一种吸声抗皱窗帘及其制备方法与流程

1.本发明涉及纺织材料技术领域，具体为一种吸声抗皱窗帘及其制备方法。


背景技术：

2.随着社会的发展，人们越来越重视生活中噪声的危害。噪声通过听觉器官作用于大脑中枢神经系统，以致影响到全身各个器官，会产生头痛、脑胀、耳鸣、失眠、全身疲乏无力以及记忆力减退等神经衰弱症状。噪声也可导致消化系统功能紊乱，引起消化不良、食欲不振、恶心呕吐，使肠胃病和溃疡病发病率升高。此外，噪声对视觉器官、内分泌机能及胎儿的正常发育等方面也会产生一定影响。在高噪声中工作和生活的人们，一般健康水平逐年下降，对疾病的抵抗力减弱，诱发一些疾病，但也和个人的体质因素有关，不可一概而论。
3.噪声对人的睡眠影响极大，人即使在睡眠中，听觉也要承受噪声的刺激。噪声会导致多梦、易惊醒、睡眠质量下降等，突然的噪声对睡眠的影响更为突出。噪声会干扰人的谈话、工作和学习。实验表明，当人受到突然而至的噪声一次干扰，就要丧失4秒钟的思想集中。据统计，噪声会使劳动生产率降低10%～50%，随着噪声的增加，差错率上升。由此可见，噪声会分散人的注意力，导致反应迟钝，容易疲劳，工作效率下降，差错率上升。噪声还会掩蔽安全信号，如报警信号和车辆行驶信号等，以致造成事故。本发明制得的一种吸声抗皱窗帘具有优异的吸声效果，可以为人们的工作、休息提供一个安静的环境氛围，同时能在光照下自修复表面褶皱，具有良好的抗皱效果。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种吸声抗皱窗帘及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
5.一种吸声抗皱窗帘，其特征在于，按重量份数计，主要包括：30~35份改性聚丁烷二苯基戊酸，10~15份聚丙烯酸，15~20份聚对氨基苯乙烯和2~5份改性多孔纳米碳。
6.作为优化，所述改性聚丁烷二苯基戊酸是由聚丁烷二苯基戊酸上引入环氧皮质酮乙酸酐，再在硫酸溶液中进行反应制得。
7.作为优化，所述聚丁烷二苯基戊酸由4,4-双(4-羟基苯基)戊酸和1,4二氯丁烷反应制得。
8.作为优化，所述环氧皮质酮乙酸酐是由皮质酮与过氧化氢在氢氧化钠溶液中反应，再和乙酸反应制得。
9.作为优化，所述改性多孔纳米碳是将zif-1、zif-2、zif-3、zif-4金属有机骨架材料的一种或多种混合进行碳化处理，再用氢气和一氧化碳进行反应制得。
10.作为优化，所述吸声抗皱窗帘包括以下质量份数的原料组分：35份改性聚丁烷二苯基戊酸，15份聚丙烯酸，20份聚对氨基苯乙烯和3份改性多孔纳米碳。
11.作为优化，一种吸声抗皱窗帘的制备方法，主要包括以下制备步骤：（1）将4,4-双(4-羟基苯基)戊酸和1,4二氯丁烷反应，制得聚丁烷二苯基戊酸，将
聚丁烷二苯基戊酸与环氧皮质酮乙酸酐进行反应，置于硫酸溶液中反应，制得改性聚丁烷二苯基戊酸；（2）对将金属有机骨架材料进行碳化处理，再用氢气和一氧化碳进行反应制得改性多孔纳米碳，将改性聚丁烷二苯基戊酸，聚丙烯酸，聚对氨基苯乙烯和乙醇共混为壳流体，将改性多孔纳米碳和乙醇共混为核流体，通过静电纺丝机制得半成品纤维；（3）对半成品纤维置于光照培养箱中光照处理，再依次浸入去离子水，氢氧化钠溶液中处理，制得纤维；（4）将步骤（3）所得纤维通过纤维编织机编织成面料，将面料裁剪成所需大小，制得吸声抗皱窗帘。
