CN113279077B - 一种高效磷酸锆除臭剂及除臭氨纶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效磷酸锆除臭剂及除臭氨纶，所述高效磷酸锆除臭剂是将纳米磷酸锆、十二酸单甘油酯和乙醇混合，搅拌均匀，得到改性磷酸锆；之后将所述改性磷酸锆与纳米二氧化钛、钨溶胶、相容剂和分散剂混合，加热并搅拌，得到所述高效磷酸锆除臭剂。将所述高效磷酸锆除臭剂加入到氨纶纺丝原液中，经搅拌熟化，干法纺丝得到除臭氨纶。所述除臭氨纶强度高、透气性得以提升，可广泛应用于外衣、内衣、袜业、运动衣、绷带、纸尿裤等多种产品，具有较好的市场运用前景。

Description

一种高效磷酸锆除臭剂及除臭氨纶

技术领域

本发明涉及磷酸锆改性技术，尤其是一种高效磷酸锆除臭剂及除臭氨纶。

背景技术

磷酸锆，有α，γ，τ三种结构类型，白色粉末，不溶于水和一般的有机溶剂，能耐较强的酸和一定的碱。其中，α-磷酸锆被广泛应用于银离子等抗菌剂的负载，然而，α-磷酸锆在基体中存在团聚问题，不仅造成抗菌效果的下降，而且会因为成品质地不均，造成力学强度降低。

抗菌剂可以抑制细菌生长，在一定程度上具有防止细菌代谢产生臭味的效果，因此，磷酸锆也开始运用到除臭领域。由于绝大多数臭气分子是由人体产生，仅仅抑制细菌产生是远远不够的，开发磷酸锆为主体的除臭剂是行业发展的需要。

专利申请CN1766184A公开了一种功能性聚丙烯纤维及其制备方法，尤其是含有多种无机天然物质与聚丙烯混融的功能性聚丙烯纤维及其制备方法。所述的纤维由聚丙烯纤维中含有电气石、三氧化二铝、磷酸锆载银抗菌剂、二氧化硅、二氧化钛构成。所述的制备方法是将电气石、三氧化二铝、磷酸锆载银抗菌剂、二氧化硅、二氧化钛用高速气流粉碎机进行混合，然后与聚丙烯切片熔融混合得到聚丙烯母粒，再将聚丙烯母粒与聚丙烯切片按常规的熔融纺丝法进行纺丝即可。该方法获得的功能性聚丙烯纤维具有除臭效果，但是纤维的强度有限。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的磷酸锆为主体的除臭剂存在的不足，提供一种高效磷酸锆除臭剂，采用十二酸单甘油酯、乙醇对纳米磷酸锆进行改性，以解决磷酸锆与纳米二氧化钛混合存在的团聚风险，经过改性后的纳米磷酸锆，在与其他微粒混合时，依然保持分散均匀状态。因此，所述除臭剂在运用环境中干燥后的产物中气孔通道不被堵塞，具有优异的除臭效果。

本发明中，以纳米磷酸锆为载体，结合纳米二氧化钛的光催化活性，使得被吸附的臭气分子被分解，从根源上去除臭气。为了实现纳米磷酸锆与纳米二氧化钛的结合，本发明采用钨溶胶作为粘连试剂，优选三氧化钨溶胶、钨酸溶胶等，在常规相容剂、分散剂的作用下，形成性能均匀一致的分散液，即高效磷酸锆除臭剂。

本发明还提供一种除臭氨纶，是在氨纶纺丝原液中加入所述高效磷酸锆除臭剂，经搅拌熟化，干法纺丝得到除臭氨纶。将所述高效磷酸锆除臭剂与氨纶纺丝结合，可以较好地发挥除臭效果，同时保证氨纶丝的强度，解决氨纶纺织品存在的透气性差的问题。

具体方案如下：

一种高效磷酸锆除臭剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将纳米磷酸锆、十二酸单甘油酯和乙醇混合，搅拌均匀，得到改性磷酸锆；

步骤2：所述改性磷酸锆与纳米二氧化钛、钨溶胶、相容剂和分散剂混合，加热并搅拌，得到所述高效磷酸锆除臭剂。

进一步的，步骤1中，所述纳米磷酸锆与十二酸单甘油酯的质量比为10:0.1-1。

进一步的，步骤2中，按照质量百分比计，所述改性磷酸锆为10-20％，纳米二氧化钛为1-5％，钨溶胶为1-5％，相容剂20-30％和分散剂55-65％，合计100％。

