阅读说明：本技术 一种耐老化的茶多酚、柚皮甙或大黄素改性锦纶母粒及其制备工艺 (Anti-aging tea polyphenol, naringin or emodin modified polyamide master batch and preparation process thereof ) 是由 黄效华 郑来久 蔡强 姜义军 甄丽 姜亚明 伏广伟 刘宇 于 2020-06-08 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种耐老化的茶多酚、柚皮甙或大黄素改性锦纶母粒的制备工艺,包括负载剂的制备步骤；所述的负载剂的制备包括原料预处理、共混、热处理以及洗脱干燥；所述共混：将负载剂的制备原料加入搅拌釜中,在1200-1500rpm转速下搅拌8-15min,得到混合物料A；将混合物料A与远红外纳米粉体混合,得到混合物料B；将混合物料B置于28-30℃温度下超声处理28-32min,超声频率为33-38KHZ,得到共混粉体；所述热处理：将共混粉体与处理液混合,并以5-6℃/min的速率升温到99-100℃,保温热处理30-40min。本发明制备的改性锦纶母粒不仅抗菌性能好,而且耐老化性能显著。(The invention provides a preparation process of an anti-aging tea polyphenol, naringin or emodin modified polyamide mother particle, which comprises the preparation step of a loading agent; the preparation of the loading agent comprises raw material pretreatment, blending, heat treatment, elution and drying; the blending comprises the following steps: adding the preparation raw material of the loading agent into a stirring kettle, and stirring for 8-15min at the rotating speed of 1200-1500rpm to obtain a mixed material A; mixing the mixed material A with far infrared nano powder to obtain a mixed material B; subjecting the mixed material B to ultrasonic treatment at 28-30 deg.C for 28-32min at 33-38KHZ to obtain blended powder; the heat treatment comprises the following steps: mixing the blended powder with the treatment liquid, heating to 99-100 ℃ at the speed of 5-6 ℃/min, and carrying out heat preservation treatment for 30-40 min. The modified nylon master batch prepared by the invention has good antibacterial performance and obvious aging resistance.)

一种耐老化的茶多酚、柚皮甙或大黄素改性锦纶母粒及其制 备工艺

技术领域

本发明属于纤维制造技术领域，具体涉及一种耐老化的茶多酚、柚皮甙或大黄素改性锦纶母粒及其制备工艺。

背景技术

改性锦纶是工程塑料中的一类，是以锦纶原料为基料在加以改变其物理性质而形成的颗粒状产品。此类产品产出是依据一些生产厂家所需求的不同而进行改性制作的。

改性锦纶大致包括:增强锦纶，增韧锦纶，耐磨锦纶，无卤阻燃锦纶，导电锦纶，阻燃锦纶等等。1.热性质:玻璃转移温度(Tg)及熔点(Tm)；热变形温度(HDT)高；长期使用温度高(UL-746B)；使用温度范围大；热膨胀系数小。2.机械性质:高强度、高机械模数、低潜变性、强耐磨损及耐疲劳性。3.其它:耐化学药品性、抗电性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。此类产品产出是依据一些生产厂家所需求的不同而进行改性制作的，改性锦纶大致包括:增强锦纶，增韧锦纶，耐磨锦纶，无卤阻燃锦纶，导电锦纶，阻燃锦纶等等。改性锦纶具有很多的特性，因此，在汽车、电气设备、机械部构:、交通器材、纺织、造纸机械等方面得到广泛应用。

茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称，为白色不定形粉末，茶多酚的主要成分为：黄烷酮类，花色素类，黄酮醇类和花白素类和酚酸及缩酚酸类6类化合物。易溶于水、乙醇、乙酸乙酯，微溶于油脂。柚皮甙主要存在于芸香科植物柚(Citrus grandis)果实，葡萄柚(Citrus paradisi)、橘、橙的果皮和果肉中，淡黄色粉末或类白色粉末，属于黄酮类化合物。1克熔于1000ml水，熔于丙酮、乙醇、热醋酸和热水，不熔于***、乙烷和氯仿。大黄素，外观粉末疏松、无结块，橙黄色长针状结晶，且均匀一致。茶多酚、柚皮甙以及大黄素，作为生物源改性剂，现在在纺织品行业颇受关注。

