CN111549394B - 一种抗菌光变聚氯乙烯假发纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及人造纤维加工领域，具体涉及一种抗菌光变聚氯乙烯假发纤维及其制备方法；一种抗菌光变聚氯乙烯假发纤维，包括以下重量份的原料：基材50～60份，氯化聚氯乙烯10～20份，乙酸正丁酯8～35份，稳定剂0.1～4份，抗冲剂MBS 0.1～2.5份，环己烷‑1,2‑二羧酸二异壬基酯0.1～10份，感光变色微胶囊色粉0.1～10份，填料1～10份，丙烯酸0.1～3份。本发明制得的聚氯乙烯假发纤维具有抗菌功能，能够抵抗细菌在假发纤维上的附着，从而使使用者远离病菌的侵扰；并且，该假发抗菌纤维在不同的光波波长下，呈现出不同的颜色，使得该假发纤维能够更好的实现感光性能。

Description

一种抗菌光变聚氯乙烯假发纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及人造纤维加工领域，具体涉及一种抗菌光变聚氯乙烯假发纤维及其制备方法。
背景技术
随着经济水平发展和人民生活水平的提高，假发已成为现代生活中重要的时尚饰品，全世界每年消费量在15万吨左右。随着发制品行业的不断壮大，人发原料比例越来越少，国内外人发资源逐渐下降。因此，假发制品行业亟须寻找一种新的人发资源替代品。合成高分子具有价格便宜，加工简单，合成纤维除了具有化学纤维的一般优越性能，如强度高、质轻、易洗快干、弹性好等特点，给人类生活带来极大方便，在生产中的应用也极为广泛。
随着人们对健康重视程度的增加，对假发纤维也提出了抗菌的功能要求；目前，全世界有很多研究机构在开发新型抗菌假发，人造抗菌纤维一般通过后整理或原位添加来实现：后整理是将天然纤维用季铵化物或脂肪酰亚胺等有机抗菌剂浸渍处理制得；原位添加是将含银、铜、锌离子的陶瓷粉等具有耐热性的无机抗菌剂，混入聚酯、聚酰胺或聚丙烯腈中进行纺丝而得；原位添加因具有更好的耐久性和耐洗性而占有更大的市场。传统假发纤维颜色单一，没有活性比较死板，没有真人发在光线下产生的多变颜色效果，尚未出现颜色可以根据光照环境的改变而变化的假发。综上所述，目前缺乏一种抗菌性能优良、同时具有良好耐变色性能的假发纤维。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种抗菌光变聚氯乙烯假发纤维及其制备方法。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种抗菌光变聚氯乙烯假发纤维，包括以下重量份的原料：基材50～60份，氯化聚氯乙烯10～20份，乙酸正丁酯8～35份，稳定剂0.1～4份，抗冲剂 MBS 0.1～2.5份，环己烷-1,2-二羧酸二异壬基酯0.1～10份，感光变色微胶囊色粉0.1～10份，填料1～10份，丙烯酸0.1～3份。
优选地，基材为聚氯乙烯和改性聚氯乙烯中的一种或几种，聚氯乙烯的K值、聚合度和表面体积密度分别为55.0～73.0、670～1400和0.40～0.7g/cc，改性聚氯乙烯由质量比为（80～120）：（5～15）：（0.2～5）的聚氯乙烯、PVA和茶多酚制成；氯化聚氯乙烯的K值、聚合度和表面体积密度分别为55.0～73.0、600～1100和0.40～0.7g/cc，且氯化聚氯乙烯中的氯含量为56.7～68.0%。
优选地，还包括抗菌剂5～20份，抗菌剂为银离子抗菌剂或抗菌组合物。
优选地，抗菌组合物由重量比为（5～30）：（5～15）：（5～20）：（1～10）：（1～10）的茶多酚、壳聚糖、决明子、丁香和金银花制成。
优选地，稳定剂为钙锌稳定剂、有机锡热稳定剂和环氧大豆油中的一种或几种；感光变色微胶囊色粉由摩尔比为（1～10）：（8～15）：（5～12）的聚氨酯-脲树脂、WO3和TiO2制成；填料为滑石粉、碳酸钙、云母粉、硅微粉、高岭土和硅微粉中的一种或几种。
一种抗菌光变聚氯乙烯假发纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）分别称取原料基材、氯化聚氯乙烯、乙酸正丁酯、稳定剂、抗冲剂、环己烷-1,2-二羧酸二异壬基酯、感光变色微胶囊色粉、填料和丙烯酸，将原料在80～150℃下干燥至水分含量小于100ppm；最后将原料混合均匀后投入130～168℃的单螺杆挤出机中，制得初生纤维并冷却；
