一种电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料及其制备方法和应用与流程

本发明属于功能纺织材料，具体涉及到一种电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着人们生活水平的提高，对环境尤其是空气质量的关注越来越多，负离子可以沉降pm2.5，分解空气中的甲醛等污染物，具有净化空气的功能，而在功能纺织领域负离子纺织品也是其中重要的一员，但是负离子释放的问题一直是化纤面料功能化发展的一个重要话题，当前已经有一些解决方案例如从纤维的本源上来解决，可以制备负离子释放纤维，例如采用高添加量和复合纺丝技术制备负离子释放纤维，所用负离子释放粉体为稀土、电气石、氧化锗等。

2、但是当前此类纤维也有不可弥补的缺陷：第一、采用稀土和电气石类粉体有辐射的风险，有安全隐患；第二、单纯的电气石或电气石二氧化钛复配体系负离子释放量有限；第三、也有采用金属盐系列制备负离子释放功能纤维，比如采用硝酸钍等作为负离子释放剂，但是在后期的染整中由于要在高温高压水中进行，使得金属离子析出，导致负离子释放效果下降，也影响面料负离子释放功能的耐水洗性，所以应用也受到限制。

3、目前，市场上比较多的面料是采用负离子释放后整理来实现面料的负离子释放功能，这种方式相对于使用负离子释放纤维来说成本较低，效果显著，因此也为大多数面料厂家所使用。但是这种方式虽然低廉有效，却也存在不可避免的缺陷：(1)附加污染，目前一般是采用负离子释放剂后整理，增加了废水的污染程度，也增加了废水的处理难度；(2)持久性不够，目前采用的负离子释放后整理方式耐洗性不好，一般很少有能达到标准要求的耐洗性。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料。

4、为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：所述复合纳米材料由具有负离子释放功能的粉体以及六偏磷酸钠组成；

5、其中，以质量百分比计，所述粉体包括，75～93％的电气石，5～15％的纳米二氧化钛，2～10％的氧化锗；

6、所述六偏磷酸钠的添加量为具有负离子释放功能的粉体的0.1～1％。

7、本发明的再一目的是，提供一种电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料的制备方法，包括，

8、向具有负离子释放功能的粉体中加入六偏磷酸钠，搅拌均匀后加水通过液相研磨设备进行研磨，得到负离子释放功能纳米粉体水共混物；

9、粉体水共混物再在水合釜中聚合反应，反应后浓缩得到负离子释放功能纳米粉体水共混物，即为电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料。

10、作为本发明所述的电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料的制备方法一种优选方案，其中：所述液相研磨过程中的粉体浓度为5～30％。

11、作为本发明所述的电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料的制备方法一种优选方案，其中：所述液相研磨的研磨时间为2～6h，研磨至粉体粒径为80～120nm。

12、作为本发明所述的电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料的制备方法一种优选方案，其中：所述聚合反应的反应温度为60～120℃，反应时间为3～6h。

13、作为本发明所述的电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料的制备方法一种优选方案，其中：所述浓缩为浓缩至负离子释放功能纳米粉体水共混物的固含量为40～50％。

14、本发明的再一目的是，提供一种电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料在制备具有负离子释放功能的纤维中的应用，包括，

15、电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料与己内酰胺共混，加入水作为开环剂，经开环预聚、后缩聚、沸水萃取、干燥，得到具有负离子释放功能聚酰胺6切片；

16、聚酰胺6切片干燥后，喂入纺丝机的喂料器进行熔融纺丝，得到具有负离子释放功能的纤维。

17、作为本发明所述的电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料的应用的一种优选方案，其中：所述电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料的添加量相较于己内酰胺为0.5～6％。

18、作为本发明所述的电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料的应用的一种优选方案，其中：所述具有负离子释放功能的纤维的单丝纤度设置为0.5～5d。

19、本发明有益效果：

20、本发明采用全新的负离子释放机理制备新的负离子释放纤维，通过氧化锗与电气石释放负离子功能的复配，并且本发明技术制备的纳米粉体在原位聚合中可以起到催化聚合的作用，无需额外使用催化剂，电气石作为氧化锗及二氧化钛纳米粉体的分散载体，可以控制聚合的反应速度，提高反应的均匀性，使得聚酰胺6分子量更加均匀，有利于提高纺丝纤维的可纺性及纤维机械性能。

技术特征：

1.一种电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料，其特征在于：所述复合纳米材料由具有负离子释放功能的粉体以及六偏磷酸钠组成；

2.如权利要求1所述的电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料的制备方法，其特征在于：包括，

3.如权利要求2所述的电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料的制备方法，其特征在于：所述液相研磨过程中的粉体浓度为5～30％。

4.如权利要求2或3所述的电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料的制备方法，其特征在于：所述液相研磨的研磨时间为2～6h，研磨至粉体粒径为80～120nm。

5.如权利要求2所述的电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料的制备方法，其特征在于：所述聚合反应的反应温度为60～120℃，反应时间为3～6h。

6.如权利要求2所述的电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料的制备方法，其特征在于：所述浓缩为浓缩至负离子释放功能纳米粉体水共混物的固含量为40～50％。

7.如权利要求1所述的电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料在制备具有负离子释放功能的纤维中的应用。

8.如权利要求7所述的电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料的应用，其特征在于：所述应用的方法包括，

9.如权利要求8所述的电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料的应用，其特征在于：所述电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料的添加量相较于己内酰胺为0.5～6％。

10.如权利要求9所述的电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料的应用，其特征在于：所述具有负离子释放功能的纤维的单丝纤度设置为0.5～5d。

技术总结
本发明公开了一种电气石氧化锗二氧化钛复合纳米材料及其制备方法和应用，本发明采用全新的负离子释放机理制备复合纳米材料，并用于制备新的负离子释放纤维，并且本发明技术制备的纳米粉体在原位聚合中可以起到催化聚合的作用，无需额外使用催化剂，电气石作为氧化锗及二氧化钛纳米粉体的分散载体，可以控制聚合的反应速度，提高反应的均匀性，使得聚酰胺6分子量更加均匀，有利于提高纺丝纤维的可纺性及纤维机械性能。

技术研发人员：蒋红亮,夏碧波,季建国,余志强,郑燕春,付文英
受保护的技术使用者：浙江合复新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19