但，将茶多酚、柚皮甙或大黄素用于改性锦纶母粒的研究目前较少。在运用茶多酚、柚皮甙或大黄素进行锦纶母粒改性的工艺研究中，存在大量技术难题；特别是固载难度大，水洗流失率高以及导致母粒可纺性差、纺丝的纤维强度差等，严重影响产品效果。

专利CN201811455186.4 公开了一种植物源锦纶母粒及其制备方法，所述植物源锦纶母粒主要是由锦纶母粒和改性草珊瑚提取物共混熔融制备的；所述锦纶母粒与所述改性草珊瑚提取物的质量比为84:16；本发明还提供上述纤维素纤维的制备方法；本发明制备的植物源锦纶母粒，形状规则，无连粒，无碎屑，粒径均匀度为95.9-97.2%，含水率为0.81-0.89‰；制得的纤维，纤维断裂强度为7.4-8.1cN/dtex、断裂伸长率为36.2-37.4%、纤维吸湿率为11.8-12.2%，经多次洗涤后吸湿性能持久。

专利CN201710716647.8公开了一种石墨烯锦纶母粒及纤维的制备方法，属于材料领域，包括如下步骤：将离子液体与去离子水混合，经超声波处理，再将石墨烯原料投入到溶质介质中，在搅拌的同时进行超声波处理，搅拌时间15～60min，使石墨烯的质量分数控制在5～40wt％；加入锦纶颗粒或切片，使得所述石墨烯与所述锦纶颗粒或切片的质量比控制在1：200，在40℃～50℃温度下搅拌2～4h；离心或抽滤或压滤，干燥得到石墨烯锦纶母粒。本发明的有益效果是：采用离子液体与去离子水混合，对石墨烯粉末进行表面处理，使得到的石墨烯锦纶母粒及纤维光泽明显，得到的石墨烯锦纶纤维具有导电、抗电磁波、防静电及高效屏蔽远红外特性的涤纶纤维，大大改善了普通锦纶纤维的物理和化学性能。

上述专利技术无法用于茶多酚、柚皮甙或大黄素的改性锦纶母粒工艺中，却无法实现有效的改性剂固载，母粒的纺丝性能也大受影响。

现有技术对于采用茶多酚、柚皮甙或大黄素进行锦纶母粒改性的技术，现有技术存在以下技术缺陷：（1）茶多酚、柚皮甙或大黄素改性后的锦纶母粒不具备远红外功能；（2）茶多酚、柚皮甙或大黄素改性后的锦纶母粒耐老化性能较差；（3）茶多酚、柚皮甙或大黄素改性后的锦纶母粒抗菌率差，易洗脱。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，对现有工艺进行进一步优化，本发明一种耐老化的茶多酚、柚皮甙或大黄素改性锦纶母粒及其制备工艺，以实现以下发明目的：改善茶多酚、柚皮甙或大黄素改性后的锦纶母粒，提高远红外性能、耐老化性能和抗菌性能。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种耐老化的茶多酚、柚皮甙或大黄素改性锦纶母粒的制备工艺，包括负载剂的制备步骤；所述的负载剂的制备包括原料预处理、共混、热处理以及洗脱干燥；所述共混：将负载剂的制备原料加入搅拌釜中，在1200-1500rpm转速下搅拌8-15min，得到混合物料A；将混合物料A与远红外纳米粉体混合，得到混合物料B；将混合物料B置于28-30℃温度下超声处理28-32min，超声频率为33-38KHZ，得到共混粉体；所述热处理：将共混粉体与处理液混合，并以5-6℃/min的速率升温到99-100℃，保温热处理30-40min。

所述负载剂的制备原料包括：蒙脱土、沸石粉、气凝胶、多孔纳米TiO₂、多孔纳米SiO₂中的一种或多种； 优选为蒙脱土、沸石粉、气凝胶、多孔纳米SiO₂按照1：2：0.5：3的质量比例混合。

