【技术实现步骤摘要】
本申请涉及纺织纤维的，具体的涉及一种具有抗菌、(除螨)驱蚊功能的石墨烯复合母粒、纤维及其制备方法。
技术介绍
1、随着社会的发展，人们的生活水平不断提高，对健康、安全、舒适的追求度也越来越高。蚊虫作为一种有害虫类，传播登革热、疟疾、黄热病等疾病，引起疼痛瘙痒等不适感，已经严重危害了人们的健康。因此，开发一种具有驱蚊功能的纤维是十分必要的。目前，单一功能的纤维已经不能满足人们的生活需求，具有抗菌、除螨、驱蚊功能的多功能性纤维具有广阔的应用前景。
2、石墨烯作为一种新型碳材料，自发现以来就因其优异的热学、力学和电学性能而备受关注，被称为“工业味精”。除此之外，石墨烯还具有良好的抗菌、抗紫外、远红外以及负离子发生等性能，且安全无毒性，适宜与皮肤接触，十分适合作为功能性纤维的添加剂。驱蚊剂作为一种高效驱蚊产品，通过其散发的气味能够有效阻断蚊虫叮咬，保护人体健康。将石墨烯与驱蚊剂与高分子基材混合熔融造粒制备复合母粒，再将母粒纺丝，可制备具有驱蚊功能的多功能性的纤维。
3、但因为驱蚊剂易挥发，在制备母粒和纺丝过程中，需要经历高温环境，导致驱蚊有效成分在高温下逸出，有效成分损失较多，降低驱蚊效果；另一方面，驱蚊面料经多次水洗后，驱蚊剂同样易逸出，导致驱蚊持久性较差，两者共同影响了最终的驱蚊效果。
技术实现思路
1、本申请针对现有技术的上述不足，提供一种可以经过多次水洗，还具有良好抗菌、除螨、驱蚊功能，具有广阔的应用范围的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒。
2
3、进一步的，所述的聚合物基材为聚酰胺切片(pa)、聚酯切片(pet)、聚丙烯腈切片(pan)中的一种或多种。
4、进一步的，所述的抗菌填料为石墨烯、氧化石墨烯、羧基化石墨烯、羟基化石墨烯中的至少一种。
5、更进一步的，所述的抗菌填料为羧基化石墨烯、羟基化石墨烯中的至少一种。
6、进一步的，所述的除螨剂为纳米氧化锌粉、纳米二氧化钛粉、纳米氧化铜粉、纳米氧化镁粉、纳米碘化银粉中的至少一种。
7、进一步的，所述的驱蚊纳米胶囊，其制备的步骤包括：
8、(1)取壳聚糖溶解于含有冰醋酸的水溶液中，超声溶解，静置备用；
9、(2)称取驱蚊剂和有机溶剂混合，充分搅拌混合后，将混合液滴加到含有乳化剂的水溶液中，使用高剪切乳化分散机乳化得乳化液a；
10、(3)将乳化液a中不断滴加到壳聚糖溶液中，最后得到澄清稳定的纳米细乳液，在搅拌条件下调节ph值，然后缓慢滴加三聚磷酸钠(tpp)的的水溶液，继续反应得乳化液b；
11、(4)将乳化液b用高速离心机离心，得到凝胶状固体，然后用乙醇洗涤，冷冻干燥，得到纳米胶囊粉末；
12、(5)将上述纳米胶囊粉末干燥得驱蚊纳米胶囊，胶囊尺寸限制为100-700nm。
13、进一步的，所述的有机溶剂为环戊烷、乙醚、二硫化碳、戊烷、己烷等毒性小、易挥发、不易溶于水的有机溶剂。
14、更进一步的，所述的有机溶剂为环戊烷，这是因为环戊烷是耐高温的关键，将驱蚊剂以及环戊烷为芯材制备成纳米驱蚊胶囊。环戊烷的挥发性要明显优于驱蚊剂，且沸点较低；将纳米胶囊粉末置于烘箱中干燥过程环戊烷先挥发使胶囊中产生一定的空间，从而使得驱蚊剂在高温下有足够的空间自由膨胀，胶囊在高温环境下有了自由膨胀的空间就不容易破裂，因此胶囊的耐热性得到较大程度的提高。
15、进一步的，所述的壳聚糖和三聚磷酸钠作为驱蚊纳米胶囊的壁材，壁材厚度20-100nm，长效的驱蚊剂以及有机溶剂为芯材。
16、进一步的，所述的壳聚糖和三聚磷酸钠的用量重量比为1-5:1，优选3:1。
17、进一步的，所述的芯材与壁材的质量比为1-3:1，优选1.5:1。
18、进一步的，所述的驱蚊剂和有机溶剂的质量比为1-4:1,优选2:1。
19、进一步的，所述的驱蚊剂为伊默宁、避蚊胺、埃卡瑞丁、柠檬桉叶油、苄氯菊酯、胺菊酯、四氟苯菊酯及苯甲酸苄酯中的至少一种；以上驱蚊剂具有广谱、高效的驱避性能，驱避作用时间长，在使用条件下它的化学性质稳定，同时具有高的热稳定性和高的耐汗性；还具有毒性低，刺激性小等显著特点，对皮肤和粘膜无毒副作用、无过敏性及无皮肤渗透性等优点，使用安全；为了保证便于制备成胶囊形式，应避免其大量溶于水中，因此驱蚊剂还要满足不易溶于水，易溶于有机溶剂。
20、更进一步，所述的驱蚊剂为伊默宁和避蚊胺中的至少一种。
21、进一步的，所述的乳化剂水溶液中的乳化剂为聚山梨酯-80、山梨醇酐油酸酯、烷基苯磺酸钠等中的至少一种；所述的乳化剂水溶液的浓度为0.5％。
