CN112301530A - 一种具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术 - Google Patents

一种具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术，其包括混合和表面改性、制备母粒、纺丝、制备面料四个步骤，本发明以纤维作为光降解功能纳米粉体的承载体，通过经编窗帘面料的方式将功能具现化，通过对光线的吸收对室内的空气进行治理，将有害有机气体进行分解。

Description

一种具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术
技术领域
本发明涉及功能纺织材料技术领域，特别是涉及一种具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术及功能纤维与应用
背景技术
随着人们生活水平的提高，越来越关注空气的质量问题。而伴随着医学的发展，一些疾病的病因也能精准的确认。目前由于空气质量而带来的呼吸道疾病逐渐增多，还有很多患者因为空气质量问题而患上败血症这种不治之症，究其原因，主要是因为空气中有一些有害的气体，比如甲醛、乙醛、苯及其衍生物等，这些有机气体可以在空气中长期累积，从而对人的身体健康造成很大的危害。有研究表明，由于这些有害气体的密度比空气大，因此在室内主要是存在离地面1米及以下的高度，这个高度有害有机气体的含量最高，而往往幼童的高度基本就在这个高度范围，而幼童由于发育不完全导致身体的技能更容易被这些有害气体侵蚀破坏，短时间内会造成咳嗽，流眼泪等，较长时间就能破坏呼吸道系统，长时间积累就会通过毛细血管进入血液循环，从而幼童的身体造成伤害，这种现象也解释了为什么幼童在少年时代容易发败血症的原因。因此有效的对空气进行质量是关系人们健康的重要举措。
因此，开发一种新型的具有抗静电/光降解功能纤维并制造经编窗帘面料，具有很重要的意义。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有抗静电和光降解功能经编窗帘面料中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明其中一个目的是，克服现有抗静电和光降解功能经编窗帘面料产品的不足，提供一种具有抗静电和光降解功能的经编窗帘面料。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：一种具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术，其包括如下步骤：
混合和表面改性：将光降解功能纳米粉体与抗静电功能纳米粉体通过高速捏合机进行混合和表面改性；
制备母粒：将改性后的纳米粉体与树脂粉体混合，共混造粒，得到抗静电 /光降解功能母粒；
纺丝：干燥后通过计重法添加功能母粒，纯树脂切片通过正常纺丝通道添加，在熔融状态下混合进行纺丝，得到抗静电/光降解功能纤维；
制备面料：抗静电/光降解功能纤维经织造、染整工艺制备成具有抗静电/ 光降解功能面料。
作为本发明所述具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术的一种优选方案，其中：混合和表面改性中抗静电功能纳米粉体包括导电二氧化锡、导电氧化锌、导电炭黑、导电石墨烯、导电碳纳米管中的一种或几种。
作为本发明所述具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术的一种优选方案，其中：混合和表面改性中改性光降解功能粉体包括氮掺杂二氧化钛、铜掺杂二氧化钛、锐钛型二氧化钛中一种或几种。
作为本发明所述具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术的一种优选方案，其中：混合和表面改性中抗静电功能纳米粉体和改性光降解功能粉体之间的比例为1:9～9:1。
作为本发明所述具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术的一种优选方案，其中：混合和表面改性中还包括添加表面修饰，所述表面修饰剂的添加量为粉体质量的0.1～1％。
作为本发明所述具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术的一种优选方案，其中：制备母粒中树脂粉体包括聚丙烯树脂粉体、聚酯粉体、聚酰胺树脂粉体的一种或多种。
作为本发明所述具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术的一种优选方案，其中：制备母粒中改性抗静电/光降解功能纳米粉体与树脂粉体的质量比为1:9～4:6。