所述混合物料A与远红外纳米粉体的质量比为15-20:1。

所述远红外纳米粉体由以下重量份的组分组成：纳米氧化锆10-15份、硅酸铝5-7份、麦饭石粉6-9份；粉体细度为7000-8000目。

所述处理液的质量为混合分散液的5-6倍；

所述处理液，由碳酸钠、硼酸钠、水按照1:1.5-2:9-10的质量比混合而成。

所述洗脱干燥：将热处理后的抽滤滤渣，经两次去离子水清洗一次；再次抽滤，保留滤渣；将滤渣干燥至含水量低于8%，然后置于研磨机中研磨至9900-10000目，得到负载剂。

所述制备工艺还包括制备功能改性剂步骤；所述的制备功能改性剂：将茶多酚、柚皮甙或大黄素溶液与负载剂混合，开启搅拌，转速30-60r/min，搅拌30-120min，使茶多酚、柚皮甙或大黄素充分进入到多孔材料内部，得到功能改性剂。

所述制备工艺还包括改性锦纶母粒：将锦纶切片、抗氧剂、分散剂、功能改性剂加入到双螺杆挤出机中，控制熔融温度255-260℃，熔融共混40-44min，螺杆转速为238-240转/min，高速混合，挤出造粒，得到功能性母粒。

所述锦纶切片、抗氧剂、分散剂、功能改性剂的质量比为100:4-6:5-9:5.5-6.5。

所述抗氧剂：为叔丁基对羟基茴香醚；所述分散剂：聚丙烯酰胺、聚氧乙烯醚与苯甲醇按照6.5-7:1-1.2:0.5-0.6的质量比混合而成。

采用上述技术方案，本发明的有益效果为：

1、本发明制备的改性锦纶母粒,具有远红外功能，远红外发射率0.88-0.89，远红外辐射升温1.4-1.6℃；

2、本发明制备的改性锦纶母粒，耐老化性能较好，在50-60℃的温度下处理144h，锦纶母粒的机械性能并未降低。

3、本发明制备的改性锦纶母粒，抑菌效果好；对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的抑菌率均在96%以上；本发明制备的改性锦纶母粒，耐水洗效果好；水洗50次之后，抑菌率仍然达到95%以上。

4、本发明制备的改性锦纶母粒，具有较好的防静电效果，摩擦电压15-16V，表面电阻率6.1-6.2×10⁷Ω。

具体实施方式

下面结合具体的实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

负载剂的制备方法：

（1）原料预处理

负载剂的制备原料包括：蒙脱土、沸石粉、气凝胶、多孔纳米SiO₂；

采用的蒙脱土：pH值为7，密度为2-2.4g/cm³，表观粘度为24-25 mPa.s，含水量9%；

采用的沸石粉：密度1.9-2.6 g/cm³，容重1.6 g/cm³，孔隙率58-64%，含水量10%。

将蒙脱土喷水至含水量18%；然后导入微波装置，微波频率为12GH的条件下处理2.5min；微波处理后导出，将蒙脱土以2℃/min的速度降温至85℃，然后导入干燥装置，在85℃的条件下干燥至含水量9%；然后将干燥后的蒙脱土自然降温至25℃，备用。

将沸石粉喷水至含水量20%；然后导入微波装置，微波频率为15GH的条件下处理3.5min；微波处理后导出，将沸石粉以2℃/min的速度降温至75℃，然后导入干燥装置，在75℃的条件下干燥至含水量10%；然后将干燥后的蒙脱土自然降温至25℃，备用。

（2）共混

将蒙脱土、沸石粉、气凝胶、多孔纳米SiO₂，按照1：2：0.5：3的质量比例依次加入搅拌釜中，在1500rpm转速下搅拌8min，得到混合物料A；将混合物料A与远红外纳米粉体按照20:1的质量比混合，得到混合物料B；将混合物料B置于30℃温度下超声处理28min，超声频率为38KHZ，得到共混粉体。

所述远红外纳米粉体由以下重量份的组分组成：纳米氧化锆10份、硅酸铝7份、麦饭石粉7.5份；粉体细度为7500目。

（3）热处理

将共混粉体与处理液混合，并以5℃/min的速率升温到99℃，保温热处理40min；抽滤，保留滤渣。

所述处理液的质量为混合分散液的5倍；

所述处理液，由碳酸钠、硼酸钠、水按照1:1.5:10的质量比混合而成。

（4）洗脱干燥

将滤渣经10倍质量的去离子水清洗一次，抽滤后的滤渣再经5倍质量的去离子水清洗一次；再次抽滤，保留滤渣；将滤渣干燥至含水量低于8%，然后置于研磨机中研磨至10000目，得到负载剂。

