一种无异味丙纶短纤维及其制备方法和应用技术

本申请涉及功能化丙纶短纤维的技术领域，更具体地说，它涉及一种无异味丙纶短纤维及其制备方法和应用。一种无异味丙纶短纤维，包括以下重量份的原料：80

【技术实现步骤摘要】
一种无异味丙纶短纤维及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及功能化丙纶短纤维的
，更具体地说，它涉及一种无异味丙纶短纤维及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]丙纶，又称聚丙烯纤维或PP纤维，是一种用等规聚丙烯熔融纺制的纤维，其具有强度高、比重小、耐磨损、耐腐蚀等优点，因此被广泛应用于民用领域和工业领域。丙纶有短纤维、长丝等品种，其中，丙纶短纤维可用于地毯绒面或吸油毡等产品。
[0003]目前，为了家居的舒适性，人们通常会赤足行动于地毯上，进而导致汗液等人体代谢物容易遗留在地毯上，而汗液的挥发将产生氨气。而氨气的挥发将导致地毯存在异味，从而影响地毯的正常使用。

技术实现思路

[0004]为了地毯在长时间使用后容易出现异味的缺陷，本申请提供一种无异味丙纶短纤维及其制备方法和应用。
[0005]第一方面，本申请提供一种无异味丙纶短纤维，采用如下的技术方案：
[0006]一种无异味丙纶短纤维，包括以下重量份的原料：80
‑
100份丙纶纤维、20
‑
40份复合偶联剂及40
‑
60份改性硅胶；所述改性硅胶包覆于丙纶短纤维的外表面，所述复合偶联剂用于连接丙纶短纤维及改性硅胶，所述复合偶联剂中含有氨基及乙氧基。
[0007]由于改性硅胶包覆于丙纶短纤维的外表面，因此，当人们赤足行走于地毯上时，人体代谢产生的汗液将直接遗留在硅胶上。而硅胶的内部存在纳米级微孔结构，这些微孔结构表面存在大量的羟基。氨气的氮原子有一对多的电子对，该电子对可以与羟基的氢结合，形成类似氢键的键连接，进而促使硅胶实现对氨气的吸附。同时，硅胶又可以通过多孔结构对甲醛进行物理吸附，进而实现对甲醛的吸收，有效减少丙纶短纤维制备的地毯出现异味的可能性。
[0008]然而，硅胶与丙纶短纤维之间的连接性能较差，因此在长时间使用无异味丙纶短纤维制备的地毯后，硅胶与丙纶短纤维很可能出现脱离。
[0009]而当丙纶短纤维与硅胶之间涂抹复合偶联剂时，由于复合偶联剂中含有氨基和乙氧基，其中，乙氧基能与丙纶短纤维表面的羟基通过化学反应形成化学键；而氨基属于亲有机聚合物基团，因此，氨基与硅胶发生化学吸附，从而通过桥梁作用将硅胶与丙纶短纤维相连并获得良好的粘接效果，有效降低丙纶短纤维与改性硅胶发生脱离的可能性，间接减少地毯出现异味的可能性。
[0010]优选的，所述复合偶联剂中含有季铵盐基团。
[0011]地毯上的异味还可能是代谢物或食物在菌落的作用下发生分解而产生的，而季铵盐基团可以通过静电力及氢键力吸附带负电的细菌体，从而促使季铵盐阳离子可以聚集在细菌体的细胞壁上，进而产生室阻效应，导致细菌生长受而死亡。
[0012]而由于复合偶联剂上自含有季铵盐基团，因此，复合偶联剂本身便具有抗菌效果，而不再需要另外添加抗菌剂。即复合偶联剂除了可以促使丙纶短纤维与改性硅胶相连之外，复合偶联剂还可以对细菌体进行抑制，进而降低丙纶短纤维制备的地毯出现异味的可能性。
[0013]优选的，所述复合偶联剂由3
‑
氯丙基甲基二乙氧基硅烷、氨水及十二烷基二甲基叔胺反应制得。
[0014]当3
‑
氯丙基甲基二乙氧基硅烷与氨水混合时，在催化剂及高温的作用下，氨水将对3
‑
氯丙基甲基二乙氧基硅烷进行氨化，从而将氯离子取代得到氨基，进而获得含有乙氧基及氨基的复合偶联剂。
[0015]而当3
‑
氯丙基甲基二乙氧基硅烷与十二烷基二甲基叔胺混合时，十二烷基二甲基叔胺则可以在催化剂的作用下对3
‑
氯丙基甲基二乙氧基硅烷中的氯进行取代，进而将季铵盐基团连接于复合偶联剂的分子链上，从而促使复合偶联剂在季铵盐基团的作用下同时具备抗菌性能。
[0016]优选的，所述复合偶联剂的制备方法包括以下步骤：
[0017]S1、将3
‑
氯丙基甲基二乙氧基硅烷与氨水按照(3
‑
5):2的摩尔比例进行混合，之后加入催化剂氯化亚铜，随后在200
‑
220℃的温度下氨化6
‑
8h，最后冷却过滤得到含氨基及乙氧基的复合偶联剂；
[0018]S2、向含氨基及乙氧基的复合偶联剂内加入十二烷基二甲基叔胺，十二烷基二甲基叔胺与3
‑
氯丙基甲基二乙氧基硅烷的质量比例为3：(3
‑
5)，之后加入催化剂碘化钠及溶剂乙醇，随后在80
‑
90℃的温度下反应10
‑
12h，最后冷却过滤减压得到含氨基、乙氧基及季铵盐基团的复合偶联剂
[0019]在S1中，3
‑
氯丙基甲基二乙氧基硅烷与氨水中，3
‑
氯丙基甲基二乙氧基硅烷属于过量，因此在氨基对氯离子进行取代，而氯离子仍可以保持一定数量，从而对后期季铵盐基团的连接提供位点。
[0020]而S2中，相对于剩余的氯离子来说，十二烷基二甲基叔胺的摩尔量属于过量，因此十二烷基二甲基叔胺可以对氯离子实现完全取代，从而将季铵盐基团尽可能多地连接于复合偶联剂上。
[0021]优选的，S1中，3
‑
氯丙基甲基二乙氧基硅烷与氨水的摩尔比例为2:1，S2中，3
‑
氯丙基甲基二乙氧基硅烷与十二烷基二甲基叔胺的摩尔比例为2:1.5。
[0022]当3
‑
