纳米填充粒子的制备方法及其在制备功能纱线面料中的用途与流程

文档序号:34487281发布日期:2023-06-17 14:16阅读:78来源:国知局

本法明涉及一种纳米填充粒子的制备方法,此外,本发明还涉及该纳米填充粒子在制备功能纱线面料中的用途。


背景技术:

1、功能性纳米粒子用于功能母粒,可用以加工得到各种功能性的塑料薄膜、板材以及纤维等制品。其功能性广泛,如抗菌、防静电、隔热、防紫外、疏水、阻燃等,在当今生产生活中具有十分重要的应用。如何进一步提高这类高分子材料的性能,是当前主要的研究问题。除去纳米粒子自身的特性影响,其与高分子基体的相容性,以及其在高分子基体内部的分散性,是影响最终成品性能的主要因素。这方面的改进性研究对于提高产品性能,具有十分重要的意义。

2、现有研究通过一些方法以实现较好的相容性和分散性。中国专利cn112779621a研究了一种纳米导热型腈纶纱线,通过与腈纶相容性较好的棒状微纳米导热填料,是纱线导热效果提高。中国专利cn107105645a公开了一种纳米颗粒处理的纤维制品,非极性金属球形及珊瑚状纳米粒子结合使用,以获得其在纤维制品上的优良附着及耐洗涤性,实现杀灭微生物的功能。中国专利cn109402745a公开了一种微纳米抗菌纤维,其通过多层次的物料混合及处理,优化功能材料及其相容性和分散性,得到抗菌效果好、抗拉强度高的纤维材料。这些研究多通过材料改性和物理形貌改变,实现最终的目标性能。另一方面,对纳米功能材料进行预处理,采用特定的制备方式,实现优化简化的生产工艺,能够从性能和经济性两方面,提高功能高分子材料的实际应用价值。


技术实现思路

1、针对现有技术的上述不足,根据本发明的实施例,希望提供一种工艺简单、成本较低的纳米填充粒子的制备方法,旨在提高纳米粒子与塑料基材的相容性和及其在基材中的分散性,以此实现更好的功能。同时,提出纳米填充粒子在尼龙6纱线面料中的用途,使纱线面料具备特定的功能。

2、根据实施例,本发明提供的一种纳米填充粒子的制备方法,包括以下步骤:

3、(1)纳米粒子预处理:将1-5质量份纳米粒子和0.2-1.2质量份分散剂超声分散于80质量份n-甲基吡咯烷酮,加入0.1-0.3质量份催化剂、0.5-1.5质量份偶联剂,在30-50℃下搅拌10-30min;将1-3质量份反应物加入其中,升温至40-50℃,反应1-3h;停止反应后,待其自然冷却,离心分离,经乙醇反复清洗3次后,真空干燥,得到处理后的纳米粒子,其中:分散剂选自十二烷基苯磺酸钠、六偏磷酸钠和海藻酸钠,催化剂为对甲苯磺酸,偶联剂为氨基硅烷,反应物选自羟基乙酰胺、3-羟基丙酰胺、2-羟基异丁酰胺、4-羟基丁酰胺和羟基聚乙二醇丙烯酰胺;

4、(2)剪切混合:将1-5质量份的步骤(1)处理的纳米粒子分散于80质量份n-甲基吡咯烷酮,加入1-3质量份聚乙二醇和5-20质量份的尼龙6,在45-70℃下,压强0.1-0.2mpa下,于反应器中剪切滚动反应5-12h;

5、(3)后处理:将步骤(2)所得产物通过离心分离,经n-甲基吡咯烷酮反复清洗3次后,真空干燥,再经粉碎球磨得到粒径为50-100nm的纳米填充粒子。

6、优选地,本发明前述纳米填充粒子的制备方法之步骤(1)中,纳米粒子选自粒径为2-50nm的银、铜及其氧化物、锌及其氧化物、锗及其氧化物、二氧化钛、铟锡氧化物、锡锑氧化物和稀土氧化物,。

7、优选地,本发明前述纳米填充粒子的制备方法之步骤(2)中,剪切滚动转速为500-1000rpm。

8、根据实施例,本发明还涉及前述制备方法制得的纳米填充粒子在制备功能纱线面料中的用途。

9、优选地,该纳米填充粒子用于制备抗菌防病毒功能的纱线面料,其制备过程为:将纳米填充粒子与尼龙6树脂按质量比为1:(4-9)投料经料斗均匀混合后,经造粒机造粒得到功能母粒;将功能母粒与尼龙6树脂按质量比1:(1-3)混合均匀,经纺丝机纺丝得到功能纱线;将该纱线经织布机制得功能纺织面料,其中:造粒机造粒温度优选为230-260℃。

10、相对于现有技术,本发明通过将纳米粒子进行表面改性,使其具有类似高分子基体的酰胺长链结构,产生氢键和相似相容的相互作用力;而由于长碳链结构之间的高分子缠结,动态剪切增强了纳米粒子与高分子基体的相容性。同时,纳米粒子在高分子基体中实现独立分散存在,其分散性和均匀性得到明显提高。因此,纳米填充粒子应用于功能纱线面料,可得到可纺性好、性能好的纤维材料。随后的实施例将证明,本发明具有以下优点:

11、本发明所采用的纳米粒子适用性广,可提供抗菌防病毒、防静电、红外吸收等多种功能。采用的原料简单易得,成本较低,制备方法适于工业化。通过本方法制备的纳米填充粒子,在塑料基材中具备优异的相容性和分散性,以此制得的功能纱线面料功能性好,在家居用品、医用品等领域,有广阔的市场前景。



技术特征:

1.一种纳米填充粒子的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的纳米填充粒子的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,纳米粒子选自粒径为2-50nm的银、铜及其氧化物、锌及其氧化物、锗及其氧化物、二氧化钛、铟锡氧化物、锡锑氧化物和稀土氧化物,。

3.根据权利要求1所述的纳米填充粒子的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,剪切滚动转速为500-1000rpm。

4.权利要求1或2或3所述制备方法制得的纳米填充粒子。

5.权利要求1或2或3所述制备方法制得的纳米填充粒子在制备功能纱线面料中的用途。

6.根据权利要求5的用途,其特征是,将纳米填充粒子与尼龙6树脂按质量比为1:(4-9)投料经料斗均匀混合后,经造粒机造粒得到功能母粒;将功能母粒与尼龙6树脂按质量比1:(1-3)混合均匀,经纺丝机纺丝得到功能纱线;将该纱线经织布机制得功能纺织面料。

7.根据权利要求6的用途,其特征是,造粒机造粒温度为230-260℃。


技术总结
本发明公开了一种纳米填充粒子的制备方法,将高分子聚合物和功能性纳米粒子的有机结合,得到了核壳结构的纳米填充粒子:首先对纳米粒子进行表面活化处理,通过形成活性表面;与尼龙6高分子基体在一定条件下经动态剪切相互作用形成初始包覆结构;经过粉碎干燥和球磨,得到粒径为50‑100nm的纳米填充粒子。将其用于功能母粒,可克服纳米粒子易团聚的问题,在聚合物基体中实现均匀分布,具有很好的相容性与分散性,从而具备突出性能,可用于制备多种功能的纱线面料。

技术研发人员:李佳怡,薛嘉晓
受保护的技术使用者:上海沪正实业有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
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