12.作为优化，所述吸声抗皱窗帘的制备方法主要包括以下制备步骤：（1）将4,4-双(4-羟基苯基)戊酸和1,4二氯丁烷按质量比11：5~12：5加入4,4-双(4-羟基苯基)戊酸质量10~15倍的质量分数20%的氢氧化钠溶液中，在120℃氮气氛围下以2000~2500r/min的转速搅拌3~4h，过滤后依次用质量分数0.1%的盐酸溶液和无水乙醇各洗涤3~5次，在-10~-5℃温度，5~10pa压力下干燥6h，制备得聚丁烷二苯基戊酸，将聚丁烷二苯基戊酸与乙醚按质量比1：10~1：15混合均匀后，加入聚丁烷二苯基戊酸质量0.5~0.6倍的环氧皮质酮乙酸酐，在60~70℃下以2000~3000r/min的转速搅拌1~2h后过滤，再用无水乙醇洗涤3~5次，最后置于聚丁烷二苯基戊酸质量10~15倍的质量分数50%的硫酸溶液中，在40~50℃下以2000~3000r/min的转速搅拌2~3h后过滤，再用质量分数0.1%的盐酸溶液洗涤3~5次，在-10~-5℃温度，5~10pa压力下干燥6h，制得改性聚丁烷二苯基戊酸；（2）将金属有机骨架材料置于马弗炉中，在600~700℃下氮气氛围中反应6h，制得多孔纳米碳，再将多孔纳米碳放入三口烧瓶中，将氢气和一氧化碳按质量比1:15制成混合气体，在150~200℃下以1ml/s速率通入多孔纳米碳质量0.1~0.3倍的混合气体，制得改性多孔纳米碳，将步骤（1）所得改性聚丁烷二苯基戊酸，聚丙烯酸，聚对氨基苯乙烯和乙醇按质量比7：3：4：60共混为壳流体，将改性多孔纳米碳和乙醇按质量比1：5共混为核流体，通过静电纺丝机制得半成品纤维；（3）将步骤（2）所得半成品纤维置于光照培养箱中，在6000~7000lx的光照强度，35~45℃的温度下放置6小时后，在避光条件下，依次在20~30℃去离子水，70~80℃质量分数10%的氢氧化钠溶液中浸入20min和2h，再用质量分数0.1%的盐酸溶液洗涤3~5次，在-10~-5℃温度，5~10pa压力下干燥6h，制得纤维；（4）将步骤（3）所得纤维通过纤维编织机加捻至70~80d后，织编成200g/m2克重面料，将面料裁剪成所需大小，制得吸声抗皱窗帘。
13.作为优化，步骤（1）所述环氧皮质酮乙酸酐的制备方法为：将皮质酮，过氧化氢与质量分数20%的氢氧化钠溶液按质量比5：1：50共混，在50~60℃下以2000~3000r/min的转速搅拌3~4h后过滤，再用质量分数0.1%的盐酸溶液洗涤3~5次，制得环氧皮质酮，将环氧皮质酮，乙酸与乙醚按质量比5：1：50共混，在75~85℃下以2000~3000r/min的转速搅拌1~2h后过滤，再用无水乙醇洗涤3~5次，在-10~-5℃温度，5~10pa压力下干燥6h，制得环氧皮质酮乙酸酐。
14.作为优化，步骤（2）所述静电纺丝参数为：电压15~20kv，壳流体供给速度40~45μl/min，核流体供给速度10~15μl/min，接收距离15cm，喷丝头内孔径0.33mm，喷丝头外孔径
0.7mm，环境温度35~45℃。
15.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明在制备吸声抗皱窗帘时，首先将改性聚丁烷二苯基戊酸，聚丙烯酸和聚对氨基苯乙烯共混为壳流体，改性多孔纳米碳为核流体通过静电纺丝制得半成品纤维，再进行光照和水解后编织而成；改性聚丁烷二苯基戊酸是在聚丁烷二苯基戊酸上引入环氧皮质酮乙酸酐制得；改性多孔纳米碳是将金属有机骨架材料碳化处理，再用氢气和一氧化碳进行反应制得。
