技术摘要：
本发明提供了一种抗菌聚苯硫醚纤维的制备方法，该方法采用聚苯硫醚抗菌母粒来制备抗菌聚苯硫醚纤维，所述的聚苯硫醚抗菌母粒，以重量百分数计，由以下原料组成：抗菌粉体为20%～30%，抗氧剂为0.2%～0.3%，分散剂为4%～7%，聚苯硫醚粉体为62.7%～75.8%，原料的重量百分 全部
背景技术：
近年来，聚苯硫醚纤维由于具有良好的阻燃性、耐化学腐蚀性、耐高温性以及物理 机械性能，在纺织行业的应用范围不断扩大。然而，随着人们健康意识的提高，纺织品的卫 生性能也受到越来越多的关注。自从有人类社会活动以来，细菌等微生物的广泛存在与传 播一直是人类健康的重要威胁。纺织品的多孔结构更易成为细菌与真菌滋生的温床，进而 影响人们的健康。因此抗菌型纺织品的研究与开发具有实际意义。 制造抗菌功能纤维的技术有母粒法共混改性技术、原位聚合法、后整理涂覆法等。 采用后整理涂覆法制备抗菌纤维，虽然易于大规模生产，但有大量废水产生，污染环境，所 制织物手感较硬，抗菌耐久性差；原位聚合法制备抗菌纤维时工艺复杂且控制难度大，生产 成本高；母粒法共混改性技术是在纺丝之前，将抗菌粉体与树脂混合，通过双螺杆挤出机制 备出抗菌母粒，再用于熔融纺丝制备抗菌纤维。母粒法共混技术制备的抗菌纤维工艺流程 短，方法简单易操作，纤维的抗菌耐久性、耐洗性优良。在制备抗菌聚苯硫醚纤维时，由于纺 丝温度较高，对抗菌粉体的稳定性要求较高。 现有技术公开了一种织物用聚合物基铈掺杂纳米氧化锌复合抗菌剂及其制备方 法（申请公布号：CN105648745A），该方法通过原位法制备聚合物基铈掺杂纳米氧化锌复合 抗菌剂，铈离子掺杂有效的提高了氧化锌的光催化抗菌性能。但该型抗菌剂仍受制于光照 条件的影响，且适用于织物的后整理涂覆，制备的抗菌织物抗菌耐久性较差。 现有技术公开了一种纳米介孔氧化铈载银抗菌剂及其制备方法（申请公布号： CN101138342A），该抗菌剂以纳米介孔氧化铈为载体，以银为活性中心，通过纳米介孔氧化 铈激化银的抗菌性能，同时可以耐高温，得到较好的抗菌效果。该抗菌剂可广泛应用于陶 瓷、塑料、纺织品等领域，但负载了贵金属银，不仅工艺复杂且成本较高。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种抗菌聚苯硫醚纤维的 制备方法，解决现有技术中的抗菌聚苯硫醚纤维的抗菌和力学性能不足以及成本较高的技 术问题。 为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现： 一种抗菌聚苯硫醚纤维的制备方法，其特征在于，该方法采用聚苯硫醚抗菌母粒来制 备抗菌聚苯硫醚纤维，所述的聚苯硫醚抗菌母粒，以重量百分数计，由以下原料组成：抗菌 粉体为 10%～30%，抗氧剂为 0 .1%～0.3%，分散剂为2%～7%，聚苯硫醚粉体为 69 .7%～ 87.9%，原料的重量百分数之和为 100%； 所述的抗菌粉体，以重量百分数计，由以下原料组成：聚合物包封的CePO4纳米粉体为 4 CN 111549392 A 说 明 书 2/7 页 70%～85%，Ce(OH)4纳米粉体为15%～30%，原料的重量百分数之和为 100%。 本发明还具有如下技术特征： 优选的，所述的聚苯硫醚抗菌母粒，以重量百分数计，由以下原料组成：抗菌粉体为20% ～30%，抗氧剂为 0.2%～0.3%，分散剂为4%～7%，聚苯硫醚粉体为62.7%～75.8%，原料的重 量百分数之和为 100%； 所述的抗菌粉体，以重量百分数计，由以下原料组成：聚合物包封的CePO4纳米粉体为 80%，Ce(OH)4纳米粉体为20%。 所述的抗氧剂，以重量百分数计，由以下原料组成： 1，3，5-三甲基-2，4，6-（3，5- 二叔丁基-4-羟基苯甲基）苯为70%，硫代二丙酸双十八醇酯为30%。 