本發(fā)明屬于功能紡織材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于有機(jī)相合成高抗紫外功能纖維制備方法。
背景技術(shù)：
有效的抗紫外功能一直是生產(chǎn)服裝和裝飾面料產(chǎn)業(yè)上想解決的問題，目前從市場調(diào)研結(jié)果來看，真正有效并且能夠滿足國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的抗紫外面料非常少，其成本也比較高。一些開發(fā)戶外運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品的品牌公司也一直尋找一種能夠有效解決紫外線尤其是對人體有致癌作用的遠(yuǎn)紫外(uvb)吸收功能纖維。目前市場上現(xiàn)有的抗紫外功能面料以后整理方式居多，把具有紫外吸收功能的助劑通過涂覆或者復(fù)合的方式添加到面料表面，如遮陽傘等產(chǎn)品，但是此種方式不耐洗滌和摩擦，效果不持久，并不能滿足運(yùn)動(dòng)品牌尤其是戶外運(yùn)動(dòng)服裝的需求，也有通過添加紫外吸收劑的方式獲得具有抗紫外功能的纖維，但是其紫外吸收功能有限，不能達(dá)到全棉防止紫外線透射，尤其是遠(yuǎn)紫外(uvb)的透射，因此對人體的保護(hù)能力有限，這對于運(yùn)動(dòng)品牌和消費(fèi)者來說都是難以接受。紫外線在太陽光的含量中約占5％，可以分為以下三種：uva是近紫外線，uva輻射會(huì)使皮膚產(chǎn)生黑色素沉淀，加速皮膚老化并使皮膚起皺紋；uvb是遠(yuǎn)紫外線，它的特點(diǎn)是波長更短能量更強(qiáng)，可以造成細(xì)胞癌變，具有致癌作用；uvc能量更強(qiáng)但是由于被臭氧層吸收而不能到達(dá)地面，因此抗紫外功能纖維指的是對uva和uvb的吸收，尤其是對uvb的吸收對人體的健康尤為重要。在此需求的基礎(chǔ)上開發(fā)一種對uvb具有特種吸收的纖維，可以提高纖維及面料的附加值，并對人體的健康起到保護(hù)的作用，可以用來開發(fā)運(yùn)動(dòng)休閑服裝、遮陽傘、窗簾、紗巾等功能紡織面料產(chǎn)品，也可以開發(fā)一些野外作戰(zhàn)服等，減少紫外線對戰(zhàn)士的傷害。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。
鑒于上述和/或現(xiàn)有原位聚合復(fù)合導(dǎo)電/抗靜電纖維制備的技術(shù)缺陷，提出了本發(fā)明。
因此，本發(fā)明其中的一個(gè)目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種基于有機(jī)相合成高抗紫外功能纖維制備方法，使用紫外線吸收劑通過雙螺桿制備高抗紫外功能母粒并進(jìn)行紡絲，制備具有不同顏色的高抗紫外功能纖維，通過不同的織造方式制備抗紫外功能面料。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種基于有機(jī)相合成高抗紫外功能纖維制備方法，其包括，通過有機(jī)相合成制備紫外線吸收劑：將四氯化鈦在乙醇中進(jìn)行醇解反應(yīng)并持續(xù)攪拌，混合液在反應(yīng)后逐滴加入蒸餾水中攪拌3～10h，在于10～80％濃度的含有氨基結(jié)構(gòu)的有機(jī)物溶液中混合超聲分散，在密閉反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間24～72h，將產(chǎn)物抽濾烘干得到紫外線吸收劑；紫外線吸收母粒的制備：將所述紫外線吸收劑與樹脂粉體按比例混合均勻，其中，紫外吸收劑與樹脂按質(zhì)量比為1:19～1:1，混好的原料經(jīng)共混造粒，得到紫外線吸收母粒；將紫外線吸收母粒干燥后與基本樹脂切片混合均勻，功能母粒的質(zhì)量百分比為3％-20％，進(jìn)行熔體紡絲，紡絲速度為400～3000m/min，紡絲組件初始壓力4～14mpa，得到所述的高抗紫外纖維。
作為本發(fā)明所述的基于有機(jī)相合成高抗紫外功能纖維制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述含有氨基結(jié)構(gòu)的有機(jī)物為氨水，乙二胺、三乙醇胺中的一種或幾種。
