[发明专利]一种高性能椰壳助剂的制备方法及其应用

说明书

【技术领域】

本发明涉及纺织生产技术领域，具体的说，是一种高性能椰壳助剂的制备方法及其应用。

【背景技术】

聚酯以及聚酯纤维从20世纪70年代步入大规模工业化以来，发展速度远远大于其他合成材料和合成纤维，2010年我国聚酯纤维产量2513万吨，约占我国化纤产量的81％；约占世界聚酯纤维产量的70％。今后10年，世界聚酯以及聚酯纤维仍将保持3％以上的速度增长，聚酯纤维将占世界纤维产品总量的60％以上。聚酯纤维的物理机械性能如强力、耐磨性、回弹性和尺寸稳定性均能较好满足各种用途的需要。但聚酯纤维是一种典型的疏水性纤维，回潮率只有0.4％，作为贴身服用材料，它的穿着舒适性很差，在高湿、高温状态，人们穿着合成纤维的服装会有闷热感，心情烦躁不安；在湿热状态下，人体与衣服间摩擦力增大，沉重感增加，对人的心理及生理变化产生不很大的影响。同时，聚酯纤维亲水性很差，也给织造带来一系列问题。如易积聚静电、易吸灰尘、去除油污渍难等。为此，人们在改善聚酯纤维亲水性能方面做了大量的研究工作。发达国家从上世纪80年代开始，聚酯纤维及其纺织品向着性能、品质和经济指标逐步赶上或超越天然纤维及纺织品的方向发展，具有高功能、高品质、低能耗和低排放等特征的超仿真合成纤维是合成纤维及其纺织品的发展目标。同时，提高合成纤维织物的吸湿、排汗性也是未来纺织品发展方向之一。

功能化的纺织材料成为发展的潮流。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高性能椰壳助剂的制备方法及其应用。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种高性能椰壳助剂的制备方法，其具体步骤为：

(1)原料预处理：

将椰壳在80℃下干燥4小时，得到处理后椰壳；

(2)炭化处理：

将步骤(1)得到的处理后椰壳，进行炭化得到改性椰壳粉；

所述的炭化工艺为采用石英管式炉进行椰壳的分段炭化：以10℃／min的升温速率升至200℃，椰壳在200℃下炭化80min，然后以15℃／min的升温速率升至400℃，再在400℃炭化80min，最后以20℃／min的升温速率升至700℃，并在该温度下炭化处理2～3h；炭化后将所获产物在高能球磨机进行研磨，直至细粉状，即得到改性椰壳粉，椰壳粉的粒径为0.001～0.5μm；采用低温炭化，一方面节省成本，另外一方面保持椰壳的原有功能，可以作为吸附的载体发挥椰壳功效，炭化的温度过高和过长，将破坏椰壳的原有性能，这就是低温炭化的优点和长处。

(3)老化改性：

将步骤(2)改性椰壳粉进行老化改性处理，得到复合椰壳粉；

复合椰壳粉为含有纳米复合型磷酸铵，纳米氮化钛，纳米二氧化钛和纳米氧化锌的椰壳粉；

将步骤(2)得到的改性椰壳粉溶于强酸溶液中，得到的改性椰壳粉的溶液，加入纳米材料和老化剂，再进行搅拌以及超声分散，然后离心分离得到固体材料，将固体材料在40～60℃下干燥2～6小时，得到复合椰壳粉；

所述的纳米材料为纳米复合型磷酸铵，纳米氮化钛，纳米二氧化钛和纳米氧化锌；四者的质量比为1：1：1：1～1：5：5：5，优选为1：3：3：3；

所述的纳米材料与老化剂的质量比为5：1～1：1；

所述的强酸为浓硫酸，浓硝酸，氢氟酸以及等其它。

所述的老化剂的加入量为改性椰壳粉质量分数的1～3％；

所述的老化剂为抗氧剂，紫外吸收剂和光稳定剂，三者的质量比为1：1：2；

所述的抗氧剂为市售产品，比如抗氧剂1010和抗氧剂168；

所述的紫外吸收剂为含羟基的紫外吸收剂，比如2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，2，4-二羟基二苯甲酮等材料；为市售产品；

所述的光稳定剂为含羟基的光稳定剂，比如邻羟基二苯甲酮，2-(2’，4’-二羟基苯基)-5，6-二羟基苯并三氮唑和1，6-二羟基苯并三唑等材料；为市售产品；

此步骤的老化改性有2个作用，即物理吸附和化学健合作用，椰壳粉和纳米材料酸化后，其表面形成氢键，而与老化剂的羟基进行一个化学的健合，再者利用椰壳粉和纳米材料自身的空隙较多，进行一个物理的吸附作用。

(4)高性能椰壳助剂

将芯层为复合椰壳粉包裹在囊层为壳聚糖材料里面，制成含复合椰壳粉的高性能椰壳助剂；其中，囊层和芯层的厚度比为1：22；胶囊母粒的直径为0.1～5μm：

高性能椰壳助剂采用复凝聚法合成，也可以采用界面聚合法或原位聚合法，均为成熟的技术。