22、进一步的，所述的增韧相容剂选自马来酸酐接枝聚乙烯、热塑性弹性体、聚酯弹性体、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶和聚氨酯弹性体中的至少一种。
23、进一步的，所述的表面改性剂为选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、十八烷基胺和异氰酸酯中的至少一种，
24、进一步的，所述的分散剂为为选自聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸和乙烯基双硬脂酰胺中的至少一种。
25、本申请还提供一种上述具有抗菌、除螨、驱蚊功能的石墨烯复合母粒的制备方法，具体的制备步骤包括：
26、(1)称取该复合母粒的主要制备原料：聚合物基材60～80重量份，抗菌填料1～5重量份，除螨剂3～6重量份，驱蚊纳米胶囊5～10重量份，增韧相容剂1～3重量份，表面改性剂1～3重量份，分散剂1～2重量份；
27、(2)将各原材料加入到高混机中搅拌混合；
28、(3)混合均匀后，以此混合料经双螺杆挤出机熔融共混挤出造粒得石墨烯复合母粒。
29、本申请还提供一种利用上述具有抗菌、除螨、驱蚊功能的石墨烯复合母粒制备纤维的方法，具体的制备步骤包括：称取石墨烯复合母粒和原材料经烘干机烘干后，通过纺丝螺杆挤压机形成纺丝熔体，传输至纺丝箱进行纺丝，后依次经过加热、侧吹风冷却、牵伸弯曲、卷绕成型获得石墨烯多功能纤维。
30、本申请的优点和有益效果：
31、1.本专利技术的目的在于提供一种具有抗菌、除螨、驱蚊功能的石墨烯复合母粒的制备方法及应用，首先制备耐高温驱蚊纳米胶囊，再将石墨烯、驱蚊纳米胶囊、纺织用功能助剂与高分子基材混合在一起，制备具有多功能性的复合母粒，再经纺丝制得多功能纤维，达到持续释放长效抗菌、除螨、驱蚊的目的。本方法制备出来的功能纤维，可以经过多次水洗，还具有良好抗菌、除螨、驱蚊功能，具有广阔的应用范围。
32、2.本申请的抗菌填料采用的是石墨烯，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：制备原料包括：聚合物基材60～80重量份，抗菌填料1～5重量份，除螨剂3～6重量份，驱蚊纳米胶囊5～10重量份，增韧相容剂1～3重量份，表面改性剂1～3重量份，分散剂1～2重量份。
2.根据权利要求1所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的聚合物基材为聚酰胺切片、聚酯切片、聚丙烯腈切片中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的抗菌填料为石墨烯、氧化石墨烯、羧基化石墨烯、羟基化石墨烯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的除螨剂为纳米氧化锌粉、纳米二氧化钛粉、纳米氧化铜粉、纳米氧化镁粉、纳米碘化银粉中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的驱蚊纳米胶囊，其制备步骤包括：
6.根据权利要求5所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的有机溶剂为环戊烷、乙醚、二硫化碳、戊烷、己烷
7.根据权利要求6所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的有机溶剂为环戊烷。
8.根据权利要求5所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的壳聚糖和三聚磷酸钠作为驱蚊纳米胶囊的壁材，壁材厚度20-100nm，长效驱蚊剂以及有机溶剂为芯材。
9.根据权利要求8所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的壳聚糖和三聚磷酸钠的用量重量比为1-5:1。
10.根据权利要求8所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的芯材与壁材的质量比为1-3:1。
11.根据权利要求5所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的驱蚊剂和有机溶剂的质量比为1-4:1。
12.根据权利要求5所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的驱蚊剂为伊默宁、避蚊胺、埃卡瑞丁、柠檬桉叶油、苄氯菊酯、胺菊酯、四氟苯菊酯及苯甲酸苄酯中的至少一种。