（2）将冷却后的初生纤维上油后，送入牵伸机并在60℃～130℃下拉伸得到丝束，通过收卷机对丝束收取；将收卷机上的丝束由集束架送入80～150℃的热定型柜内定型，且丝束在热定型柜中的速度为3～30m/min，最后打包。
优选地，步骤（1）中，改性聚氯乙烯的制备过程如下：按照配比分别称取聚氯乙烯、PVA和茶多酚并干燥至水分含量小于1500ppm后，将PVA加入去离子水中制备悬浮液，95℃以上搅拌制得PVA水溶液；向PVA水溶液中加入茶多酚并在90℃以上搅拌，制得茶多酚和PVA的混合液；将混合液与聚氯乙烯混合，并加入双螺杆挤出机，在140～170下挤出，再经过冷却和造粒，即得改性聚氯乙烯。
优选地，步骤（2）中，上油的油剂为聚醚系化合物、脂肪酸脂系化合物和有机胺盐系化合物中的一种或几种；牵伸机拉伸时的拉伸比为1.5～8.0。
（三）有益效果
（1）本发明的改性聚氯乙烯由聚氯乙烯和PVA复合，同时PVA和茶多酚形成物理交联；因为茶多酚是一类天然提取的多酚类化合物，具有抗菌性、抗氧化性等性质；将茶多酚与PVA混合后，利用茶多酚表面的酚羟基与PVA主链上的羟基形成氢键，进而形成物理交联网络；这种物理交联网络赋予了茶多酚与PVA之间的稳定性；采用原位添加使得聚氯乙烯自身具有抗菌性。
（2）本发明选用茶多酚、壳聚糖、决明子、丁香和金银花作为抗菌组合物；茶多酚是从茶叶中提取出来的多酚羟基类有机化合物，是一类天然的高效抗氧化剂、紫外吸收剂并具有广谱、抑菌消毒的性能；壳聚糖有很强的广谱抗菌性能，能广泛地抑制及杀死细菌及霉菌；决明子、丁香和金银花均具有优良的抗菌性，可以抑制病原菌菌丝生长及孢子形成以及干扰病原菌的细胞组织，影响细胞膜的渗透性及蛋白质合成等；本发明采用天然植物作为抗菌剂，无毒和无刺激性。
（3）本发明的感光变色微胶囊色粉由聚氨酯-脲树脂、WO3和TiO2制成；利用WO3和TiO2的独特性能，在不同的光波波长下，呈现出不同的颜色，能够很好的实现纤维的感光性能；聚氨酯-脲树脂分子链中具有-R-NH-CO-NH-官能团，可提升感光剂的耐热性、粘着性、耐久性。
（4）本发明制得的假发纤维能够抵抗细菌附着，具有抗菌、杀菌功能，从而使使用者远离病菌的侵扰；本发明在制备过程中，对挤压温度、冷却温度以及拉伸温度等进行了限定，制得的假发纤维强度高，弹性好，并且耐高温性能较好。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种抗菌光变聚氯乙烯假发纤维，包括以下重量份的原料：聚合度为1000～1100、K值为66.3～67.4的聚氯乙烯57.7份，氯含量为68.4%的氯化聚氯乙烯11份，乙酸正丁酯27份，钙锌稳定剂1.6份，抗冲剂MBS 2份，环己烷-1,2-二羧酸二异壬基酯8份，感光变色微胶囊色粉8份，二氧化硅7份，丙烯酸1份。
实施例2
一种抗菌光变聚氯乙烯假发纤维，包括以下重量份的原料：聚合度为1000～1100、K值为65.7～67.7的聚氯乙烯60份，氯含量为68.4%的氯化聚氯乙烯11份，乙酸正丁酯30份，环氧大豆油3份，抗冲剂MBS 1.2份，环己烷-1,2-二羧酸二异壬基酯9份，感光变色微胶囊色粉8份，碳酸钙7份，丙烯酸1.2份。
实施例3
一种抗菌光变聚氯乙烯假发纤维，包括以下重量份的原料：聚合度为聚氯乙烯57.7份，氯化聚氯乙烯13份，乙酸正丁酯27份，钙锌稳定剂3份，抗冲剂MBS 0.8份，环己烷-1,2-二羧酸二异壬基酯9份，感光变色微胶囊色粉8份，二氧化硅7份，丙烯酸1份；还包括抗菌剂10份；抗菌剂由重量比为10：5：6：2：2的茶多酚、壳聚糖、决明子、丁香和金银花制成；感光变色微胶囊色粉由摩尔比为4：8：6的聚氨酯-脲树脂、WO3和TiO2制成；聚氨酯-脲树脂分子链中具有脲键结且分子末端不具有异氰酸酯基。
实施例4