具体的，该方法具体包括以下步骤： 步骤一，将抗菌聚苯硫醚母粒与聚苯硫醚切片分别将聚苯硫醚粉料在真空干燥箱中真 空干燥，先于120℃干燥3h，再升至140℃干燥5h，真空度始终保持在0.05~1.0MPa，干燥后抗 菌聚苯硫醚母粒与聚苯硫醚切片中水分应低于0.003%； 步骤二，按照抗菌聚苯硫醚母粒中抗菌粉体总重量占最终制品抗菌聚苯硫醚纤维总重 量的2%～3%的配比将抗菌聚苯硫醚母粒加入熔融纺丝机中进行纺丝； 步骤三，对纺丝机中挤出的纤维丝进行风冷固化，通过上油使纤维丝集成纤维束，将纤 维束引导至牵伸机，牵伸定型后卷绕于管筒上，得到规格为72D/36f的抗菌聚苯硫醚纤维。 所述的熔融纺丝工艺条件为：熔融纺丝温度从一区至四区分别为255℃、320℃、 325℃、330℃，牵伸区热盘温度分别为60℃、105℃、120℃，卷绕速度为1000m/min。 优选的，所述的抗菌粉体的制备过程为：首先，将CePO4纳米粉体经过表面处理制 得聚合物包封的CePO4纳米粉体；其次，将聚合物包封的CePO4纳米粉体与Ce(OH)4纳米粉体 混合，得到抗菌粉体。 优选的，所述的表面处理过程包括：使用铝酸酯偶联剂对CePO4纳米粉体进行预处 理。称取10~15g CePO4纳米粉体分散于200ml去离子水中，制成悬浮液。称取180mg铝酸酯偶 联剂溶解于正丁醇后，将其滴加入悬浮液中。滴加过程中悬浮液应置于60℃水浴锅中，并以 60rpm的速度进行搅拌。滴加完成后需继续保持温度和搅拌速度2h。随后将固体产物用无水 乙醇洗涤至中性并烘干，得到预处理的 CePO4纳米粉体； 称取50~100mg 2，6-二苯基苯酚溶于100ml乙醇溶液中，加入2~6g经过预处理的CePO4 纳米粉体形成悬浮液，将悬浮液置于50℃水浴锅中，并以120rpm的速度进行搅拌，同时加入 1~2mg溴化亚铜/2,2’-联吡啶络合物并通入氧气，反应5h后，将悬浮液离心分离，用含硫酸 30%的乙醇液洗涤分离出的固体，再经过水洗、干燥得到聚合物包封的CePO4纳米粉体。 优选的，所述的聚苯硫醚抗菌母粒的制备过程为： 首先，将聚苯硫醚粉料与抗菌粉体在真空干燥箱中真空干燥，先于120℃干燥2h，再升 至140℃干燥4h，真空度始终保持在0.05~1 .0MPa，干燥后聚苯硫醚粉体中水分应低于 0.003%； 其次，将抗菌粉体、分散剂、抗氧剂与干燥后的聚苯硫醚粉料混合均匀后，通过双螺杆 挤出机共混、挤出、水冷、切粒制备成聚苯硫醚抗菌母粒。所述的双螺杆挤出机的加工工艺 条件为：螺杆温度从一区到四区分别为220℃、297℃、 302℃、302℃，机头温度为307℃，螺 杆转速为210rpm。 5 CN 111549392 A 说 明 书 3/7 页 本发明与现有技术相比，有益的技术效果是： （Ⅰ）本发明以经过表面处理的稀土化合物CePO4纳米粉体为抗菌粉体。常用的无机抗菌 剂如TiO2、ZnO、CuO等抗菌作用单一，为保证抗菌效果常负载贵金属离子、单质等抗菌活性 物质，导致生产过程复杂且成本较高。CePO4纳米粉体对哺乳动物细胞的毒性低且具有独特 的抗菌机理，既可以触发活性氧簇的产生灭杀细菌，又可以诱导细菌细胞的物理损伤，所以 无需负载其它抗菌物质即可以表现出优异的抗菌性能。 （Ⅱ）本发明采用两步法对纳米粉体进行表面处理，使用聚合物对CePO4纳米粉体 进行包封，不仅减少了纳米粉体的团聚，同时改善了与聚苯硫醚基体之间的相容性，降低对 纤维制品力学性能的不利影响。 （Ⅲ）本发明的母粒制备过程中选用超分散剂。超分散剂一端含有锚固基团，通过 化学键合作用固定在CePO4纳米粉体表面，另一端具有高分子链段通过空间位阻减少加工 过程中CePO4纳米粉体的集聚，可以显著改善抗菌母粒中无机纳米粉体团聚严重的问题。 （Ⅳ）采用本发明制备的抗菌聚苯硫醚母粒进行纺丝，所纺的抗菌聚苯硫醚纤维力 学性能优良，具有优异的抗菌性能。按一定比例与普通聚苯硫醚纤维混纺制备的抗菌织物 便具有较高的抑菌率，可以大幅度降低抗菌织物的生产成本。 以下结合实施例对本发明作进一步的详细解释说明。