作為本發(fā)明所述的基于有機(jī)相合成高抗紫外功能纖維制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述將所述紫外線吸收劑與樹脂粉體按比例混合均勻，其中，所述紫外線吸收劑的質(zhì)量百分比為10～40％。
作為本發(fā)明所述的基于有機(jī)相合成高抗紫外功能纖維制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述樹脂粉體為pet粉體和/或尼龍6粉體。
作為本發(fā)明所述的基于有機(jī)相合成高抗紫外功能纖維制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述高抗紫外纖維的單絲纖度為0.2～5d，絲束為10～150d。
本發(fā)明其中的另一個(gè)目的也是提供一種基于有機(jī)相合成高抗紫外功能纖維制備方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種基于有機(jī)相合成高抗紫外功能纖維制備方法，其包括，通過有機(jī)相合成制備紫外線吸收劑：將四氯化鈦在分散于有機(jī)相的丙酮中，加入水水解，混合液在反應(yīng)后逐滴加入蒸餾水中攪拌3～10h，在于10～80％濃度的含有氨基結(jié)構(gòu)的有機(jī)物溶液中混合超聲分散，在密閉反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間24～72h，將產(chǎn)物抽濾烘干得到紫外線吸收劑；紫外線吸收母粒的制備：將所述紫外線吸收劑與樹脂粉體按比例混合均勻，其中，紫外吸收劑與樹脂按質(zhì)量比為1:19～1:1，混好的原料經(jīng)共混造粒，得到紫外線吸收母粒；將紫外線吸收母粒干燥后與基本樹脂切片混合均勻，功能母粒的質(zhì)量百分比為3％-20％，進(jìn)行熔體紡絲，紡絲速度為400～3000m/min，紡絲組件初始壓力4～14mpa，得到所述的高抗紫外纖維。
作為本發(fā)明所述的基于有機(jī)相合成高抗紫外功能纖維制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述有機(jī)相為乙醇、乙醚、丙酮、苯、苯乙醚或石油醚中的一種或幾種。
作為本發(fā)明所述的基于有機(jī)相合成高抗紫外功能纖維制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述含有氨基結(jié)構(gòu)的有機(jī)物為氨水，乙二胺、三乙醇胺中的一種或幾種。
作為本發(fā)明所述的基于有機(jī)相合成高抗紫外功能纖維制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述將所述紫外線吸收劑與樹脂粉體按比例混合均勻，其中，所述紫外線吸收劑的質(zhì)量百分比為10～40％。
作為本發(fā)明所述的基于有機(jī)相合成高抗紫外功能纖維制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述樹脂粉體為pet粉體和/或尼龍6粉體。
作為本發(fā)明所述的基于有機(jī)相合成高抗紫外功能纖維制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述高抗紫外纖維的單絲纖度為0.2～5d，絲束為10～150d。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明纖維可以做成白色，具有永久性抗紫外功能，機(jī)械性能可以達(dá)到普通纖維的標(biāo)準(zhǔn)，完全滿足各種織造的要求，本發(fā)明可以擴(kuò)大紡織品的出口，提升紡織品的附加值。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中：
圖1為本發(fā)明得到的抗紫外纖維的sem圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。
在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