一种抗菌光变聚氯乙烯假发纤维，包括以下重量份的原料：改性聚氯乙烯60份，氯化聚氯乙烯15份，乙酸正丁酯27份，有机锡热稳定剂1.5份，抗冲剂MBS 1份，环己烷-1,2-二羧酸二异壬基酯9份，感光变色微胶囊色粉8份，云母粉7份，丙烯酸1份；还包括抗菌剂8份；改性聚氯乙烯由质量比为100：7：1.3的聚氯乙烯、PVA和茶多酚制成；抗菌剂由重量比为10：5：6：2：2的茶多酚、壳聚糖、决明子、丁香和金银花制成；感光变色微胶囊色粉由摩尔比为4：8：6的聚氨酯-脲树脂、WO3和TiO2制成。
一种抗菌光变聚氯乙烯假发纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照配比分别称取聚氯乙烯、PVA和茶多酚并干燥至水分含量小于1500ppm后，将PVA加入去离子水中制备悬浮液，95℃以上搅拌制得PVA水溶液；向PVA水溶液中加入茶多酚并在90℃以上搅拌，制得茶多酚和PVA的混合液；将混合液与聚氯乙烯混合，并加入双螺杆挤出机，在160°C下挤出，同时经过冷却和造粒，即得改性聚氯乙烯；
（2）分别称取原料，将乙酸正丁酯与在110℃下分别干燥至水分含量小于100ppm的改性聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、有机锡热稳定剂、抗冲剂MBS、环己烷-1,2-二羧酸二异壬基酯、感光变色微胶囊色粉、云母粉、丙烯酸和抗菌剂混合均匀后投入150℃的单螺杆挤出机中，制得初生纤维并冷却；将冷却后的初生纤维通过油辊上油处理后，送入牵伸机中在90℃下拉伸制得丝束，并通过收卷机对丝束进行收取；将收卷机上的丝束由集束架送入热定型柜内定型，且丝束在热定型柜中的速度为22m/min，最后打包；其中，上油采用的油剂为聚醚系化合物。
实施例5
一种抗菌光变聚氯乙烯假发纤维，包括以下重量份的原料：改性聚氯乙烯60份，氯化聚氯乙烯12份，乙酸正丁酯24份，有机锡热稳定剂3份，抗冲剂MBS 1.2份，环己烷-1,2-二羧酸二异壬基酯6份，感光变色微胶囊色粉8份，云母粉7份，丙烯酸1份；还包括抗菌剂12份；改性聚氯乙烯由质量比为100：9：2.1的聚氯乙烯、PVA和茶多酚制成；抗菌剂由重量比为15：8：10：4：4的茶多酚、壳聚糖、决明子、丁香和金银花制成；感光变色微胶囊色粉8份由摩尔比为5：10：8的聚氨酯-脲树脂、WO3和TiO2制成。
一种抗菌光变聚氯乙烯假发纤维的制备方法，包括以下步骤：
参照实施例4，（1）称取聚氯乙烯、PVA和茶多酚并干燥，将PVA和去离子水在95℃制成水溶液；向水溶液中加入茶多酚并在90℃搅拌，得到茶多酚和PVA的混合液；将混合液与聚氯乙烯混合并在160°C下的双螺杆挤出机中挤出，再经过冷却和造粒，即得改性聚氯乙烯；
（2）分别称取原料并将干燥至后的原料混合后投入150℃的单螺杆挤出机中，制得初生纤维；将冷却后的初生纤维上油后送入牵伸机中在90℃下拉伸，并对丝束收取；将丝束定型，打包；上油的油剂为聚醚系化合物。
实施例6
一种抗菌光变聚氯乙烯假发纤维，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯60份，氯化聚氯乙烯15份，乙酸正丁酯28份，钙锌稳定剂3份，抗冲剂MBS 1.2份，环己烷-1,2-二羧酸二异壬基酯7份，感光变色微胶囊色粉8份，二氧化硅7份，丙烯酸1份，抗菌剂15份；改性聚氯乙烯由质量比为100：12：3.3的聚氯乙烯、PVA和茶多酚制成；抗菌剂由重量比为20：12：14：6：6的茶多酚、壳聚糖、决明子、丁香和金银花制成；感光变色微胶囊色粉由摩尔比为7：12：10的聚氨酯-脲树脂、WO3和TiO2制成。
一种抗菌光变聚氯乙烯假发纤维的制备方法，包括以下步骤：
参照实施例4，（1）称取聚氯乙烯、PVA和茶多酚并干燥至水分含量小于1500ppm；将PVA和水在95℃以上制成水溶液；向水溶液中加入茶多酚并在90℃以上搅拌，得到茶多酚和PVA的混合液；将混合液与聚氯乙烯混合并加入双螺杆挤出机，在160℃下挤出，经过冷却和造粒，即得改性聚氯乙烯；
（2）分别称取原料并将干燥后的原料混合后投入150℃的单螺杆挤出机中，制得初生纤维；将冷却后的初生纤维上油后送入牵伸机中在90℃下拉伸，并对丝束收取；将丝束由定型，打包；上油采用的油剂为聚醚系化合物。
结果与分析
（1）拉伸强度测试
按GB/T14344-2008方法测定。