16.首先，用环氧皮质酮乙酸酐和聚丁烷二苯基戊酸进行反应，环氧皮质酮乙酸酐上的环氧基开环和聚丁烷二苯基戊酸上的羧基反应生成酯基并在间位碳上产生羟基，再将产生的羟基消去，形成与酯基含氧端相连的碳碳双键，制得改性聚丁烷二苯基戊酸，改性聚丁烷二苯基戊酸支链上的碳碳双键光照下相互反应形成的环丁烷基，形成的环丁烷基不稳定，无光照时分解，从而使改性聚丁烷二苯基戊酸具有光响应的效果，形成的酯基含氧端与碳碳双键相连形成p-共轭，产生供电子效应从而提高了碳碳双键的光响应反应速度，进而提高了窗帘光照下褶皱修复速率；再将改性聚丁烷二苯基戊酸，聚丙烯酸，聚对氨基苯乙烯共混为壳流体，聚丙烯酸上的羧基与聚对氨基苯乙烯上的氨基反应形成三维网络结构，增加了窗帘的柔韧性。
17.其次，将半成品纤维进行光照处理，使改性聚丁烷二苯基戊酸在聚丙烯酸和聚对氨基苯乙烯形成的三维网络内部交联形成穿插缠绕的互穿网络结构，将改性聚丁烷二苯基戊酸固定在聚丙烯酸和聚对氨基苯乙烯形成的三维网络缠绕位点上，赋予半成品纤维平直的记忆形状，无光照时，改性聚丁烷二苯基戊酸支链解聚，从而使材料变柔软，光照时，固定在三维网络缠绕位附近的改性聚丁烷二苯基戊酸支链交联反应，从而使纤维材料回复记忆形状，从而具有光响应形状记忆的功能，制成窗帘后可通过纤维的光响应形状记忆功能达到褶皱修复效果；再将经过处理的半成品纤维表层的酸酐水解，水解产生的乙酸溢出到溶液中使半成品纤维表层致孔，另外的表层水解形成的羧基能和改性多孔纳米碳上的醛基反应从而将改性多孔纳米碳吸附在纤维内壁上，形成多孔中空内壁凸起结构，声波在内壁反射过程中发散，加快了声波的消耗，同时改性多孔纳米碳可使声波在孔隙中摩擦转化为热能，同时产生的热能传递给所吸附的纤维表层，使表层氢键的作用力降低，从而达到抗皱的效果。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的吸声抗皱窗帘的各指标测试方法如下：吸声性能：将各实施例所得的吸声抗皱窗帘与对比例材料取相同大小形状，用两个正方体玻璃罩将材料挤压在中形成密闭空间，在一测放入发声装置释放相同振幅频率的声波，另一侧放入声波测量装置测量过材料后声波振幅，记录吸声率=1-过材料后声波振
幅/发声声波振幅。
20.抗皱性：将各实施例所得的吸声抗皱窗帘与对比例材料取相同大小形状，按照gb/t3819测试有光照和无光照条件下的折痕水平回复角。
21.实施例1一种吸声抗皱窗帘，按重量份数计，主要包括：35份改性聚丁烷二苯基戊酸，15份聚丙烯酸，20份聚对氨基苯乙烯和3份改性多孔纳米碳。
22.一种吸声抗皱窗帘的制备方法，所述吸声抗皱窗帘的制备方法主要包括以下制备步骤：（1）将4,4-双(4-羟基苯基)戊酸和1,4二氯丁烷按质量比11：5加入4,4-双(4-羟基苯基)戊酸质量15倍的质量分数20%的氢氧化钠溶液中，在120℃氮气氛围下以2500r/min的转速搅拌3h，过滤后依次用质量分数0.1%的盐酸溶液和无水乙醇各洗涤5次，在-10℃温度，10pa压力下干燥6h，制备得聚丁烷二苯基戊酸，将聚丁烷二苯基戊酸与乙醚按质量比1：15混合均匀后