一種含有相變材料和草珊瑚提取物的復(fù)合微膠囊添加劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于功能纖維素纖維技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及一種含有相變材料和草珊瑚提取物的復(fù)合微膠囊，用于制備具有溫度調(diào)節(jié)功能的草珊瑚抗菌纖維素纖維及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]粘膠纖維制品具有吸濕、透氣性好和穿著舒適的特點(diǎn)，獲得了廣泛的應(yīng)用。但我國粘膠纖維多數(shù)是常規(guī)品種，功能性纖維、差別化纖維種類很少，因此大力開發(fā)高性能、差別化粘膠纖維新品種是粘膠纖維領(lǐng)域發(fā)展的主要方向。
[0003]草珊瑚提取物是從草珊瑚中提取的一種非揮發(fā)性棕色顆粒狀固體，具有清熱解毒、祛風(fēng)活血、消腫止痛和抗菌消炎的功效，屬于生物活性材料，極易受強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化及高溫影響而分解流失。
[0004]中國專利201010140457.4公開了一種具有抗菌功能的粘膠纖維及其制備方法，其中抗菌劑為草珊瑚提取物，將草珊瑚提取物粉末溶于水中制成溶液，將草珊瑚提取物的粉末溶液加到粘膠紡絲原液中，草珊瑚提取物的粉末添加量為粘膠紡絲原液質(zhì)量的1%?5% ;然后按常規(guī)濕法紡絲噴絲工藝成型，得到具有草珊瑚抗菌功能的粘膠纖維。該方法中草珊瑚提取物的粉末溶液加入時間過早，在強(qiáng)堿環(huán)境中使得草珊瑚提取物嚴(yán)重分解，同時在濕法紡絲成型過程中水溶性草珊瑚提取物添加劑流失量較大，影響纖維的功能性，纖維經(jīng)過反復(fù)水洗之后功能衰減迅速。
[0005]中國專利201510176510.9公開了一種含草珊瑚提取物的粘膠纖維的制備方法，該方法包括以下步驟:抗菌劑溶液的制備，加入分散劑，加入羧甲基纖維素鈉，和紡絲原液共混、紡絲及后處理；抗菌劑溶液的制備步驟是將草珊瑚提取物粉末加入到溫度為25±1°C的水中，加入量為100g/1000ml水，充分?jǐn)嚢柚练勰┩耆芙庵瞥煽咕鷦┤芤篈，加入分散劑后制得溶液B ;該技術(shù)方案是將抗菌劑草珊瑚提取物完全溶解制成抗菌劑溶液，然后加入分散劑和羧甲基纖維素鈉以提高分散性和溶液粘度；將其與紡絲原液共混，利用常規(guī)粘膠紡絲工藝進(jìn)行紡絲，因此也存在有效成分分解和成型過程中流失的問題，使纖維的功能性大大減弱。
[0006]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和生活水平的提高，人們不僅僅滿足于對纖維紡織品的一般性需求，高性能、多功能的纖維紡織品不斷涌現(xiàn)，直接沖擊著普通市場。因此，多功能性纖維的發(fā)展，是化纖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向之一。相變材料(Phase Change Material簡稱PCM)是指隨溫度變化而改變形態(tài)并能提供潛熱的物質(zhì)。根據(jù)相變材料的組成又可分為有機(jī)、無機(jī)相變材料兩類。相變材料能夠根據(jù)外界環(huán)境溫度的變化而發(fā)生相變，并從外界吸收或釋放熱量，在紡織品周圍形成溫度基本恒定的微氣候，從而實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)功能。應(yīng)用相變材料的主要目的是改善紡織品的舒適性。
[0007]因此，如何實(shí)現(xiàn)相變材料與草珊瑚提取物的功能性復(fù)合，減少在紡絲過程中有效成分的分解和流失，制備出兼具溫度調(diào)節(jié)功能和抗菌功能的草珊瑚粘膠纖維具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計一種含有相變材料和草珊瑚提取物的復(fù)合微膠囊添加劑，將其用于具有溫度調(diào)節(jié)功能的草珊瑚抗菌纖維素纖維的制備，并提供具有溫度調(diào)節(jié)功能的草珊瑚抗菌纖維素纖維的制備方法。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種含有相變材料和草珊瑚提取物的復(fù)合微膠囊添加劑，其制備方法包括以下步驟:
[0010]步驟1:制備相變材料微膠囊
[0011]將相變材料、乳化劑、引發(fā)劑和蒸餾水加入加熱裝置中，在35?75°C下攪拌0.5?2.0h，使相變材料形成穩(wěn)定的乳化液，其中相變材料、乳化劑、引發(fā)劑和蒸餾水的質(zhì)量比為100:3 ?5:0.5 ?3:200 ?400 ；
[0012]將甲基丙烯酸甲酯緩慢滴加到上述乳化液中，然后在55?85°C下進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，時間為1.0?2.5h，然后升溫至80?90°C進(jìn)行聚合反應(yīng)5.0?8.0h，反應(yīng)結(jié)束后，將所得反應(yīng)液靜置，抽濾，并用乙醇洗滌抽濾得固體物質(zhì)，干燥之后得到以相變材料為囊芯，以聚甲基丙烯酸甲酯為囊壁的相變材料微膠囊；
[0013]優(yōu)選的是，步驟1中攪拌速度為500?lOOOrpm，干燥溫度為40?60°C ；
[0014]優(yōu)選的是，所述相變材料為液體石蠟、正十六烷、正十八烷、十九烷、正二十烷、正二 i^一烷和正二十二烷中的一種或幾種的混合物；
[0015]優(yōu)選的是，所述乳化劑為Tween-80、Span_80、十二烷基硫酸鈉(SDS)和0P-10中的一種或幾種的混合物；
[0016]優(yōu)選的是，所述引發(fā)劑為過氧化苯甲?；蚺嫉惗‰妫?br>[0017]優(yōu)選的是，所述相變材料微膠囊的粒徑為D97彡1.6 μ m ;
[0018]步驟2:制備復(fù)合微膠囊添加劑
[0019]將草珊瑚提取物溶解于蒸餾水中，其中草珊瑚提取物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.0%?9.0% ；
[0020]將步驟1所制備的相變材料微膠囊與草珊瑚提取物溶液均勻混合，靜止1.5?