其次，此處所稱的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非均指同一個(gè)實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。
實(shí)施例1：
(1)將四氯化鈦在乙醇中醇解反應(yīng)并持續(xù)攪拌，混合液在反應(yīng)后逐滴加入蒸餾水中攪拌5h，在于15％濃度的氨水溶液中混合超聲分散，在密閉反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間36h，將產(chǎn)物抽濾烘干得到紫外線吸收劑；
(2)紫外線吸收母粒的制備：將經(jīng)步驟(1)的改性紫外線吸收劑與樹脂粉體按比例混合均勻，其中改性紫外吸收劑與樹脂按質(zhì)量比為2:8；混好的原料經(jīng)雙螺桿擠出共混造粒擠出，得到紫外線吸收母粒；
(3)將紫外線吸收母粒干燥后與基本樹脂切片混合均勻，功能母粒的質(zhì)量百分比為8％，喂入紡絲機(jī)的喂料器進(jìn)行熔體紡絲，紡絲速度為2900m/min，紡絲組件初始壓力12mpa，得到所述的高抗紫外纖維；
(4)使用步驟(3)制備的高抗紫外功能纖維通過織造手段制備具有高抗紫外功能面料，采用機(jī)織方式，抗紫外纖維在緯向使用，其含量按質(zhì)量比為35％。
實(shí)施例1得到的高抗紫外纖維的力學(xué)性能經(jīng)測試為：強(qiáng)度為2.33cn/dtex，斷裂伸長率為17％，滿足各種織造方式的要求，單纖的直徑為1d(7微米)，可以開發(fā)平布、絨類等各種面料，制備的面料經(jīng)過抗紫外測試upf值50+，實(shí)際紫外透過率為0.8％，遠(yuǎn)超國標(biāo)要求。
實(shí)施例2：
(1)將四氯化鈦在乙醇中醇解反應(yīng)并持續(xù)攪拌，混合液在反應(yīng)后逐滴加入蒸餾水中攪拌5h，在于15％濃度的乙二胺溶液中混合超聲分散，在密閉反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間36h，將產(chǎn)物抽濾烘干得到紫外線吸收劑；
(2)紫外線吸收母粒的制備：將經(jīng)步驟(1)的改性紫外線吸收劑與樹脂粉體按比例混合均勻，其中改性紫外吸收劑與樹脂按質(zhì)量比為2:8；混好的原料經(jīng)雙螺桿擠出共混造粒擠出，得到紫外線吸收母粒；
(3)將紫外線吸收母粒干燥后與基本樹脂切片混合均勻，功能母粒的質(zhì)量百分比為8％，喂入紡絲機(jī)的喂料器進(jìn)行熔體紡絲，紡絲速度為2900m/min，紡絲組件初始壓力12mpa，得到所述的高抗紫外纖維；
(4)使用步驟(3)制備的高抗紫外功能纖維通過織造手段制備具有高抗紫外功能面料，采用機(jī)織方式，抗紫外纖維在緯向使用，其含量按質(zhì)量比為35％。
實(shí)施例2得到的高抗紫外纖維的力學(xué)性能經(jīng)測試為：強(qiáng)度為2.37cn/dtex，斷裂伸長率為19％，滿足各種織造方式的要求，單纖的直徑為1d(7微米)，可以開發(fā)平布、絨類等各種面料，制備的面料經(jīng)過抗紫外測試upf值50+，實(shí)際紫外透過率為0.6％，遠(yuǎn)超國標(biāo)要求。
實(shí)施例3：
(1)將四氯化鈦在乙醇中醇解反應(yīng)并持續(xù)攪拌，混合液在反應(yīng)后逐滴加入蒸餾水中攪拌5h，在于15％濃度的三乙醇胺溶液中混合超聲分散，在密閉反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間36h，將產(chǎn)物抽濾烘干得到紫外線吸收劑；
(2)紫外線吸收母粒的制備：將經(jīng)步驟(1)的改性紫外線吸收劑與樹脂粉體按比例混合均勻，其中改性紫外吸收劑與樹脂按質(zhì)量比為2:8；混好的原料經(jīng)雙螺桿擠出共混造粒擠出，得到紫外線吸收母粒；
(3)將紫外線吸收母粒干燥后與基本樹脂切片混合均勻，功能母粒的質(zhì)量百分比為8％，喂入紡絲機(jī)的喂料器進(jìn)行熔體紡絲，紡絲速度為2900m/min，紡絲組件初始壓力12mpa，得到所述的高抗紫外纖維；
(4)使用步驟(3)制備的高抗紫外功能纖維通過織造手段制備具有高抗紫外功能面料，采用機(jī)織方式，抗紫外纖維在緯向使用，其含量按質(zhì)量比為35％。