作为本发明所述具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术的一种优选方案，其中：共混造粒中经双螺杆挤出机混合物，其中抗静电/光降解功能母粒的质量百分比为3～20％，加工温度为200-280℃。
作为本发明所述具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术的一种优选方案，其中：通过计重法添加功能母粒，功能母粒占纺丝切片总重的质量百分比为4-10％。熔体纺丝，其纺丝速度为600～3200m/min，纺丝组件初始压力为8～16MPa，纺丝温度为200-295℃。
作为本发明所述具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术的一种优选方案，其中：将制备好的纤维通过一定比例与纯树脂纤维进行织造、染整制备具有光降解功能织物，其中光降解功能纤维使用量为15-100％。
本发明以纤维作为光降解功能纳米粉体的承载体，通过经编窗帘面料的方式将功能具现化，通过对光线的吸收对室内的空气进行治理，将有害有机气体进行分解。这种方法有别于市场上现有的面料涂覆法，具有耐摩擦和耐水洗性能优势，也有别于市场上的吸附型材料，比如硅藻土和活性炭类，因为后者会存在一个最大吸附量也即是吸附饱和，当吸附饱和后就成为一个新的污染源，在一定温度下就会再次释放有害有机气体。并且添加的抗静电组分可以赋予面料抗静电的功能，不吸灰，增加了面料的美观，方便日常对窗帘的打理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明得到的抗静电/光降解功能纤维的SEM图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
将粒径为30nm的铜掺杂二氧化钛光降解功能纳米粉体与粒径为20nm的导电氧化锌纳米粉体在高速捏合机下混合和改性，表面改性剂为硅烷偶联剂，使用量为0.5％，改性后的混合纳米粉体(混合粉体就是抗静电/光降解功能粉体)与PET树脂粉体均匀混合，其中抗静电/光降解功能粉体与树脂粉体质量比为9:1；混合后经双螺杆挤出共混造粒挤出，加工温度为270℃，得到抗静电 /光降解功能母粒；将母粒干燥经过计重器添加进行熔融纺丝，其中母粒质量占比为8％，纺丝速度为2900m/min，纺丝组件初始压力12MPa，纺丝温度为283℃，制得抗静电/光降解功能纤维；采用经编方式，将抗静电/光降解功能纤维在面丝使用，质量占比为15％，得到目标面料。
实施例2
将粒径为30nm的铜掺杂二氧化钛光降解功能纳米粉体与粒径为20nm的导电氧化锌纳米粉体在高速捏合机下混合和改性，表面改性剂为硅烷偶联剂，使用量为0.5％，改性后的混合纳米粉体与PET树脂粉体均匀混合，其中抗静电/ 光降解功能粉体与树脂粉体质量比为9:1；混合后经双螺杆挤出共混造粒挤出，加工温度为270℃，得到抗静电/光降解功能母粒；将母粒干燥经过计重器添加进行熔融纺丝，其中母粒质量占比为8％，纺丝速度为2900m/min，纺丝组件初始压力12MPa，纺丝温度为283℃，制得抗静电/光降解功能纤维；采用经编方式，将抗静电/光降解功能纤维在面丝使用，质量占比为30％，得到目标面料。
实施例3
将粒径为30nm的铜掺杂二氧化钛光降解功能纳米粉体与粒径为20nm的导电氧化锌纳米粉体在高速捏合机下混合和改性，表面改性剂为硅烷偶联剂，使用量为0.5％，改性后的混合纳米粉体与PET树脂粉体均匀混合，其中抗静电/光降解功能粉体与树脂粉体质量比为9:1；混合后经双螺杆挤出共混造粒挤出，加工温度为270℃，得到抗静电/光降解功能母粒；将母粒干燥经过计重器添加进行熔融纺丝，其中母粒质量占比为8％，纺丝速度为2900m/min，纺丝组件初始压力12MPa，纺丝温度为283℃，制得抗静电/光降解功能纤维；采用经编方式，将抗静电/光降解功能纤维在面丝使用，质量占比为60％，得到目标面料。
实施例4
将粒径为30nm的铜掺杂二氧化钛光降解功能纳米粉体与粒径为20nm的导电氧化锌纳米粉体在高速捏合机下混合和改性，表面改性剂为硅烷偶联剂，使用量为0.5％，改性后的混合纳米粉体与PET树脂粉体均匀混合，其中抗静电/ 光降解功能粉体与树脂粉体质量比为9:1；混合后经双螺杆挤出共混造粒挤出，加工温度为270℃，得到抗静电/光降解功能母粒；将母粒干燥经过计重器添加进行熔融纺丝，其中母粒质量占比为8％，纺丝速度为2900m/min，纺丝组件初始压力12MPa，纺丝温度为283℃，制得抗静电/光降解功能纤维；采用经编方式，将抗静电/光降解功能纤维在面丝使用，质量占比为80％，得到目标面料。
实施例5