4.0h，使相變材料微膠囊充分吸附草珊瑚提取物，在40?60°C下烘干，即得到表面吸附有草珊瑚提取物的相變材料微膠囊；其中相變材料微膠囊中相變材料與草珊瑚提取物溶液中草珊瑚提取物的質(zhì)量比為1?3:1?3 ;
[0021]將表面吸附有草珊瑚提取物的相變材料微膠囊加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.0%?5.0%的多孔淀粉乙醇溶液中進(jìn)行吸附，溶液中含有的表面吸附有草珊瑚提取物的相變材料微膠囊的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%?30%，吸附時長為0.5h?2.0h，然后加入β-環(huán)糊精，溶液中β-環(huán)糊精的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%?8.0%，經(jīng)20?80min，轉(zhuǎn)速為5000?10000r/min高速乳化后，即可得到由內(nèi)到外含有相變材料和草珊瑚提取物的復(fù)合微膠囊添加劑；
[0022]優(yōu)選的是，所述含有相變材料和草珊瑚提取物的復(fù)合微膠囊的粒徑為D97 ^ 2.7 μ mD
[0023]一種具有溫度調(diào)節(jié)功能的草珊瑚抗菌纖維素纖維的制備方法，包括以下步驟:
[0024]步驟a:制備共混紡絲液
[0025]以纖維素漿柏為原料，經(jīng)常規(guī)粘膠制備工藝制得粘膠原液，粘膠原液中甲種纖維素含量為5.6%?9.2%，并在粘膠原液中加入聚乙二醇進(jìn)行變性，得到變性粘膠原液；將含有相變材料和草珊瑚提取物的復(fù)合微膠囊添加劑進(jìn)行靜置脫泡，利用紡前注射設(shè)備，將脫泡后的復(fù)合微膠囊添加劑加入變性粘膠原液中，復(fù)合微膠囊添加劑中的草珊瑚提取物與粘膠原液中甲種纖維素的質(zhì)量比為0.085?0.2:1，得到共混紡絲液；
[0026]優(yōu)選的是，所述聚乙二醇的分子量為1000?2500，添加量為粘膠原液中甲種纖維素含量的0.5%?2.0% ；
[0027]步驟b:紡絲及后處理
[0028]所述共混紡絲液通過調(diào)整好的凝固浴進(jìn)行紡絲，初生絲束經(jīng)過牽伸后得到成型絲束；所得絲束經(jīng)過切斷、緩和脫硫工藝、上油浴和水洗進(jìn)行精練，烘干，得到具有溫度調(diào)節(jié)功能的草珊瑚抗菌纖維素纖維；
[0029]優(yōu)選的是，所述凝固浴中硫酸濃度為75?95g/L、硫酸鈉濃度為260?290g/L，硫酸鋅濃度為25?35g/L。
[0030]優(yōu)選的是，所述脫硫浴:Na2S03 2.0?6.0g/L,油浴:1.5?6.0g/L,烘干溫度:80?95°C，烘干時間為2.5?4.0h。
[0031]—種具有溫度調(diào)節(jié)功能的草珊瑚抗菌纖維素纖維，上述制備方法所制得的草珊瑚抗菌纖維素纖維中含有3.0?12.0wt%的相變材料，含有3.0?10.0wt%的草珊瑚提取物。
[0032]本發(fā)明的有益效果為:
[0033]采用復(fù)合微膠囊的制備工藝，使相變材料位于微膠囊的最內(nèi)層，草珊瑚提取物在相變材料外層，且外面還有囊壁的保護(hù)，不僅保證相變材料和草珊瑚提取物的穩(wěn)定性，同時利用兩種物質(zhì)充分發(fā)揮作用，制得的草珊瑚粘膠纖維具有良好的溫度調(diào)節(jié)和抗菌功能，與常規(guī)粘膠纖維相比，對金黃色葡萄球菌的抑制率多94.2%，對大腸桿菌的抑制率彡89.6%，對白色念珠菌的抑制率彡91.5%，熔融焓值彡5.2J/g，結(jié)晶焓值彡5.0J/g，紡織加工性能好，服用性能優(yōu)良、可廣泛應(yīng)用服裝、床上用品、醫(yī)療用品以及非織造材料領(lǐng)域。
[0034]具有溫度調(diào)節(jié)功能的草珊瑚抗菌粘膠纖維的制備方法，工藝合理、簡單。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0036]實(shí)施例1
[0037]本實(shí)施例的含有相變材料和草珊瑚提取物的復(fù)合微膠囊添加劑，其制備方法包括以下步驟:
[0038]步驟1:制備相變材料微膠囊
[0039]將相變材料液體石蠟、乳化劑Tween-80、引發(fā)劑過氧化苯甲酰和