實(shí)施例3得到的高抗紫外纖維的力學(xué)性能經(jīng)測試為：強(qiáng)度為2.41cn/dtex，斷裂伸長率為18％，滿足各種織造方式的要求，單纖的直徑為1d(7微米)，可以開發(fā)平布、絨類等各種面料，制備的面料經(jīng)過抗紫外測試upf值50+，實(shí)際紫外透過率為0.3％，遠(yuǎn)超國標(biāo)要求。
參見圖1，圖1為實(shí)施例3得到的抗紫外纖維的掃描電鏡圖片，從圖片上可以看到粒徑小于100納米的抗紫外吸收劑在纖維表面形成了均勻分布，而在纖維內(nèi)部抗紫外顆粒也呈均勻分布狀態(tài)，這些均勻分布顆粒又可以有效的吸收紫外線，起到了很好的抗紫外效果。
實(shí)施例4：
(1)將四氯化鈦在乙醇中醇解反應(yīng)并持續(xù)攪拌，混合液在反應(yīng)后逐滴加入蒸餾水中攪拌5h，在于15％濃度的乙二胺溶液中混合超聲分散，在密閉反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間36h，將產(chǎn)物抽濾烘干得到紫外線吸收劑；
(2)紫外線吸收母粒的制備：將經(jīng)步驟(1)的改性紫外線吸收劑與樹脂粉體按比例混合均勻，其中改性紫外吸收劑與樹脂按質(zhì)量比為2:8；混好的原料經(jīng)雙螺桿擠出共混造粒擠出，得到紫外線吸收母粒；
(3)將紫外線吸收母粒干燥后與基本樹脂切片混合均勻，功能母粒的質(zhì)量百分比為8％，喂入紡絲機(jī)的喂料器進(jìn)行熔體紡絲，紡絲速度為2900m/min，紡絲組件初始壓力12mpa，得到所述的高抗紫外纖維；
(4)使用步驟(3)制備的高抗紫外功能纖維通過織造手段制備具有高抗紫外功能面料，采用機(jī)織方式，抗紫外纖維在緯向使用，其含量按質(zhì)量比為20％。
實(shí)施例4得到的高抗紫外纖維的力學(xué)性能經(jīng)測試為：強(qiáng)度為2.37cn/dtex，斷裂伸長率為19％，滿足各種織造方式的要求，單纖的直徑為1d(7微米)，可以開發(fā)平布、絨類等各種面料，制備的面料經(jīng)過抗紫外測試upf值位10，實(shí)際紫外透過率為12％，沒有達(dá)到國標(biāo)要求，原因?yàn)榭棺贤饷媪现锌棺贤饫w維沒有在布面形成有效覆蓋，從而使得紫外線從沒有抗紫外線纖維分布的地方透過，使得抗紫外效果大大下降。
實(shí)施例5：
(1)在分散于有機(jī)相的丙酮中，加入水水解，混合液在反應(yīng)后逐滴加入蒸餾水中攪拌10h，在于20％濃度的氨水溶液中混合超聲分散，在密閉反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間36h，將產(chǎn)物抽濾烘干得到紫外線吸收劑；
(2)紫外線吸收母粒的制備：將經(jīng)步驟(1)的改性紫外線吸收劑與樹脂粉體按比例混合均勻，其中改性紫外吸收劑與樹脂按質(zhì)量比為2:8；混好的原料經(jīng)雙螺桿擠出共混造粒擠出，得到紫外線吸收母粒；
(3)將紫外線吸收母粒干燥后與基本樹脂切片混合均勻，功能母粒的質(zhì)量百分比為8％，喂入紡絲機(jī)的喂料器進(jìn)行熔體紡絲，紡絲速度為2900m/min，紡絲組件初始壓力12mpa，得到所述的高抗紫外纖維；
(4)使用步驟(3)制備的高抗紫外功能纖維通過織造手段制備具有高抗紫外功能面料，采用機(jī)織方式，抗紫外纖維在緯向使用，其含量按質(zhì)量比為35％。
實(shí)施例5得到的高抗紫外纖維的力學(xué)性能經(jīng)測試為：強(qiáng)度為2.32cn/dtex，斷裂伸長率為16％，滿足各種織造方式的要求，單纖的直徑為1d(7微米)，可以開發(fā)平布、絨類等各種面料，制備的面料經(jīng)過抗紫外測試upf值50+，實(shí)際紫外透過率為0.8％，遠(yuǎn)超國標(biāo)要求。
本發(fā)明研究證明：紫外線的吸收跟最終制備材料的特征性能有關(guān)，有機(jī)材料需要最大吸收特征峰在紫外部分，也就是在300nm左右有最大吸收峰，這樣吸收峰范圍可以跨在200～400nm之間，具有很好的抗紫外效果，而對于無機(jī)材料而言，需要材料本身具備空導(dǎo)帶，這樣吸收光子之后光能可以通過電子躍遷或者振動(dòng)的方式將能量轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到吸收紫外線的效果。
應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。