本发明提供了一种抗菌聚苯硫醚纤维的制备方法，该方法采用聚苯硫醚抗菌母粒来制备抗菌聚苯硫醚纤维，所述的聚苯硫醚抗菌母粒，以重量百分数计，由以下原料组成：抗菌粉体为20%～30%，抗氧剂为0.2%～0.3%，分散剂为4%～7%，聚苯硫醚粉体为62.7%～75.8%，原料的重量百分 全部
背景技术：
近年来，聚苯硫醚纤维由于具有良好的阻燃性、耐化学腐蚀性、耐高温性以及物理 机械性能，在纺织行业的应用范围不断扩大。然而，随着人们健康意识的提高，纺织品的卫 生性能也受到越来越多的关注。自从有人类社会活动以来，细菌等微生物的广泛存在与传 播一直是人类健康的重要威胁。纺织品的多孔结构更易成为细菌与真菌滋生的温床，进而 影响人们的健康。因此抗菌型纺织品的研究与开发具有实际意义。 制造抗菌功能纤维的技术有母粒法共混改性技术、原位聚合法、后整理涂覆法等。 采用后整理涂覆法制备抗菌纤维，虽然易于大规模生产，但有大量废水产生，污染环境，所 制织物手感较硬，抗菌耐久性差；原位聚合法制备抗菌纤维时工艺复杂且控制难度大，生产 成本高；母粒法共混改性技术是在纺丝之前，将抗菌粉体与树脂混合，通过双螺杆挤出机制 备出抗菌母粒，再用于熔融纺丝制备抗菌纤维。母粒法共混技术制备的抗菌纤维工艺流程 短，方法简单易操作，纤维的抗菌耐久性、耐洗性优良。在制备抗菌聚苯硫醚纤维时，由于纺 丝温度较高，对抗菌粉体的稳定性要求较高。 现有技术公开了一种织物用聚合物基铈掺杂纳米氧化锌复合抗菌剂及其制备方 法（申请公布号：CN105648745A），该方法通过原位法制备聚合物基铈掺杂纳米氧化锌复合 抗菌剂，铈离子掺杂有效的提高了氧化锌的光催化抗菌性能。但该型抗菌剂仍受制于光照 条件的影响，且适用于织物的后整理涂覆，制备的抗菌织物抗菌耐久性较差。 现有技术公开了一种纳米介孔氧化铈载银抗菌剂及其制备方法（申请公布号： CN101138342A），该抗菌剂以纳米介孔氧化铈为载体，以银为活性中心，通过纳米介孔氧化 铈激化银的抗菌性能，同时可以耐高温，得到较好的抗菌效果。该抗菌剂可广泛应用于陶 瓷、塑料、纺织品等领域，但负载了贵金属银，不仅工艺复杂且成本较高。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种抗菌聚苯硫醚纤维的 制备方法，解决现有技术中的抗菌聚苯硫醚纤维的抗菌和力学性能不足以及成本较高的技 术问题。 为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现： 一种抗菌聚苯硫醚纤维的制备方法，其特征在于，该方法采用聚苯硫醚抗菌母粒来制 备抗菌聚苯硫醚纤维，所述的聚苯硫醚抗菌母粒，以重量百分数计，由以下原料组成：抗菌 粉体为 10%～30%，抗氧剂为 0 .1%～0.3%，分散剂为2%～7%，聚苯硫醚粉体为 69 .7%～ 87.9%，原料的重量百分数之和为 100%； 所述的抗菌粉体，以重量百分数计，由以下原料组成：聚合物包封的CePO4纳米粉体为 4 CN 111549392 A 说 明 书 2/7 页 70%～85%，Ce(OH)4纳米粉体为15%～30%，原料的重量百分数之和为 100%。 本发明还具有如下技术特征： 优选的，所述的聚苯硫醚抗菌母粒，以重量百分数计，由以下原料组成：抗菌粉体为20% ～30%，抗氧剂为 0.2%～0.3%，分散剂为4%～7%，聚苯硫醚粉体为62.7%～75.8%，原料的重 量百分数之和为 100%； 所述的抗菌粉体，以重量百分数计，由以下原料组成：聚合物包封的CePO4纳米粉体为 80%，Ce(OH)4纳米粉体为20%。 所述的抗氧剂，以重量百分数计，由以下原料组成： 1，3，5-三甲基-2，4，6-（3，5- 二叔丁基-4-羟基苯甲基）苯为70%，硫代二丙酸双十八醇酯为30%。 