸钾的加入量占二乙烯基苯和1-乙烯基咪唑总质量0.5-3％；搅拌速度优选为450-1000r/min，更优选为600-1000r/min.
作为优选方案，步骤d中，干燥的温度为60-80℃，干燥的时间为6-24h。
本发明具有如下特点：
(1)本发明的窗帘面料的制作工艺简单、易操作、阻燃、绿色环保且适合工业化生产；
(2)本发明制作的窗帘面料由改性合成聚酯纤维编织而成，其紧密度大，面料的孔隙小，光线衍射的环形波干扰较大，使其透光亮度小，从而其遮光性能好；
(3)功能填料是以纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅为核，二乙烯基苯与1-乙烯基咪唑的共聚物为壳的复合粒子，其中二氧化硅中的微孔尺寸(50nm)小于空气分子运动的平均自由程(70nm)，使空气分子在其微孔中不能自由运动传递热量，同时二乙烯基苯与1-乙烯基咪唑的共聚物具备粗糙的微纳米表面和独特的介孔结构也能起到阻隔空气分子而隔热的协同作用，因此，本发明制作的窗帘面料其隔热效果好；
(4)纳米二氧化钛具有很高的光催化性，其光催化可生成具有很强的氧化、分解能力的自由基，可破坏有机物中C-C键、C-H键、C-N键、C-O键、H-O键和N-H键等，使细菌蛋白质变异和脂类分解，因而具有高效的分解细菌的能力；其壳层的共聚物改善了纳米二氧化钛的分散性，提高了其表面活性。
(5)纳米粒子表面包覆的聚合物层与基体合成聚酯纤维相互链段缠绕或锚嵌，处于微团界面上的复合微粒对基体起到乳化桥联作用，从而与合成聚酯纤维相容性较好，不易脱落。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
本发明实施例采用的原料和化学试剂均为市购。
纳米二氧化钛与纳米二氧化硅气凝胶购自广州长裕化工有限公司；
聚酯纤维购自中国石化仪征化纤股份有限公司；
磷酸酯阻燃剂购自深圳华研阻燃新材料有限公司。
实施例1
功能填料的制备方法：
(1)将纳米二氧化钛和纳米二氧化硅、去离子水混合配制成质量分数为6％的水悬浮液后加入分散剂聚乙烯吡咯烷酮，在500r/min条件下搅拌分散60min，其中，聚乙烯吡咯烷酮加入量占二乙烯基苯和1-乙烯基咪唑总质量的0.5％；
(2)将悬浮液在450r/min条件下搅拌加热升温至78℃后稳定10min后加入所述引发剂过硫酸钾，其中，引发剂加入量占二乙烯基苯和1-乙烯基咪唑总质量0.5％；
(3)向步骤(2)所得的悬浮液中滴加二乙烯基苯，反应1h后滴加1-乙烯基咪唑，继续反应3h，停止反应；
(4)将步骤(3)所得反应液冷却至室温后真空抽滤，将滤饼置于干燥箱中于60℃条件下干燥24h，将干燥后的滤饼粉碎得到功能填料，备用；
上述步骤(1)至(4)中的反应在N2气氛下进行。
改性聚酯纤维的制备方法：
将聚酯纤维100重量份、功能填料2重量份和阻燃剂3重量份混合，挤出拉丝，得到改性聚酯纤维。
窗帘面料的制备方法：
以上述制备的改性聚酯纤维作为经线和纬线，交叉编织，得到窗帘面料。
实施例2
功能填料的制备方法：
(1)将纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅、去离子水混合配制成质量分数为10％的水悬浮液后加入分散剂聚乙烯吡咯烷酮，在1500r/min条件下搅拌分散30min，其中，聚乙烯吡咯烷酮加入量占二乙烯基苯和1-乙烯基咪唑总质量的1％；
(2)将悬浮液在1000r/min条件下搅拌加热升温至82℃后稳定2min后加入所述引发剂过硫酸钾，其中，引发剂加入量占二乙烯基苯和1-乙烯基咪唑总质量3％；
(3)向步骤(2)所得的悬浮液中滴加二乙烯基苯，反应3h后滴加1-乙烯基咪唑，继续反应5h，停止反应；
(4)将步骤(3)所得反应液冷却至室温后真空抽滤，将滤饼置于干燥箱中于80℃条件下干燥6h，将干燥后的滤饼粉碎得到功能填料，备用；
上述步骤(1)至(4)中的反应在N2气氛下进行。
改性聚酯纤维的制备方法：
将聚酯纤维100重量份、功能填料2重量份和阻燃剂5重量份混合，挤出拉丝，得到改性聚酯纤维。
窗帘面料的制备方法：
以上述制备的改性聚酯纤维作为经线和纬线，交叉编织，得到窗帘面料。
实施例3
功能填料的制备方法：
(1)将纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅、去离子水混合配制成质量分数为10％的水悬浮液后加入分散剂聚乙烯吡咯烷酮，在1500r/min条件下搅拌分散30min，其中，聚乙烯吡咯烷酮加入量占二乙烯基苯和1-乙烯基咪唑总质量的0.5％；
(2)将悬浮液在1000r/min条件下搅拌加热升温至80℃后稳定5min后加入所述引发剂过硫酸钾，其中，引发剂加入量占二乙烯基苯和1-乙烯基咪唑总质量1％；
(3)向步骤(2)所得的悬浮液中滴加二乙烯基苯，反应3h后滴加1-乙烯基咪唑，继续反应5h，停止反应；
(4)将步骤(3)所得反应液冷却至室温后真空抽滤，将滤饼置于干燥箱中于60℃条件下干燥12h，将干燥后的滤饼粉碎得到功能填料，备用；