将粒径为30nm的铜掺杂二氧化钛光降解功能纳米粉体与粒径为20nm的导电氧化锌纳米粉体在高速捏合机下混合和改性，表面改性剂为硅烷偶联剂，使用量为0.5％，改性后的混合纳米粉体与PET树脂粉体均匀混合，其中抗静电/ 光降解功能粉体与树脂粉体质量比为9:1；混合后经双螺杆挤出共混造粒挤出，加工温度为270℃，得到抗静电/光降解功能母粒；将母粒干燥经过计重器添加进行熔融纺丝，其中母粒质量占比为8％，纺丝速度为2900m/min，纺丝组件初始压力12MPa，纺丝温度为283℃，制得抗静电/光降解功能纤维；采用经编方式，将抗静电/光降解功能纤维在面丝使用，质量占比为100％，得到目标面料。
实施例6
将粒径为30nm的铜掺杂二氧化钛光降解功能纳米粉体与粒径为20nm的导电氧化锌纳米粉体在高速捏合机下混合和改性，表面改性剂为硅烷偶联剂，使用量为0.5％，改性后的混合纳米粉体与PET树脂粉体均匀混合，其中抗静电/ 光降解功能粉体与树脂粉体质量比为5:1；混合后经双螺杆挤出共混造粒挤出，加工温度为270℃，得到抗静电/光降解功能母粒；将母粒干燥经过计重器添加进行熔融纺丝，其中母粒质量占比为8％，纺丝速度为2900m/min，纺丝组件初始压力12MPa，纺丝温度为283℃，制得抗静电/光降解功能纤维；采用经编方式，将抗静电/光降解功能纤维在面丝使用，质量占比为80％，得到目标面料。
实施例7
将粒径为30nm的铜掺杂二氧化钛光降解功能纳米粉体与粒径为20nm的导电氧化锌纳米粉体在高速捏合机下混合和改性，表面改性剂为硅烷偶联剂，使用量为0.5％，改性后的混合纳米粉体与PET树脂粉体均匀混合，其中抗静电/ 光降解功能粉体与树脂粉体质量比为2:1；混合后经双螺杆挤出共混造粒挤出，加工温度为270℃，得到抗静电/光降解功能母粒；将母粒干燥经过计重器添加进行熔融纺丝，其中母粒质量占比为8％，纺丝速度为2900m/min，纺丝组件初始压力12MPa，纺丝温度为283℃，制得抗静电/光降解功能纤维；采用经编方式，将抗静电/光降解功能纤维在面丝使用，质量占比为80％，得到目标面料。
实施例8
将粒径为30nm的铜掺杂二氧化钛光降解功能纳米粉体与粒径为20nm的导电氧化锌纳米粉体在高速捏合机下混合和改性，表面改性剂为硅烷偶联剂，使用量为0.5％，改性后的混合纳米粉体与PET树脂粉体均匀混合，其中抗静电/ 光降解功能粉体与树脂粉体质量比为1:1；混合后经双螺杆挤出共混造粒挤出，加工温度为270℃，得到抗静电/光降解功能母粒；将母粒干燥经过计重器添加进行熔融纺丝，其中母粒质量占比为8％，纺丝速度为2900m/min，纺丝组件初始压力12MPa，纺丝温度为283℃，制得抗静电/光降解功能纤维；采用经编方式，将抗静电/光降解功能纤维在面丝使用，质量占比为80％，得到目标面料。
实施例9
将粒径为30nm的铜掺杂二氧化钛光降解功能纳米粉体与粒径为20nm的导电氧化锌纳米粉体在高速捏合机下混合和改性，表面改性剂为硅烷偶联剂，使用量为0.5％，改性后的混合纳米粉体与PET树脂粉体均匀混合，其中抗静电/ 光降解功能粉体与树脂粉体质量比为1:2；混合后经双螺杆挤出共混造粒挤出，加工温度为270℃，得到抗静电/光降解功能母粒；将母粒干燥经过计重器添加进行熔融纺丝，其中母粒质量占比为8％，纺丝速度为2900m/min，纺丝组件初始压力12MPa，纺丝温度为283℃，制得抗静电/光降解功能纤维；采用经编方式，将抗静电/光降解功能纤维在面丝使用，质量占比为80％，得到目标面料。
实施例10
将粒径为30nm的铜掺杂二氧化钛光降解功能纳米粉体与粒径为20nm的导电氧化锌纳米粉体在高速捏合机下混合和改性，表面改性剂为硅烷偶联剂，使用量为0.5％，改性后的混合纳米粉体与PET树脂粉体均匀混合，其中抗静电/光降解功能粉体与树脂粉体质量比为1:5；混合后经双螺杆挤出共混造粒挤出，加工温度为270℃，得到抗静电/光降解功能母粒；将母粒干燥经过计重器添加进行熔融纺丝，其中母粒质量占比为8％，纺丝速度为2900m/min，纺丝组件初始压力12MPa，纺丝温度为283℃，制得抗静电/光降解功能纤维；采用经编方式，将抗静电/光降解功能纤维在面丝使用，质量占比为80％，得到目标面料。
实施例11
将粒径为30nm的铜掺杂二氧化钛光降解功能纳米粉体与粒径为20nm的导电氧化锌纳米粉体在高速捏合机下混合和改性，表面改性剂为硅烷偶联剂，使用量为0.5％，改性后的混合纳米粉体与PET树脂粉体均匀混合，其中抗静电/光降解功能粉体与树脂粉体质量比为1:9；混合后经双螺杆挤出共混造粒挤出，加工温度为270℃，得到抗静电/光降解功能母粒；将母粒干燥经过计重器添加进行熔融纺丝，其中母粒质量占比为8％，纺丝速度为2900m/min，纺丝组件初始压力12MPa，纺丝温度为283℃，制得抗静电/光降解功能纤维；采用经编方式，将抗静电/光降解功能纤维在面丝使用，质量占比为80％，得到目标面料。
实施例12
将实施例1～11中得到的目标面料进行甲醛降解检测，参照 GB/T18883-2002,辐射光源为可见光，照射2小时候甲醛浓度下降的百分比如如图1所示；将实施例1～11中制得的目标面料按照GB/T 12703-2008进行抗静电检测，测得抗静电检测半衰期如图1所示。