进一步的，步骤2中，加热的温度为80-100℃，加热时间为1-3h。

本发明还保护一种高效磷酸锆除臭剂，采用所述制备方法，制备得到。

本发明还保护一种除臭氨纶，是在氨纶纺丝原液中加所述高效磷酸锆除臭剂，经搅拌熟化，干法纺丝得到除臭氨纶。

进一步的，所述氨纶纺丝原液的制备方法为：将聚四亚甲基醚二醇和二异氰酸酯混合，加热反应形成预聚物，将得到的预聚物与乙二胺和二乙胺混合，发生扩链反应，之后加入消光剂、润滑剂、抗氧化剂、和防黄剂，混合均匀后过滤，得到氨纶纺丝原液；

任选的，所述高效磷酸锆除臭剂占氨纶纺丝原液固含量的0.5～2％。

本发明还保护所述除臭氨纶的制备方法，包括：

步骤S1：将聚四亚甲基醚二醇和二异氰酸酯混合，加热反应形成预聚物，将得到的预聚物与乙二胺和二乙胺混合，发生扩链反应，之后加入助剂，混合均匀后过滤，得到氨纶纺丝原液；

步骤S2：在氨纶纺丝原液中加入所述高效磷酸锆除臭剂，搅拌熟化12-24h，得到纺丝液；

步骤S3：将所述纺丝液定量均匀地压入喷丝板，纺丝液从喷丝板毛细孔中被挤出形成丝条，进入充有热空气的纺丝甬道，丝条中的溶剂挥发，丝条逐渐凝固，在凝固前经过加捻器将丝条抱合，最后上油和卷绕，得到所述除臭氨纶。

进一步的，步骤S1中，聚四亚甲基醚二醇和二异氰酸酯的摩尔比为1：1-2；

任选的，所述助剂为消光剂、润滑剂、抗氧化剂或防黄剂中至少一种。

进一步的，步骤S2中，所述高效磷酸锆除臭剂占氨纶纺丝原液固含量的0.5～2％；

任选的，步骤S3中，所述纺丝甬道的温度为240-260℃。

有益效果：

本发明中，采用十二酸单甘油酯和乙醇对纳米磷酸锆进行改性，得到的改性磷酸锆分散性好，与纳米材料结合后不容易团聚，保留较好的气孔通道，从而保障除臭剂的吸附性。

再则，本发明通过改性磷酸锆与纳米二氧化钛结合，赋予产品光催化活性，经除臭剂吸附的臭气分子，在光照条件下被分解，从而避免传统吸附型除臭剂存在的吸附饱和、除臭效果随着使用下降显著的现象。

进一步地，本发明还提供一种除臭氨纶，将高效磷酸锆除臭剂添加到氨纶纺丝原液中，借助除臭剂的透气孔道，赋予氨纶纤维织品较高的透气性，同时解决氨纶织品的臭味问题。

总之，本发明提供的高效磷酸锆除臭剂，除臭效果优异，得到的除臭氨纶强度高、透气性得以提升，可广泛应用于外衣、内衣、袜业、运动衣、绷带、纸尿裤等多种产品，具有较好的市场运用前景。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。在下面的实施例中，如未明确说明，“％”均指重量百分比。

本发明高效磷酸锆除臭剂的制备方法中，步骤1中，所述纳米磷酸锆与十二酸单甘油酯的质量比为10:0.1-1，优选为10:0.3-0.7，更优选为10:0.4-0.5。其中，纳米磷酸锆优选为纳米磷酸锆载银，由于负载银后的磷酸锆具有抗菌性能优势，从而使得产品具有抗菌和除臭的双重优势。

步骤2中，按照质量百分比计所述改性磷酸锆为10-20％，纳米二氧化钛为1-5％，钨溶胶为1-5％，相容剂20-30％和分散剂55-65％，合计100％。优选地，按照质量百分比计所述改性磷酸锆为12-18％，纳米二氧化钛为1-5％，钨溶胶为1-5％，相容剂23-28％和分散剂57-62％，合计100％。为了使各物料尽快混合均匀，反应得到均匀体系，优选采用80-100℃，加热时间为1-3h。更优选为85-95℃，加热时间为1-2h。

本发明除臭氨纶的制备过程中，步骤S1中，聚四亚甲基醚二醇和二异氰酸酯的摩尔比为1：1-2，优选为1：1.2-1.6。步骤S2中，所述高效磷酸锆除臭剂占氨纶纺丝原液固含量的0.5～2％，优选为0.8-1.5％。步骤S3中，纺丝甬道的温度为240-260℃，优选为250℃。