上述步骤(1)至(4)中的反应在N2气氛下进行。
改性聚酯纤维的制备方法：
将聚酯纤维80重量份、功能填料10重量份和阻燃剂0.5重量份混合，挤出拉丝，得到改性聚酯纤维。
窗帘面料的制备方法：
以上述制备的改性聚酯纤维作为经线和纬线，交叉编织，得到窗帘面料。
实施例4
一种窗帘面料的制备方法同实施例2，只是不添加功能填料。
实施例5
一种窗帘面料的制备方法同实施例2，只是不添加阻燃剂。
实施例6
一种窗帘面料和功能填料的制备方法同实施例2，只是不添加二氧化钛。
实施例7
一种窗帘面料和功能填料的制备方法同实施例2，只是不添加二氧化硅。
实施例8
一种窗帘面料的制备方法同实施例2，只是功能填料仅为二氧化钛和二氧化硅。
将实施例1-8遮光率的测试采用符合国际照明委员会要求的美国AATCC-148-79“窗帘材料遮光效应评定方法”由遮光率来判断窗帘织物的遮光性能；测试光照时间半小时后样品，内侧温度随时间的变化，计算布样内侧温度与光照前初始温度之差，以评价样品的隔热效果，温差越小，织物隔热效果越好；按照我国纺织行业标准FZ/T01021-92：以样品回收的活菌计数和阳性对照织物的活菌计数，本实验室采用大肠杆菌作为测试，计算抑菌率。阻燃性能参照标准GB/T 2406-93测试样品的氧指数。结果如表1所示。
表1 实施例1-8所得高性能窗帘面料的主要性能指标
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种改性聚酯纤维，其特征在于，由如下重量份的原料制备：
聚酯纤维80-100份、功能填料2-10份、阻燃剂0.5-5份，所述功能填料是以纳米材料为核，二乙烯基苯与1-乙烯基咪唑的共聚物为壳的复合粒子，所述纳米材料为纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的改性聚酯纤维，其特征在于，所述功能填料按照如下方法制备：
步骤a)在N2气氛下，将纳米材料和去离子水混合，加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌，形成第一悬浊液，所述纳米材料为纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅；
步骤b)将所述第一悬浮液在搅拌条件下加热，升温至78-82℃后稳定2-10min，加入过硫酸钾，形成第二悬浊液；
步骤c)向所述第二悬浊液中滴加二乙烯基苯，反应1-3h后滴加1-乙烯基咪唑，继续反应3-5h，停止反应；
步骤d)将步骤c所得反应液冷却至室温后真空抽滤，干燥后粉碎，得到功能填料。
3.根据权利要求2所述的改性聚酯纤维，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮的加入量占二乙烯基苯和1-乙烯基咪唑总质量的0.5-1％。
4.根据权利要求2所述的改性聚酯纤维，其特征在于，步骤a中，搅拌速度为500-1500r/min，搅拌时间为30-60min。
5.根据权利要求2所述的改性聚酯纤维，其特征在于，所述过硫酸钾的加入量占二乙烯基苯和1-乙烯基咪唑总质量0.5-3％。
6.一种窗帘面料，其特征在于，由经线和纬线交叉编织构成，所述经线和纬线各自独立为改性聚酯纤维，所述改性聚酯纤维由如下重量份的原料制备：
聚酯纤维80-100份、功能填料2-10份、阻燃剂0.5-5份，所述功能填料是以纳米材料为核，二乙烯基苯与1-乙烯基咪唑的共聚物为壳的复合粒子，所述纳米材料为纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅。
7.根据权利要求6所述的窗帘面料，其特征在于，所述功能填料按照如下方法制备：
步骤a)在N2气氛下，将纳米材料和去离子水混合，加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌，形成第一悬浊液，所述纳米材料为纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅；
步骤b)将所述第一悬浮液在搅拌条件下加热，升温至78-82℃后稳定2-10min，加入过硫酸钾，形成第二悬浊液；
步骤c)向所述第二悬浊液中滴加二乙烯基苯，反应1-3h后滴加1-乙烯基咪唑，继续反应3-5h，停止反应；
步骤d)将步骤c所得反应液冷却至室温后真空抽滤，干燥后粉碎，得到功能填料。
8.根据权利要求7所述的窗帘面料，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮的加入量占二乙烯基苯和1-乙烯基咪唑总质量的0.5-1％。
9.根据权利要求7所述的窗帘面料，其特征在于，步骤a中，搅拌速度为500-1500r/min，搅拌时间为30-60min。
10.根据权利要求7所述的窗帘面料，其特征在于，所述过硫酸钾的加入量占二乙烯基苯和1-乙烯基咪唑总质量0.5-3％。
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