实施例2 一种茶多酚改性锦纶母粒的制备工艺

包括以下步骤：

步骤1、改性剂溶解

在烧杯中加入一定量的去离子水，加入茶多酚粉体，采用2500rpm的转速搅拌30min，完全溶解，浴比1: 10；得到茶多酚溶液。

所述茶多酚：有效成分含量≥50%，水分≤7%。

步骤2、负载剂的制备

按照实施例1的方法进行负载剂的制备。

步骤3、制备功能改性剂

将负载剂与茶多酚溶液混合，开启搅拌，转速30r/min，搅拌30min，使茶多酚充分进入到多孔材料内部，得到的纳米复合材料即为含茶多酚的功能改性剂。所述纳米微球与茶多酚溶液的质量比为1:18。

步骤4、改性锦纶母粒

依次将锦纶切片、抗氧剂、分散剂、含茶多酚的功能改性剂按照100:4: 7:5.5质量比加入到双螺杆挤出机中，控制熔融温度258℃，熔融共混44min，螺杆转速为238转/min，高速混合，挤出造粒，得到功能性母粒；即为一种茶多酚改性锦纶母粒。

所述抗氧剂：为叔丁基对羟基茴香醚；

所述分散剂：聚丙烯酰胺、聚氧乙烯醚与苯甲醇按照7:1:0.5的质量比混合而成。

本实施例制备的改性锦纶母粒,具有远红外功能，远红外发射率0.88，远红外辐射升温1.4℃；在50℃的温度下处理144h，锦纶母粒的机械性能并未降低。制备的改性锦纶母粒，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为97.6%，对大肠杆菌的抑菌率为98.5%，对白色念珠菌的抑菌率为97.2%；制备的改性锦纶母粒，水洗50次之后，抑菌率仍然达到96%以上。制备的改性锦纶母粒，摩擦电压15V，表面电阻率6.1×10⁷Ω。

实施例3 一种柚皮甙改性锦纶母粒的制备工艺

包括以下步骤：

步骤1、改性剂溶解

在烧杯中加入一定量的去离子水，加入柚皮甙粉体，水浴加热到50℃，搅拌至完全溶解，浴比1:5；得到柚皮甙溶液。

所述柚皮甙粉体：有效成分含量≥98%，水分≤5%。

步骤2、负载剂的制备

按照实施例1的方法进行负载剂的制备。

步骤3、制备功能改性剂

将负载剂与柚皮甙溶液混合，开启搅拌，转速60r/min，搅拌120min，使柚皮甙充分进入到多孔材料内部，得到的纳米复合材料即为含柚皮甙的功能改性剂。所述纳米微球与柚皮甙溶液的质量比为1:19。

步骤4、改性锦纶母粒

依次将锦纶切片、抗氧剂、分散剂、含柚皮甙的功能改性剂按照100: 6:5:6.2的质量比加入到双螺杆挤出机中，控制熔融温度260℃，熔融共混40min，螺杆转速为240转/min，高速混合，挤出造粒，得到功能性母粒；即为一种柚皮甙改性锦纶母粒。

所述抗氧剂：为叔丁基对羟基茴香醚；

所述分散剂：聚丙烯酰胺、聚氧乙烯醚与苯甲醇按照7:1:0.5的质量比混合而成。

本实施例制备的改性锦纶母粒,具有远红外功能，远红外发射率0.89，远红外辐射升温1.6℃；在60℃的温度下处理144h，锦纶母粒的机械性能并未降低。制备的改性锦纶母粒，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为98.8%，对大肠杆菌的抑菌率为99.3%，对白色念珠菌的抑菌率为98.1%；制备的改性锦纶母粒，水洗50次之后，抑菌率仍然达到96.2%以上。制备的改性锦纶母粒，摩擦电压16V，表面电阻率6.2×10⁷Ω。