，加入聚丁烷二苯基戊酸质量0.5倍的环氧皮质酮乙酸酐，在70℃下以2000r/min的转速搅拌2h后过滤，再用无水乙醇洗涤3次，最后置于聚丁烷二苯基戊酸质量15倍的质量分数50%的硫酸溶液中，在50℃下以2000r/min的转速搅拌3h后过滤，再用质量分数0.1%的盐酸溶液洗涤3次，在-10℃温度，10pa压力下干燥6h，制得改性聚丁烷二苯基戊酸；（2）将zif-4金属有机骨架材料置于马弗炉中，在700℃下氮气氛围中反应6h，制得多孔纳米碳，再将多孔纳米碳放入三口烧瓶中，将氢气和一氧化碳按质量比1:15制成混合气体，在200℃下以1ml/s速率通入多孔纳米碳质量0.3倍的混合气体，制得改性多孔纳米碳，将步骤（1）所得改性聚丁烷二苯基戊酸，聚丙烯酸，聚对氨基苯乙烯和乙醇按质量比7：3：4：60共混为壳流体，将改性多孔纳米碳和乙醇按质量比1：5共混为核流体，通过静电纺丝机制得半成品纤维；（3）将步骤（2）所得半成品纤维置于光照培养箱中，在7000lx的光照强度，45℃的温度下放置6小时后，在避光条件下，依次在30℃去离子水，80℃质量分数10%的氢氧化钠溶液中浸入20min和2h，再用质量分数0.1%的盐酸溶液洗涤3次，在-10℃温度，10pa压力下干燥6h，制得纤维；（4）将步骤（3）所得纤维通过纤维编织机加捻至80d后，织编成200g/m2克重面料，将面料裁剪成所需大小，制得吸声抗皱窗帘。
23.作为优化，步骤（1）所述环氧皮质酮乙酸酐的制备方法为：将皮质酮，过氧化氢与质量分数20%的氢氧化钠溶液按质量比5：1：50共混，在60℃下以3000r/min的转速搅拌4h后过滤，再用质量分数0.1%的盐酸溶液洗涤3次，制得环氧皮质酮，将环氧皮质酮，乙酸与乙醚按质量比5：1：50共混，在75℃下以3000r/min的转速搅拌2h后过滤，再用无水乙醇洗涤3次，在-10℃温度，10pa压力下干燥6h，制得环氧皮质酮乙酸酐。
24.作为优化，步骤（2）所述静电纺丝参数为：电压15kv，壳流体供给速度45μl/min，核流体供给速度15μl/min，接收距离15cm，喷丝头内孔径0.33mm，喷丝头外孔径0.7mm，环境温度45℃。
25.实施例2一种吸声抗皱窗帘，按重量份数计，主要包括：35份聚丁烷二苯基戊酸，15份聚丙烯酸，20份聚对氨基苯乙烯和3份改性多孔纳米碳。
26.一种吸声抗皱窗帘的制备方法，所述吸声抗皱窗帘的制备方法主要包括以下制备步骤：（1）将4,4-双(4-羟基苯基)戊酸和1,4二氯丁烷按质量比11：5加入4,4-双(4-羟基苯基)戊酸质量15倍的质量分数20%的氢氧化钠溶液中，在120℃氮气氛围下以2500r/min的转速搅拌3h，过滤后依次用质量分数0.1%的盐酸溶液和无水乙醇各洗涤5次，在-10℃温度，10pa压力下干燥6h，制备得聚丁烷二苯基戊酸；（2）将zif-4金属有机骨架材料置于马弗炉中，在700℃下氮气氛围中反应6h，制得多孔纳米碳，再将多孔纳米碳放入三口烧瓶中，将氢气和一氧化碳按质量比1:15制成混合气体，在200℃下以1ml/s速率通入多孔纳米碳质量0.3倍的混合气体，制得改性多孔纳米碳，将步骤（1）所得聚丁烷二苯基戊酸，聚丙烯酸，聚对氨基苯乙烯和乙醇按质量比7：3：4：60共混为壳流体，将改性多孔纳米碳和乙醇按质量比1：5共混为核流体，通过静电纺丝机制得半成品纤维；（3）将步骤（2）所得半成品纤维置于光照培养箱中，在7000lx的光照强度，45℃的温度下放置6小时后，在避光条件下，依次在30℃去离子水，80℃质量分数10%的氢氧化钠溶液中浸入20min和2h，再用质量分数0.1%的盐酸溶液洗涤3次，在-10℃温度，10pa压力下干燥6h，制得纤维；（4）将步骤（3）所得纤维通过纤维编织机加捻至80d后，织编成200g/m2克重面料，将面料裁剪成所需大小，制得吸声抗皱窗帘。