实施例中采用的纳米磷酸锆为晋大纳米科技(厦门)有限公司提供，产品型号为：层状磷酸锆载体JDGQP-001，层状界面厚度小于50nm，平均晶粒大小在1-1.5um。需要说明的是，实施例中采用的原料不构成对本发明适用纳米磷酸锆种类的限制。

实施例1

制备高效磷酸锆除臭剂，包括以下步骤：

步骤1：将纳米磷酸锆、十二酸单甘油酯和乙醇混合，搅拌均匀，得到改性磷酸锆；其中，纳米磷酸锆与十二酸单甘油酯的质量比为10:0.4，纳米磷酸锆与乙醇的加量为1g：20ml。

步骤2：所述改性磷酸锆与纳米二氧化钛、钨溶胶、相容剂和分散剂混合，加热并搅拌，得到所述高效磷酸锆除臭剂。其中，按照质量百分比计所述改性磷酸锆为10％，纳米二氧化钛为3％，钨溶胶为2％，相容剂25％和分散剂60％，合计100％。钨溶胶为三氧化钨溶胶，相容剂为硅烷偶联剂，分散剂为EBS乙撑双硬脂酸酰胺。加热温度为80℃，保温并搅拌1.5h，获得均一的溶液，即高效磷酸锆除臭剂。

实施例2

采用实施例1制备的高效磷酸锆除臭剂，制备除臭氨纶，包括：

步骤S1：将聚四亚甲基醚二醇和二异氰酸酯混合，聚四亚甲基醚二醇和二异氰酸酯的摩尔比为1：1，加热到80～90℃，保温反应1～2小时，形成预聚物，将得到的预聚物与乙二胺和二乙胺混合，其中，乙二胺和二乙胺的质量比为1:1，发生扩链反应，之后加入助剂，混合均匀后过滤，得到氨纶纺丝原液；其中，所述助剂为消光剂、润滑剂、抗氧化剂或防黄剂中至少一种，例如，钛白粉作消光剂，硬脂酸镁作润滑剂，抗氧化剂和防黄剂为纺织领域常规助剂。

步骤S2：在氨纶纺丝原液中加入实施例1制备的高效磷酸锆除臭剂，搅拌熟化12-24h，得到纺丝液；优选地，所述高效磷酸锆除臭剂占氨纶纺丝原液固含量的1％；

步骤S3：将所述纺丝液定量均匀地压入喷丝板，纺丝液从喷丝板毛细孔中被挤出形成丝条，进入充有热空气的纺丝甬道，热空气的温度为250℃，高温热空气使丝条细流中的溶剂迅速挥发，并被空气带走通过溶剂回收系统循环利用，丝条浓度不断提高直至凝固。在凝固前经过加捻器将其抱合，最后上油，卷绕成一定的卷装，得到所述除臭氨纶。

实施例3

对实施例2制备得到的除臭氨纶进行除臭性能模拟测试，测试时在密封空间通入一定浓度的氨气和醋酸，将除臭氨纶放入其中，除臭氨纶的面积为100cm²，测定2h后剩余气体浓度，结果见表1。

表1产品除臭性能测试结果表

对比例1

参照实施例1制备对比除臭剂，包括以下步骤：

步骤1：将纳米磷酸锆和乙醇混合，搅拌均匀，纳米磷酸锆与乙醇的加量为1g：20ml，得到混合物。

步骤2：所述混合物与纳米二氧化钛、钨溶胶、相容剂和分散剂混合，加热并搅拌，得到对比除臭剂。其中，按照质量百分比计所述混合物为10％，纳米二氧化钛为3％，钨溶胶为2％，相容剂25％和分散剂60％，合计100％。钨溶胶为三氧化钨溶胶，相容剂为硅烷偶联剂，分散剂为EBS。加热温度为80℃，保温并搅拌1.5h，获得均一的溶液，即对比除臭剂。

将对比除臭剂运用到氨纶制备，方法同实施例2，得到对比氨纶丝。相关性能检测结果见表2和表3。

对比例2

参照实施例1制备对比除臭剂，包括以下步骤：

步骤1：将纳米磷酸锆、十二酸单甘油酯和乙醇混合，搅拌均匀，得到改性磷酸锆；其中，纳米磷酸锆与十二酸单甘油酯的质量比为10:0.4，纳米磷酸锆与乙醇的加量为1g：20ml。