氯丙基甲基二乙氧基硅烷、氨水及十二烷基二甲基叔胺采用上述摩尔比例时，氨基及季铵盐基团除了可以尽可能多地连接于复合偶联剂的分子链上之外，还可以有效减少氨水和十二烷基二甲基叔胺的浪费。
[0023]优选的，所述改性硅胶由以下重量份的原料制成：90
‑
110份羟基封端聚二甲基硅氧烷、5
‑
8份脱肟型交联剂、1
‑
3份脱醇型交联剂、4
‑
6份二月桂酸二丁基锡、20
‑
30份壳聚糖。
[0024]优选的，所述改性硅胶的制备方法为：将羟基封端聚二甲基硅氧烷于100
‑
120℃真空搅拌2
‑
3h，随后依次加入脱肟型交联剂及脱醇型交联剂，继续真空搅拌1
‑
2h，之后加入催化剂二月桂酸二丁基锡，真空搅拌30min，最后加入壳聚糖，常温搅拌10min，最后在室温下硫化两周，得到改性硅胶。
[0025]由于复合偶联剂位于丙纶短纤维与硅胶之间，因此，只有当细菌体渗透至丙纶短
纤维与硅胶之间或者复合偶联剂微量渗出时，复合偶联剂中的季铵盐才可以对细菌体进行抑制效果，而上述两种方式对细菌体的抑制效果不佳。
[0026]而为了提高无异味丙纶短纤维的抗菌效果，通常可以在硅胶内添加抗菌物质，常规的抗菌物质有季铵盐、有机锡、季膦盐等，其中，季铵盐对人体眼睛、皮肤具有一定刺激效果，有机锡具有挥发效果，而挥发的有机锡对人体肝胆系统及神经系统均有伤害本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无异味丙纶短纤维，其特征在于，包括以下重量份的原料：80
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100份丙纶纤维、20
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40份复合偶联剂及40
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60份改性硅胶；所述改性硅胶包覆于丙纶短纤维的外表面，所述复合偶联剂用于连接丙纶短纤维及改性硅胶，所述复合偶联剂中含有氨基及乙氧基。2.根据权利要求1所述的无异味丙纶短纤维，其特征在于：所述复合偶联剂中含有季铵盐基团。3.根据权利要求2所述的无异味丙纶短纤维，其特征在于：所述复合偶联剂由3
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氯丙基甲基二乙氧基硅烷、氨水及十二烷基二甲基叔胺反应制得。4.根据权利要求3所述的无异味丙纶短纤维，其特征在于，所述复合偶联剂的制备方法包括以下步骤：S1、将3
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氯丙基甲基二乙氧基硅烷与氨水按照(3
‑
5):2的摩尔比例进行混合，之后加入催化剂氯化亚铜，随后在200
‑
220℃的温度下氨化6
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8h，最后冷却过滤得到含氨基及乙氧基的复合偶联剂；S2、向含氨基及乙氧基的复合偶联剂内加入十二烷基二甲基叔胺，十二烷基二甲基叔胺与3
‑
氯丙基甲基二乙氧基硅烷的质量比例为3：(3
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5)，之后加入催化剂碘化钠及溶剂乙醇，随后在80
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90℃的温度下反应10
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12h，最后冷却过滤减压得到含氨基、乙氧基及季铵盐基团的复合偶联剂。5.根据权利要求4所述的无异味丙纶短纤维，其特征在于：S1中，3
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氯丙基甲基二乙氧基硅烷与氨水的摩尔比例为2:1，S2中，3
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氯丙基甲基二乙氧基硅烷与十二烷基二甲基叔胺的摩尔比例为2:1.5。6.根据权利要求1所述的无异味丙纶短纤维，其特征在于，所述改性硅胶由以下重量份的原料制成：90
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110份羟基封端聚二甲基硅氧烷、5
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8份脱肟型交联剂、1
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3份脱醇型交联剂、4
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6份二月桂酸二丁基锡、20
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30份壳聚糖。7.根据权利要求6所述的无异味丙纶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世韬，张世博，刘伟，刘衡，
申请(专利权)人：湖北博韬合纤有限公司，
类型：发明
国别省市：