27.作为优化，步骤（2）所述静电纺丝参数为：电压15kv，壳流体供给速度45μl/min，核流体供给速度15μl/min，接收距离15cm，喷丝头内孔径0.33mm，喷丝头外孔径0.7mm，环境温度45℃。
28.实施例3一种吸声抗皱窗帘，按重量份数计，主要包括：35份改性聚丁烷二苯基戊酸和3份改性多孔纳米碳。
29.一种吸声抗皱窗帘的制备方法，所述吸声抗皱窗帘的制备方法主要包括以下制备步骤：（1）将4,4-双(4-羟基苯基)戊酸和1,4二氯丁烷按质量比11：5加入4,4-双(4-羟基苯基)戊酸质量15倍的质量分数20%的氢氧化钠溶液中，在120℃氮气氛围下以2500r/min的转速搅拌3h，过滤后依次用质量分数0.1%的盐酸溶液和无水乙醇各洗涤5次，在-10℃温度，10pa压力下干燥6h，制备得聚丁烷二苯基戊酸，将聚丁烷二苯基戊酸与乙醚按质量比1：15混合均匀后，加入聚丁烷二苯基戊酸质量0.5倍的环氧皮质酮乙酸酐，在70℃下以2000r/min的转速搅拌2h后过滤，再用无水乙醇洗涤3次，最后置于聚丁烷二苯基戊酸质量15倍的质量分数50%的硫酸溶液中，在50℃下以2000r/min的转速搅拌3h后过滤，再用质量分数0.1%的盐酸溶液洗涤3次，在-10℃温度，10pa压力下干燥6h，制得改性聚丁烷二苯基戊酸；（2）将zif-4金属有机骨架材料置于马弗炉中，在700℃下氮气氛围中反应6h，制得多孔纳米碳，再将多孔纳米碳放入三口烧瓶中，将氢气和一氧化碳按质量比1:15制成混合气体，在200℃下以1ml/s速率通入多孔纳米碳质量0.3倍的混合气体，制得改性多孔纳米碳，将步骤（1）所得改性聚丁烷二苯基戊酸和乙醇按质量比7：60共混为壳流体，将改性多孔纳米碳和乙醇按质量比1：5共混为核流体，通过静电纺丝机制得半成品纤维；
（3）将步骤（2）所得半成品纤维置于光照培养箱中，在7000lx的光照强度，45℃的温度下放置6小时后，在避光条件下，依次在30℃去离子水，80℃质量分数10%的氢氧化钠溶液中浸入20min和2h，再用质量分数0.1%的盐酸溶液洗涤3次，在-10℃温度，10pa压力下干燥6h，制得纤维；（4）将步骤（3）所得纤维通过纤维编织机加捻至80d后，织编成200g/m2克重面料，将面料裁剪成所需大小，制得吸声抗皱窗帘。
30.作为优化，步骤（1）所述环氧皮质酮乙酸酐的制备方法为：将皮质酮，过氧化氢与质量分数20%的氢氧化钠溶液按质量比5：1：50共混，在60℃下以3000r/min的转速搅拌4h后过滤，再用质量分数0.1%的盐酸溶液洗涤3次，制得环氧皮质酮，将环氧皮质酮，乙酸与乙醚按质量比5：1：50共混，在75℃下以3000r/min的转速搅拌2h后过滤，再用无水乙醇洗涤3次，在-10℃温度，10pa压力下干燥6h，制得环氧皮质酮乙酸酐。