步骤2：所述改性磷酸锆与纳米氧化锌、钨溶胶、相容剂和分散剂混合，加热并搅拌，得到对比除臭剂。其中，按照质量百分比计所述改性磷酸锆为10％，纳米氧化锌为3％，钨溶胶为2％，相容剂25％和分散剂60％，合计100％。钨溶胶为三氧化钨溶胶，相容剂为硅烷偶联剂，分散剂为EBS乙撑双硬脂酸酰胺。加热温度为80℃，保温并搅拌1.5h，获得均一的溶液，即对比除臭剂。

将对比除臭剂运用到氨纶制备，方法同实施例2，得到对比氨纶丝。相关性能检测结果见表2和表3。

表2氨纶丝强度测试结果表

项目	实施例1	对比例1	对比例2
				断裂强度(cN/dtex)	0.65	0.55	0.62
断裂伸长率％	386	360	392
				伸长300％时的压力(cN/dtex)	0.42	0.39	0.38

表3除臭性能测试结果表

测试项目	实施例1	对比例1	对比例2
				除氨测试	89.29％	22.14％	35.71％
除醋酸测试	97.14％	65.71％	62.86％

从表2和表3可以看到，本发明制备的除臭氨纶不仅具有较好的强度和弹性，而且具有优异的除臭效果，可广泛应用于外衣、内衣、袜业、运动衣、绷带、纸尿裤等多种产品，具有较好的市场运用前景。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (11)

1.一种高效磷酸锆除臭剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将纳米磷酸锆、十二酸单甘油酯和乙醇混合，搅拌均匀，得到改性磷酸锆；

步骤2：所述改性磷酸锆与纳米二氧化钛、钨溶胶、相容剂和分散剂混合，加热并搅拌，得到所述高效磷酸锆除臭剂；按照质量百分比计，所述改性磷酸锆为10-20％，纳米二氧化钛为1-5％，钨溶胶为1-5％，相容剂20-30％和分散剂55-65％，合计100％；加热的温度为80-100℃，加热时间为1-3h。

2.根据权利要求1所述高效磷酸锆除臭剂的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述纳米磷酸锆与十二酸单甘油酯的质量比为10:0.1-1。

3.一种高效磷酸锆除臭剂，采用权利要求1或2所述制备方法制备得到。

4.一种除臭氨纶，其特征在于：在氨纶纺丝原液中加入权利要求3所述高效磷酸锆除臭剂，经搅拌熟化，干法纺丝得到除臭氨纶。

5.根据权利要求4所述除臭氨纶，其特征在于：所述氨纶纺丝原液的制备方法为：将聚四亚甲基醚二醇和二异氰酸酯混合，加热反应形成预聚物，将得到的预聚物与乙二胺和二乙胺混合，发生扩链反应，之后加入消光剂、润滑剂、抗氧化剂、和防黄剂，混合均匀后过滤，得到氨纶纺丝原液。

6.根据权利要求5所述除臭氨纶，其特征在于：所述高效磷酸锆除臭剂占氨纶纺丝原液固含量的0.5～2％。

7.权利要求4-6任一项所述除臭氨纶的制备方法，其特征在于：包括：

步骤S1：将聚四亚甲基醚二醇和二异氰酸酯混合，加热反应形成预聚物，将得到的预聚物与乙二胺和二乙胺混合，发生扩链反应，之后加入助剂，混合均匀后过滤，得到氨纶纺丝原液；

步骤S2：在氨纶纺丝原液中加入权利要求3所述高效磷酸锆除臭剂，搅拌熟化12-24h，得到纺丝液；

步骤S3：将所述纺丝液定量均匀地压入喷丝板，纺丝液从喷丝板毛细孔中被挤出形成丝条，进入充有热空气的纺丝甬道，丝条中的溶剂挥发，丝条逐渐凝固，在凝固前经过加捻器将丝条抱合，最后上油和卷绕，得到所述除臭氨纶。

8.根据权利要求7所述除臭氨纶的制备方法，其特征在于：步骤S1中，聚四亚甲基醚二醇和二异氰酸酯的摩尔比为1：1-2。

9.根据权利要求8所述除臭氨纶的制备方法，其特征在于：所述助剂为消光剂、润滑剂、抗氧化剂或防黄剂中至少一种。

10.根据权利要求7-9任一项所述除臭氨纶的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述高效磷酸锆除臭剂占氨纶纺丝原液固含量的0.5～2％。

11.根据权利要求10所述除臭氨纶的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述纺丝甬道的温度为240-260℃。