[发明专利]一种皮芯多孔型防蚊抗菌纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纤维加工制备领域，具体而言，涉及一种皮芯多孔型防蚊抗菌纤维及其制备方法。

背景技术

蚊虫普遍存在于人类居住场所，对人类生活带来了极大困扰。蚊虫叮咬人体皮肤，可以通过血液传播疾病。尤其在相对落后贫穷的非洲地区，蚊虫叮咬严重威胁人类健康，虽然人们可以使用蚊帐，但是效果并不理想，人们仍然在遭受蚊子的攻击，并因疟疾而死亡。目前，应用纤维科学，研制出一种具有良好防蚊效果的纤维及面料，对保护人类的健康和生命，具有重要意义。

中国专利CN 100350085C涉及了一种避蚊加捻丝及其制造方法，采用皮芯结构，皮层料全部为线性聚合物，芯层料为聚合物93％-98％、驱蚊剂2％-7％。驱蚊剂选择避蚊胺、氯菊酯、丙烯菊酯、戊菊酯、甲醚菊酯、丁香酚或三氯虫酯中的至少一种。

中国专利CN 101967695B涉及了一种具有防蚊功能聚丙烯纤维的制备方法，采用皮芯结构，将防蚊剂FWJ与聚丙烯树脂切片共混造粒，再将母粒于聚丙烯切片共混作为芯层料，进行熔融纺丝，制备具有防蚊效果的聚丙烯纤维。

中国专利CN106757505A涉及了一种冰感防蚊虫纤维及其制备方法和冰感防蚊虫面料，纤维采用包括皮层和芯层的复合结构，其中芯层为含有防蚊虫的聚丙烯层，皮层为含有凉感物质的聚酰胺层。本发明制备的纤维具有防蚊虫和冰感双重效果。

现有技术中，采用皮芯结构制备的防蚊纤维，防蚊剂一般均处于纤维芯层，解决了防蚊剂释放快，不耐洗涤，效果不持久的问题。但是这样一来，芯层中的防蚊剂被皮层纤维完全的包覆，一定程度的限制了防蚊剂向纤维表层的扩散，从而降低了纤维实际的防蚊效果。通过增加芯层中的防蚊剂含量是可以某种程度上提高防蚊效果，但一方面大幅增加了纤维成本，另一方面，降低了纤维的可纺性且对生产技术要求颇高。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种结构新颖的皮芯多孔型防蚊抗菌纤维，该纤维通过对原料的合理配比设计，尤其创新性的添加了钙和/或钡的难溶盐这个组分可以后续制孔处理形成孔洞，使得纤维的表层分布着纳米级孔洞，芯层的防蚊剂就可以通过孔洞向外缓慢释放，从而赋予了纤维持久的防蚊效果。同时皮层中添加的石墨烯还可赋予纤维本身的良好的抗菌抑菌效果，总之该纤维材料的开发，进一步扩大了纤维材料的市场应用范围，提高了产品的附加值，有利于进一步推广应用。

本发明的第二目的在于提供上述皮芯多孔型防蚊抗菌纤维的制备方法，通过酸化等一系列操作步骤对纤维进行制孔，使得纤维皮层上均匀分布着纳米级孔洞，从而促进了防蚊剂向纤维扩散，切实提高了纤维本身的防蚊效果，并且该制备方法前后步骤衔接紧密，方法简单快捷，与现有生产工艺设备和流程可实现无缝对接，具有能完整保留原料的有效成份的优点，而且具有方法简单易于操作，操作条件温和，可实现工业化生产，经济效益非常良好。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种皮芯多孔型防蚊抗菌纤维，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。上述石墨烯材料可以通过机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法、热裂解法制备得到。

现有技术中，采用皮芯结构制备的防蚊纤维，防蚊剂一般均处于纤维芯层，解决了防蚊剂释放快，不耐洗涤，效果不持久的问题。但是这样一来，芯层中的防蚊剂被皮层纤维完全的包覆，一定程度的限制了防蚊剂向纤维表层的扩散，从而降低了纤维实际的防蚊效果。通过增加芯层中的防蚊剂含量是可以提高防蚊效果，但一方面大幅增加了纤维成本，另一方面，降低了纤维的可纺性且对生产技术要求颇高。

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种皮芯多孔型防蚊抗菌纤维，尤其是皮层采用石墨烯材料和聚合物树脂组成，所添加的钙和/或钡的难溶盐组分因为酸化制孔后被腐蚀，因此在制孔后的纤维皮层中并不含有。此外通过采用石墨烯材料可以提高纤维本身的抗菌性，无机矿石盐的添加可以后续制孔处理后在皮层上形成孔洞结构，从而更利于防蚊剂的扩散。

本发明在皮层上所形成的孔洞的直径一般控制在400nm以下，更优地直径控制在100-300nm之间，而且对孔密度也有一定的限制，孔密度最好控制在5-50孔/μm之间。