实施例4 一种大黄素改性锦纶母粒的制备工艺

包括以下步骤：

步骤1、改性剂溶解

在烧杯中加入去离子水，然后加入适量NaCO₃，搅拌，溶解之后，加入大黄素粉体，搅拌至完全溶解，浴比1:10；得到大黄素溶液。

所述大黄素：有效成分含量≥98%，水分≤5%，菌落总数＜99cfu/g，沙门氏菌和大肠杆菌均不得检出，保质期为18个月。

步骤2、负载剂的制备

按照实施例1的方法进行负载剂的制备。

步骤3、制备功能改性剂

将负载剂与大黄素溶液混合，开启搅拌，转速50r/min，搅拌70min，使大黄素充分进入到多孔材料内部，得到的纳米复合材料即为含大黄素的功能改性剂。所述纳米微球与大黄素溶液的质量比为1:18。

步骤4、改性锦纶母粒

依次将锦纶切片、抗氧剂、分散剂、含大黄素的功能改性剂按照100:5:7: 6.5的质量比加入到双螺杆挤出机中，控制熔融温度255℃，熔融共混43min，螺杆转速为239转/min，高速混合，挤出造粒，得到功能性母粒；即为一种大黄素改性锦纶母粒。

所述抗氧剂：为叔丁基对羟基茴香醚；

所述分散剂：聚丙烯酰胺、聚氧乙烯醚与苯甲醇按照7:1:0.5的质量比混合而成。

本实施例制备的改性锦纶母粒,具有远红外功能，远红外发射率0.88，远红外辐射升温1.5℃；在54℃的温度下处理144h，锦纶母粒的机械性能并未降低。制备的改性锦纶母粒，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为97.5%，对大肠杆菌的抑菌率为98.3%，对白色念珠菌的抑菌率为97.8%；制备的改性锦纶母粒，水洗50次之后，抑菌率仍然达到95.8%以上。制备的改性锦纶母粒，摩擦电压16V，表面电阻率6.2×10⁷Ω。

对比例

在实施例3的基础上，只改变以下步骤，进行对比例：

制备工艺包括以下步骤：

步骤1、改性剂溶解

与实施例3相同。

步骤2、负载剂的制备

负载剂的制备原料包括：蒙脱土、沸石粉、气凝胶、多孔纳米SiO₂；

原料不进行预处理。

将蒙脱土、沸石粉、气凝胶、多孔纳米SiO₂，按照1：1：1：1的质量比例依次加入搅拌釜中，在1500rpm转速下搅拌8min，得到混合物料A；将混合物料A与远红外纳米粉体按照20:1的质量比混合，得到混合物料B；将混合物料B置于30℃温度下超声处理28min，超声频率为38KHZ，得到共混粉体。

所述远红外纳米粉体为麦饭石粉；粉体细度为7500目。

将共混粉体与去离子水混合，并以5℃/min的速率升温到99℃，保温热处理40min；抽滤，保留滤渣。所述去离子水的质量为混合分散液的5倍。

将滤渣干燥至含水量低于8%，然后置于研磨机中研磨至10000目，得到负载剂。

步骤3、制备功能改性剂

与实施例3相同。

步骤4、改性锦纶母粒

依次将锦纶切片、抗氧剂、分散剂、含柚皮甙的功能改性剂按照100: 6:5:6.2的质量比加入到双螺杆挤出机中，控制熔融温度260℃，熔融共混40min，螺杆转速为240转/min，高速混合，挤出造粒，得到功能性母粒；即为一种柚皮甙改性锦纶母粒。

所述抗氧剂：为抗氧剂1010；

所述分散剂：聚丙烯酰胺。

本实施例制备的改性锦纶母粒,远红外辐射升温1.0℃；在60℃的温度下处理144h，锦纶母粒的机械性能明显降低。制备的改性锦纶母粒，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为38.8%，对大肠杆菌的抑菌率为45.1%，对白色念珠菌的抑菌率为40.2%；制备的改性锦纶母粒，水洗50次之后，抑菌率均低于20%。

除非特殊说明，本发明所述的比例均为质量比例，所述的百分数，均为质量百分数。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。