13.根据权利要求12所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的驱蚊剂为伊默宁和避蚊胺中的至少一种。
14.根据权利要求12所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的乳化剂水溶液中的乳化剂为聚山梨酯-80、山梨醇酐油酸酯、烷基苯磺酸钠等中的至少一种；所述的乳化剂水溶液的浓度为0.5％。
15.根据权利要求12所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的增韧相容剂选自马来酸酐接枝聚乙烯、热塑性弹性体、聚酯弹性体、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶和聚氨酯弹性体中的至少一种；所述的表面改性剂为选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、十八烷基胺和异氰酸酯中的至少一种；所述的分散剂为为选自聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸和乙烯基双硬脂酰胺中的至少一种。
16.根据权利要求1-15任一权利要求所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒的制备方法，其特征在于：具体的制备步骤包括：
17.根据利用权利要求1-15任一权利要求所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒制备纤维的方法，其特征在于：具体包括：称取石墨烯复合母粒和原材料经烘干机烘干后，通过纺丝螺杆挤压机形成纺丝熔体，传输至纺丝箱进行纺丝，后依次经过加热、侧吹风冷却、牵伸弯曲、卷绕成型获得石墨烯多功能纤维。
...【技术特征摘要】
1.一种具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：制备原料包括：聚合物基材60～80重量份，抗菌填料1～5重量份，除螨剂3～6重量份，驱蚊纳米胶囊5～10重量份，增韧相容剂1～3重量份，表面改性剂1～3重量份，分散剂1～2重量份。
2.根据权利要求1所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的聚合物基材为聚酰胺切片、聚酯切片、聚丙烯腈切片中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的抗菌填料为石墨烯、氧化石墨烯、羧基化石墨烯、羟基化石墨烯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的除螨剂为纳米氧化锌粉、纳米二氧化钛粉、纳米氧化铜粉、纳米氧化镁粉、纳米碘化银粉中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的驱蚊纳米胶囊，其制备步骤包括：
6.根据权利要求5所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的有机溶剂为环戊烷、乙醚、二硫化碳、戊烷、己烷中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的有机溶剂为环戊烷。
8.根据权利要求5所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的壳聚糖和三聚磷酸钠作为驱蚊纳米胶囊的壁材，壁材厚度20-100nm，长效驱蚊剂以及有机溶剂为芯材。
9.根据权利要求8所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的壳聚糖和三聚磷酸钠的用量重量比为1-5:1。
10.根据权利要求8所述的具有抗菌、驱蚊功能的石墨烯复合母粒，其特征在于：所述的芯材与壁...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦磊，聂汝明，石创创，张帅帅，刘兆平，
申请(专利权)人：宁波石墨烯创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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