表1实施例1～11制得目标面料的甲醛降解检测数据和抗静电检测半衰期
Figure RE-GDA0002871020350000071
由表1可得，实施例1～5中随着抗静电/光降解纤维在面丝中的质量比的增加，甲醛去除效果和抗静电性能均在提升中，当抗静电/光降解纤维的质量比超过80％后，甲醛去除效果和抗静电性能不再提升，本发明中最佳的抗静电 /光降解纤维的用量为质量比80。
由表1中实施例6～11制得目标面料的甲醛降解率和抗静电检测半衰期的数据而言，当抗静电/光降解纤维中原料的比例改变时，目标面料中的甲醛去除效率和抗静电效率会发生相应的变化，当光降解功能粉体的含量持续增加时，甲醛去除效率增加不明显，但是抗静电功能下降明显，对于除甲醛和抗静电两方面性能的平衡，最佳的两种纳米粉体之间的比例为1:1。
在本发明中，通过对于抗静电和光降解纤维的含量的精选，实现了结合起来最佳的抗静电和光降解甲醛的性能，借助于光线对于室内的空气进行治理，将有害的有机气体进行分解。相较于市面上常见的在面料上进行涂覆的方法，具有耐摩擦和水洗性能的优势，，相较于其他的诸如硅藻土类和活性炭类，具有当场进行降解而不是单纯的吸附，随着时间的进展成为进行的污染源的问题，本发明提供的经编窗帘面料在兼具抗静电和光降解两方面性能的前提下能够对于甲醛进行当即的降解，相较目前的吸附型处理甲醛的产品具备明显的优势，添加的抗静电组分也赋予面料不吸灰的性能，增加了面料的美观，方便了日常生活中的打理。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术，其特征在于：包括如下步骤：
混合和表面改性：将光降解功能纳米粉体与抗静电功能纳米粉体通过高速捏合机进行混合和表面改性；
制备母粒：将改性后的纳米粉体与树脂粉体混合，共混造粒，得到抗静电/光降解功能母粒；
纺丝：干燥后通过计重法添加功能母粒，纯树脂切片通过正常纺丝通道添加，在熔融状态下混合进行纺丝，得到抗静电/光降解功能纤维；
制备面料：抗静电/光降解功能纤维经织造、染整工艺制备成具有抗静电/光降解功能面料。
2.根据权利要求1中所述的具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术，其特征在于：所述混合和表面改性中抗静电功能纳米粉体包括导电二氧化锡、导电氧化锌、导电炭黑、导电石墨烯、导电碳纳米管中的一种或几种。
3.根据权利要求1中所述的具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术，其特征在于：所述混合和表面改性中改性光降解功能粉体包括氮掺杂二氧化钛、铜掺杂二氧化钛、锐钛型二氧化钛中一种或几种。
4.根据权利要求1中所述的具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术，其特征在于：所述混合和表面改性中抗静电功能纳米粉体和改性光降解功能粉体之间的比例为1:9～9:1。
5.根据权利要求1中所述的具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术，其特征在于：所述混合和表面改性中还包括添加表面修饰，所述表面修饰剂的添加量为粉体质量的0.1～1％。
6.根据权利要求1所述的有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术，其特征在于：所述制备母粒中树脂粉体包括聚丙烯树脂粉体、聚酯粉体、聚酰胺树脂粉体的一种或多种。
7.根据权利要求1或6所述的有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术，其特征在于：所述制备母粒中改性抗静电/光降解功能纳米粉体与树脂粉体的质量比为1:9～4:6。
8.根据权利要求1或2所述的具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术，其特征在于：所述共混造粒中经双螺杆挤出机混合物，其中抗静电/光降解功能母粒的质量百分比为3～20％，加工温度为200-280℃。
9.根据权利要求1所述的具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术，其特征在于：所述纺丝中通过计重法添加功能母粒，功能母粒占纺丝切片总重的质量百分比为4-10％。熔体纺丝，其纺丝速度为600～3200m/min，纺丝组件初始压力为8～16MPa，纺丝温度为200-295℃。
10.根据权利要求1所述的具有抗静电和光降解功能经编窗帘面料制备技术，其特征在于：所述纺丝中将制备好的纤维通过一定比例与纯树脂纤维进行织造、染整制备具有光降解功能织物，其中光降解功能纤维使用量为15-100％。
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