一种利用可见光和红外光降解室内有毒气体的窗帘纤维的制备方法与流程

本发明涉及窗帘用纤维技术领域，涉及一种利用可见光和红外光降解室内有毒气体的窗帘纤维的制备方法。

背景技术：

随着生活水平的提高，在新房、办公场所等在入住或使用之前，进行装修已经成为必不可少的一步。但是，由于装修过程中所使用的装修材料不合格等原因，会引入包括甲醛、苯、二甲苯等挥发性有机物气体。这些有毒气体混合在空气中，通过呼吸道进入人体，对人体产生各种不良影响。据称，苯、甲醛、氨、三氯乙烯这些室内空气污染物会导致人体35.7%的呼吸道疾病，22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌，它导致的是多系统、多器官、多组织、多细胞、多基因的损害。所以，室内空气中有毒气体的清除已经是每一个家庭必须重视的内容。

窗帘是由布、麻、纱等材料制作的，具有遮阳隔热和调节室内光线的功能，是住宅、宾馆等封闭或半封闭场所必需的物品。窗帘是可以直接受到窗外的可见光和红外光直接照射。如果能利用这些光能来降解室内有毒气体将是比吸附等方法更为绿色和环保。

中国发明专利（ZL201410191922.5）提供了一种光催化自洁净窗帘纤维的制备方法，方法中加入了TiO₂作为光催化材料提供光催化性能，但是TiO₂的禁带宽度（3.2 eV）比较大，只能吸收太阳光中的紫外光。而紫外光只占太阳光总能量4％左右，大部分的太阳光能量都分布在可见光区（约48％）和近红外光区（约44％），并且由于窗用玻璃会阻挡大部分的紫外光，所以引入TiO₂的窗帘纤维利用太阳光能比例较低，有必要开发能够利用可见光和红外光降解室内有毒气体的窗帘用纤维材料。

BiOBr一种窄禁带（2.8 eV）半导体材料，与TiO₂相比，更加有利于利用可见光；另外，通过Yb和Er稀土离子掺杂，可以将近红外光上转换为可见光，从而Bi_0.895Yb_0.1Er_0.005OBr材料可以利用红外光的能量。

针对以上问题，本发明将Bi_0.895Yb_0.1Er_0.005OBr等引入到窗帘纤维材料中，所得窗帘纤维就可以利用可见光和红外光降解室内有毒气体。

技术实现要素：

本发明提供了一种利用可见光和红外光降解室内有毒气体的窗帘纤维的制备方法，通过该方法制备的窗帘纤维不仅可以利用可见光，还可以利用红外光，从而使纤维对光的利用率得到大幅提高，达到更加快速地降解室内有毒气体的目的。

为了实现上述任务，本发明采取如下技术解决方案：

（1）将Bi_0.895Yb_0.1Er_0.005OBr粉料、纳米二氧化硅、聚硅氧烷类润湿剂与粒料混匀后放入挤出机中，在挤出机的工作温度为190℃-250℃下挤出，切粒后得到功能粒料；其中，各原料的质量比为：Bi_0.895Yb_0.1Er_0.005OBr粉料10~30%、纳米二氧化硅15~45%、聚硅氧烷类润湿剂1%、其它为粒料。

（2）将（1）中得到的功能母粒加入粒料中，其中功能母粒所占质量比为2~7%，经混匀后放入挤出机中，在190℃~250℃下挤出，经过纺丝得到红外光降解室内有毒气体的窗帘纤维。

步骤（1）中所述Bi_0.895Yb_0.1Er_0.005OBr粉料的粒径为70~300 nm。

本发明公开了一种利用可见光和红外光降解室内有毒气体的窗帘纤维的制备方法，其步骤如下：（1）将Bi_0.895Yb_0.1Er_0.005OBr粉料、纳米二氧化硅、聚硅氧烷类润湿剂与粒料混匀后放入挤出机中，在挤出机的工作温度为190℃-250℃下挤出，切粒后得到功能粒料；（2）在生产窗帘用纤维时，将功能粒料加入粒料中，经混匀后放入挤出机中，在挤出机挤出经过纺丝得到红外光降解室内有毒气体的窗帘纤维。通过本发明方法生产的窗帘纤维材料不仅可以利用窗外的可见光，还可以利用窗外的红外光有效分解室内的甲醛等有毒有机分子。

本发明具有如下有益效果：

用本发明的方法制备的窗帘纤维不仅可以利用可见光，还可以利用红外光，从而大幅提高了纤维对光的利用率，获得更加快速地降解室内有毒气体的效果。

附图说明

图1为实施例1所得纤维及其它材质纤维对甲醛的降解能力对比。测试条件如下：在0.3 m³的密闭空间内，放入5 ml甲醛，放入1 g待测纤维材料，铺展面积为100 cm²；在25℃一个大气压下黑暗中静置10小时，然后打开光源（可见光：带有紫外光滤光片的氙灯；红外光：红外灯。）照射24小时，测试空间内甲醛的含量，计算纤维的降解能力。

具体实施方式

为了显示本发明的实质性特点和显著进步，用下列非限定性实施例进一步说明实施方式及效果。

实施例中所用原料皆可从市场购买，聚醚改性聚硅氧烷润湿剂购自上海松尾贸易有限公司。Bi_0.895Yb_0.1Er_0.005OBr粉料可采用专利（申请号：201610101128.6）中报导方法制备。

实施例1

（1）将200 g平均粒径为120 nm的Bi_0.895Yb_0.1Er_0.005OBr粉料、300 g纳米二氧化硅、10 g聚醚改性聚硅氧烷润湿剂与490 g聚酰胺粒料混匀后放入挤出机中，在挤出机的工作温度为200℃下挤出，切粒后得到功能粒料。

（2）将（1）中得到的功能粒料加入粒料中，其中功能母粒所占质量比为4%，经混匀后放入挤出机中，在230℃下挤出，经过纺丝得到红外光降解室内有毒气体的窗帘纤维。

实施例1所得窗帘纤维材料性质，及与其它材质纤维对比见图1。可以看出，在可见光照射下，与其它纤维相比，实施例1所得纤维具有最高的降解能力；而在红外光下：其它材质根本不会降解甲醛，而实施例1所得纤维却可以降解甲醛。

实施例2

（1）将100 g平均粒径为70 nm的Bi_0.895Yb_0.1Er_0.005OBr粉料、450 g纳米二氧化硅、10 g聚硅氧烷润湿剂与440 g聚酰胺粒料混匀后放入挤出机中，在挤出机的工作温度为250℃下挤出，切粒后得到功能粒料。

（2）将（1）中得到的功能粒料加入粒料中，其中功能母粒所占质量比为7%，经混匀后放入挤出机中，在250℃下挤出，经过纺丝得到红外光降解室内有毒气体的窗帘纤维。

实施例3

（1）将300 g平均粒径为300 nm的Bi_0.895Yb_0.1Er_0.005OBr粉料、150 g纳米二氧化硅、10 g聚硅氧烷润湿剂与540 g聚酰胺粒料混匀后放入挤出机中，在挤出机的工作温度为190℃下挤出，切粒后得到功能粒料。

（2）将（1）中得到的功能粒料加入粒料中，其中功能母粒所占质量比为2%，经混匀后放入挤出机中，在200℃下挤出，经过纺丝得到红外光降解室内有毒气体的窗帘纤维。

当然，本发明的上述实施例仅为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述举例的基础上还可以做其他不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以详细举例。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

该专利的研发受到山东省高等学校科技计划（J15LA10）的资助。