具体的，该方法具体包括以下步骤： 步骤一，将抗菌聚苯硫醚母粒与聚苯硫醚切片分别将聚苯硫醚粉料在真空干燥箱中真 空干燥，先于120℃干燥3h，再升至140℃干燥5h，真空度始终保持在0.05~1.0MPa，干燥后抗 菌聚苯硫醚母粒与聚苯硫醚切片中水分应低于0.003%； 步骤二，按照抗菌聚苯硫醚母粒中抗菌粉体总重量占最终制品抗菌聚苯硫醚纤维总重 量的2%～3%的配比将抗菌聚苯硫醚母粒加入熔融纺丝机中进行纺丝； 步骤三，对纺丝机中挤出的纤维丝进行风冷固化，通过上油使纤维丝集成纤维束，将纤 维束引导至牵伸机，牵伸定型后卷绕于管筒上，得到规格为72D/36f的抗菌聚苯硫醚纤维。 所述的熔融纺丝工艺条件为：熔融纺丝温度从一区至四区分别为255℃、320℃、 325℃、330℃，牵伸区热盘温度分别为60℃、105℃、120℃，卷绕速度为1000m/min。 优选的，所述的抗菌粉体的制备过程为：首先，将CePO4纳米粉体经过表面处理制 得聚合物包封的CePO4纳米粉体；其次，将聚合物包封的CePO4纳米粉体与Ce(OH)4纳米粉体 混合，得到抗菌粉体。 优选的，所述的表面处理过程包括：使用铝酸酯偶联剂对CePO4纳米粉体进行预处 理。称取10~15g CePO4纳米粉体分散于200ml去离子水中，制成悬浮液。称取180mg铝酸酯偶 联剂溶解于正丁醇后，将其滴加入悬浮液中。滴加过程中悬浮液应置于60℃水浴锅中，并以 60rpm的速度进行搅拌。滴加完成后需继续保持温度和搅拌速度2h。随后将固体产物用无水 乙醇洗涤至中性并烘干，得到预处理的 CePO4纳米粉体； 称取50~100mg 2，6-二苯基苯酚溶于100ml乙醇溶液中，加入2~6g经过预处理的CePO4 纳米粉体形成悬浮液，将悬浮液置于50℃水浴锅中，并以120rpm的速度进行搅拌，同时加入 1~2mg溴化亚铜/2,2’-联吡啶络合物并通入氧气，反应5h后，将悬浮液离心分离，用含硫酸 30%的乙醇液洗涤分离出的固体，再经过水洗、干燥得到聚合物包封的CePO4纳米粉体。 优选的，所述的聚苯硫醚抗菌母粒的制备过程为： 首先，将聚苯硫醚粉料与抗菌粉体在真空干燥箱中真空干燥，先于120℃干燥2h，再升 至140℃干燥4h，真空度始终保持在0.05~1 .0MPa，干燥后聚苯硫醚粉体中水分应低于 0.003%； 其次，将抗菌粉体、分散剂、抗氧剂与干燥后的聚苯硫醚粉料混合均匀后，通过双螺杆 挤出机共混、挤出、水冷、切粒制备成聚苯硫醚抗菌母粒。所述的双螺杆挤出机的加工工艺 条件为：螺杆温度从一区到四区分别为220℃、297℃、 302℃、302℃，机头温度为307℃，螺 杆转速为210rpm。 5 CN 111549392 A 说 明 书 3/7 页 本发明与现有技术相比，有益的技术效果是： （Ⅰ）本发明以经过表面处理的稀土化合物CePO4纳米粉体为抗菌粉体。常用的无机抗菌 剂如TiO2、ZnO、CuO等抗菌作用单一，为保证抗菌效果常负载贵金属离子、单质等抗菌活性 物质，导致生产过程复杂且成本较高。CePO4纳米粉体对哺乳动物细胞的毒性低且具有独特 的抗菌机理，既可以触发活性氧簇的产生灭杀细菌，又可以诱导细菌细胞的物理损伤，所以 无需负载其它抗菌物质即可以表现出优异的抗菌性能。 （Ⅱ）本发明采用两步法对纳米粉体进行表面处理，使用聚合物对CePO4纳米粉体 进行包封，不仅减少了纳米粉体的团聚，同时改善了与聚苯硫醚基体之间的相容性，降低对 纤维制品力学性能的不利影响。 （Ⅲ）本发明的母粒制备过程中选用超分散剂。超分散剂一端含有锚固基团，通过 化学键合作用固定在CePO4纳米粉体表面，另一端具有高分子链段通过空间位阻减少加工 过程中CePO4纳米粉体的集聚，可以显著改善抗菌母粒中无机纳米粉体团聚严重的问题。 （Ⅳ）采用本发明制备的抗菌聚苯硫醚母粒进行纺丝，所纺的抗菌聚苯硫醚纤维力 学性能优良，具有优异的抗菌性能。按一定比例与普通聚苯硫醚纤维混纺制备的抗菌织物 便具有较高的抑菌率，可以大幅度降低抗菌织物的生产成本。 以下结合实施例对本发明作进一步的详细解释说明。
