[发明专利]一种皮芯多孔型防蚊抗菌纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种皮芯多孔型防蚊抗菌纤维，其特征在于，包括芯层和皮层的复合结构，所述皮层上均匀分布纳米孔洞，孔洞的直径在400nm以下；

所述芯层主要由聚合物树脂和防蚊剂组成，所述皮层主要由石墨烯材料和聚合物树脂组成；

优选地，所述孔洞的直径为100-300nm之间，孔密度为5-50孔/μm；

优选地，所述石墨烯材料包括石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯衍生物中的一种或几种的混合；

优选地，所述皮层中还包括钙和/或钡的难溶盐，所述钙和/或钡的难溶更优选为盐碳酸钙和/或碳酸钡，最优选为碳酸钙。

2.根据权利要求1所述的纤维，其特征在于，所述皮层中，以质量百分比计，石墨烯材料0.1-5.5％；

优选地，以质量百分比计，石墨烯材料1-3％。

3.根据权利要求1或2所述的纤维，其特征在于，所述石墨烯材料的粒径控制在30-800mm之间，优选为100-400mm之间；

优选地，所述石墨烯材料的添加以石墨烯母粒的形式，所述石墨烯母粒中，石墨烯含量为10-50wt％；

优选地，所述石墨烯母粒的制备方法包括：将石墨烯粉体采用偶联剂溶液溶解，混合均匀后形成改性无机粉体，与分散剂、干燥后的聚合物切片高速搅拌预混，熔融挤出，即得。

4.根据权利要求1或2所述的纤维，其特征在于，所述防蚊剂为防蚊母粒，所述防蚊母粒中，有效成分为25wt％以上的多环芳香酯；

优选地，所述皮层与所述芯层的体积比控制在1：(0.25-4)之间，更优地为1：(1-3)之间。

5.根据权利要求4所述的纤维，其特征在于，聚合物树脂包括聚酯、聚酰胺、聚丙烯、聚乳酸中的任意一种或几种的混合。

6.权利要求1-5任一项所述的皮芯多孔型防蚊抗菌纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(A)将石墨烯材料、钙和/或钡的难溶盐、聚合物树脂共混作为皮层，防蚊剂和聚合物树脂共混作为芯层，将皮层与芯层的组分复合熔融纺丝，加弹得到复合纤维；

(B)将所述复合纤维的表面进行酸处理制孔，即得；

优选地，以质量百分比计，石墨烯材料0.1-5％，钙和/或钡的难溶盐0.1-5％；

优选地，钙和/或钡的难溶盐添加以母粒的形式，所述母粒中，钙和/或钡的难溶盐的含量为25wt％以上；

更优选地，所述钙和/或钡的难溶盐为碳酸钙和/或碳酸钡，最优选为碳酸钙。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(B)中，酸处理为三级梯度处理，即将复合纤维依次浸入200-450g/L、100-200g/L、50-100g/L的盐酸溶液槽中；

优选地，每一级酸处理停留时间控制在0.1-5min之间。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(B)中，酸处理后还依次包括清洗、烘干、上油、卷绕的步骤进行制孔；

优选地，将经过酸处理的复合纤维置入三级循环去离子水槽中进行清洗；

优选地，所述复合纤维在每个水槽中的停留时间控制在0.1-5min之间；

优选地，烘干的温度控制在60-100℃之间，烘干的时间控制在0.1-5min之间，烘干更优选采用连续循环热风干燥仓。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(B)中，将烘干后的复合纤维采用油轮进行上油，上油率控制在0.5-0.8wt％之间；

优选地，卷绕采用自动卷绕装置进行。

10.根据权利要求6-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(A)中，纺丝包括熔融挤出、喷丝、冷却固化、上油以及卷绕的步骤；

优选地，熔融挤出采用双螺杆挤压机，皮层组分的螺杆在四个区的温度依次为220-275℃、245-292℃、245-292℃、245-292℃，芯层组分的螺杆在四个区的温度依次为220-275℃、245-290℃、245-290℃、245-290℃；

优选地，熔融挤出所用的喷丝板规格为24-144孔，计量泵规格为0.6-1.8cc/r，侧吹风速度为0.6-1.2m/s，风温为16-22℃，纺丝速度为2800-4200m/min，上油率为0.8％-1.2％；

优选地，加弹过程中，第一热箱温度为145-180℃，第二热箱温度为130-135℃，牵伸比为1.52-1.78，D/Y比为1.4-1.7，加工速度为450-600m/min之间。