31.作为优化，步骤（2）所述静电纺丝参数为：电压15kv，壳流体供给速度45μl/min，核流体供给速度15μl/min，接收距离15cm，喷丝头内孔径0.33mm，喷丝头外孔径0.7mm，环境温度45℃。
32.对比例一种吸声抗皱窗帘，按重量份数计，主要包括：35份聚丁烷二苯基戊酸和3份改性多孔纳米碳。
33.一种吸声抗皱窗帘的制备方法，所述吸声抗皱窗帘的制备方法主要包括以下制备步骤：（1）将4,4-双(4-羟基苯基)戊酸和1,4二氯丁烷按质量比11：5加入4,4-双(4-羟基苯基)戊酸质量15倍的质量分数20%的氢氧化钠溶液中，在120℃氮气氛围下以2500r/min的转速搅拌3h，过滤后依次用质量分数0.1%的盐酸溶液和无水乙醇各洗涤5次，在-10℃温度，10pa压力下干燥6h，制备得聚丁烷二苯基戊酸；（2）将zif-4金属有机骨架材料置于马弗炉中，在700℃下氮气氛围中反应6h，制得多孔纳米碳，再将多孔纳米碳放入三口烧瓶中，将氢气和一氧化碳按质量比1:15制成混合气体，在200℃下以1ml/s速率通入多孔纳米碳质量0.3倍的混合气体，制得改性多孔纳米碳，将步骤（1）所得聚丁烷二苯基戊酸和乙醇按质量比7：60共混为壳流体，将改性多孔纳米碳和乙醇按质量比1：5共混为核流体，通过静电纺丝机制得半成品纤维；（3）将步骤（2）所得半成品纤维置于光照培养箱中，在7000lx的光照强度，45℃的温度下放置6小时后，在避光条件下，依次在30℃去离子水，80℃质量分数10%的氢氧化钠溶液中浸入20min和2h，再用质量分数0.1%的盐酸溶液洗涤3次，在-10℃温度，10pa压力下干燥6h，制得纤维；（4）将步骤（3）所得纤维通过纤维编织机加捻至80d后，织编成200g/m2克重面料，将面料裁剪成所需大小，制得吸声抗皱窗帘。
34.作为优化，步骤（2）所述静电纺丝参数为：电压15kv，壳流体供给速度45μl/min，核流体供给速度15μl/min，接收距离15cm，喷丝头内孔径0.33mm，喷丝头外孔径0.7mm，环境温度45℃。
35.效果例下表1给出了采用本发明实施例1至3与对比例的吸湿性和易擦洗的性能分析结
果。
36.表1从表1中实施例1和对比列实验数据比较可发现，实施例1对比对比例的吸声率和光照/无光照水平回复角升高的都较为明显，说明了对聚丁烷二苯基戊酸改性和加入聚丙烯酸和聚对氨基苯乙烯，对材料的吸声效果和抗皱效果提高的都较为明显；从实施例1和实施例2实验数据比较可发现，实施例1对比实施例2的吸声率和光照水平回复角都得到了提高，说明了用环氧皮质酮乙酸酐对聚丁烷二苯基戊酸进行改性后具有光响应功能，使材料在光照下能回复记忆形状，从而提高了光照下材料的抗皱性，改性聚丁烷二苯基戊酸支链上的酸酐水解产生乙酸能提高纤维表面的孔隙量，从而提高材料的吸声率；从实施例1对比实施例3实验数据比较可发现，实施例1对比实施例3的光照/无光照水平回复角都得到了提高，说明了聚丙烯酸和聚对氨基苯乙烯在材料中形成三维网络结构，提高了材料的弹性和韧性，从而提高了材料的抗皱性，并且形成的三维网络结构可为改性聚丁烷二苯基戊酸提供纠缠位点，赋予初始记忆形状，使材料具有光响应形状记忆功能，光照下回复记忆形状，从而提高了光照下材料的抗皱性。
37.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。