（2）断裂强度测试
按GB/T 23170-2008方法测定。
（3）抗菌性测试
取各实施例中的假发纤维25g，粉碎至80～100目，向各组假发纤维接种霉菌，按照霉菌的最适条件进行培养，检测各组假发纤维的抗菌率，每个试验重复3次，结果取平均值。
实施例1～6制得的假发纤维物理性能和抑菌率测试结果如表1所示。
表1 实施例1～6制得的假发纤维的物理性能和抑菌率性能
Figure 410504DEST_PATH_IMAGE002
通过上表可知，实施例1～6制得的假发纤维的拉伸强度、断裂强度相差不大，几乎一致，说明本发明提供的假发纤维具有很好的力学性能和使用性能，强度高，且不失真，与真发的相似度较高。
但是实施例4～6制得的假发纤维的抗菌性能优于实施例3制得的假发纤维的抗菌性能，而实施例3制得的假发纤维的抗菌性能又优于实施例1和2制得的假发纤维的抗菌性能，抗菌性能的优异性取决于茶多酚的含量，说明本发明制得的假发纤维具有很好的抗菌性能。本发明制得的假发纤维具有柔软滑爽手感、良好的悬垂感、易梳理性和柔和的光泽。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种抗菌光变聚氯乙烯假发纤维，包括以下重量份的原料：改性聚氯乙烯50～60份，氯化聚氯乙烯10～20份，乙酸正丁酯8～35份，稳定剂0 .1～4份，抗冲剂 MBS 0 .1～2 .5份，环己烷-1 ,2-二羧酸二异壬基酯0 .1～10份，感光变色微胶囊色粉0 .1～10份，填料1～10份，丙烯酸0.1～3份, 抗菌剂5～20份；所述氯化聚氯乙烯的K值、聚合度和表面体积密度分别为55 .0～73 .0、600～1100和0 .40～0 .7g/cc，且氯化聚氯乙烯中的氯含量为56.7～68.0%，其特征在于，所述改性聚氯乙烯由质量比为（80～120）：（5～15）：（0.2～5）的聚氯乙烯、PVA和茶多酚制成，按照以下方法制备：按照配比分别称取聚氯乙烯、PVA和茶多酚并干燥至水分含量小于1500ppm后，将PVA加入去离子水中制备悬浮液，95℃以上搅拌制得PVA水溶液；向PVA水溶液中加入茶多酚并在90℃以上搅拌，制得茶多酚和PVA的混合液；将混合液与聚氯乙烯混合，并加入双螺杆挤出机，在140～170°C下挤出，再经过冷却和造粒，即得改性聚氯乙烯，其中聚氯乙烯的K值、聚合度和表面体积密度分别为55 .0～73 .0、670～1400和0 .40～0 .7g/cc；所述抗菌剂为银离子抗菌剂或抗菌组合物；所述抗菌组合物由重量比为（5～30）：（5～15）：（5～20）：（1～10）：（1～10）的茶多酚、壳聚糖、决明子、丁香和金银花制成；所述感光变色微胶囊色粉由摩尔比为（1～10）：（8～15）：（5～12）的聚氨酯-脲树脂、WO3和TiO2制成。
2.根据权利要求1所述的抗菌光变聚氯乙烯假发纤维，其特征在于，所述稳定剂为钙锌稳定剂、有机锡热稳定剂和环氧大豆油中的一种或几种；所述填料为滑石粉、碳酸钙、云母粉、硅微粉和高岭土中的一种或几种。
3.一种如权利要求1～2任一项所述的抗菌光变聚氯乙烯假发纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）分别称取改性聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、乙酸正丁酯、稳定剂、抗冲剂、环己烷-1 ,2-二羧酸二异壬基酯、感光变色微胶囊色粉、填料、丙烯酸和抗菌剂，将原料在80～150℃下干燥至水分含量小于100ppm；最后将原料混合均匀后投入130～168℃的单螺杆挤出机中，制得初生纤维并冷却；
（2）将冷却后的初生纤维上油后，送入牵伸机并在60℃～130℃下拉伸得到丝束，通过收卷机对丝束收取；将收卷机上的丝束由集束架送入80～150℃的热定型柜内定型，且丝束在热定型柜中的速度为3～30m/min，最后打包；上油的油剂为聚醚系化合物、脂肪酸脂系化合物和有机胺盐系化合物中的一种或几种；牵伸机拉伸时的拉伸比为1 .5～8.0。
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