本發(fā)明涉及纖維領(lǐng)域，具體為一種防水耐磨纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、滌綸作為化學(xué)纖維中的主要產(chǎn)品，在化纖產(chǎn)量中占有很高的比重，滌綸工業(yè)是關(guān)系到國計民生的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟的支柱型產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于化纖、輕工、國防、建筑等各個方面，滌綸在生產(chǎn)能力和技術(shù)水平方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越其他化纖品種，其低廉的加工成本和較高的性價比使得滌綸產(chǎn)量飛速增長，加上新產(chǎn)品、新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化實施，使得滌綸已經(jīng)成為化學(xué)纖維中消費最多的產(chǎn)品。

2、未來新型紡織材料的開發(fā)與生產(chǎn)中，滌綸將成為重中之重，隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高和紡織工業(yè)的持續(xù)進(jìn)步，傳統(tǒng)紡織品的一些基本功能已經(jīng)不能夠滿足人們的需要，而各種功能性紡織品得到了廣泛的關(guān)注，人們對面料的服用性能要求也越來越高，目前，市場上對具有防水功能織物的需求不斷增加，本文介紹了一種具有抗菌、光催化降解油脂、阻燃和抗老化能力的防水耐磨纖維。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種防水耐磨纖維及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

2、一種防水耐磨纖維，所述防水耐磨纖維是由改性聚酯熔體靜電紡絲后浸沒在表面處理液中經(jīng)表面處理制得；

3、所述改性聚酯是由氯化聚酯、氯基化納米二氧化鈦、改性氨基化金屬卟啉反應(yīng)制得；

4、所述氯化聚酯是由對苯二甲酸二甲酯、2-甲基-1,4-丁二醇和苯基二氯膦反應(yīng)制得預(yù)改性聚酯；將預(yù)改性聚酯與1,4-二氯甲氧基丁烷反應(yīng)制得；

5、所述氯基化納米二氧化鈦是由納米二氧化鈦、3-氯丙基三甲氧基硅烷反應(yīng)制得；

6、所述改性氨基化金屬卟啉是由對硝基苯甲醛先與吡咯反應(yīng)再與氫氣反應(yīng)制得氨基化卟啉；氨基化卟啉先與醋酸鋅反應(yīng)再與2,5-二羥基對苯二甲醛反應(yīng)制得。

7、一種防水耐磨纖維的制備方法，所述防水耐磨纖維的制備方法主要包括以下制備步驟：

8、（1）將對硝基苯甲醛混合液升溫至130~150℃，在200~300r/min，25~35min內(nèi)勻速加入對硝基苯甲醛混合液質(zhì)量0.24~0.26倍的吡咯混合液，繼續(xù)攪拌100~140min，加入對硝基苯甲醛混合液質(zhì)量1.2~1.3倍的乙醇，在2~6℃下靜置22~24h，過濾，用乙醇洗滌3~5次，在70~80℃下干燥4~6h，制得硝基化卟啉；將硝基化卟啉與鉑按質(zhì)量比1：0.03~0.05混合，在250~270℃下通入氫氣，反應(yīng)8~10h，制得氨基化卟啉；

9、（2）將氨基化卟啉和二甲基甲酰胺按質(zhì)量比3.5~4.5：1混合，在200~300r/min，160~170℃下，25~35min內(nèi)勻速加入氨基化卟啉質(zhì)量2~3倍的醋酸鋅，繼續(xù)攪拌100~140min，加入氨基化卟啉質(zhì)量3~5倍的去離子水，在2~6℃下靜置22~24h，過濾，在-10~0℃下真空干燥22~26h，制得氨基化金屬卟啉；將氨基化金屬卟啉、2,5-二羥基對苯二甲醛和乙醇按摩爾比1：0.8~0.9：10~12混合均勻，靜置20~30min，在70~80℃下干燥5~7h，制得改性氨基化金屬卟啉；

10、（3）將對苯二甲酸二甲酯、2-甲基-1,4-丁二醇和苯基二氯膦按摩爾比3~5：4~6：1混合均勻，再加入對苯二甲酸二甲酯質(zhì)量0.01~0.02倍的氯化鋁，在210~220℃，200~300r/min，氮氣保護(hù)下，攪拌10~12h，制得預(yù)改性聚酯；將預(yù)改性聚酯、1,4-二氯甲氧基丁烷、二氯甲烷和氯化錫按質(zhì)量比1：0.2~0.3：5~7：0.03~0.05混合，在200~300r/min下攪拌7~9h，在30~40℃下干燥5~7h，用去離子水洗滌3~5次，在-10~0℃下真空干燥22~24h，制得氯化聚酯；

11、（4）將氯化聚酯、氯基化納米二氧化鈦、改性氨基化金屬卟啉和乙醇按質(zhì)量比8~10：0.8~1.2：2~4：16~20混合，在200~300r/min下攪拌20~40min，在70~80℃下干燥5~7h，制得改性聚酯；

12、（5）將改性聚酯進(jìn)行熔體靜電紡絲，在90~100℃下靜置6~8h，自然冷卻至室溫，制得改性聚酯纖維；將改性聚酯纖維浸沒在表面處理液中，放置在密閉的光反應(yīng)器中，室溫下，用40w，波長為370nm的紫色led燈照射反應(yīng)48~50h，取出，浸沒在去離子水中超聲10~20min，在-10~-1℃下真空干燥22~24h，制得防水耐磨纖維。

13、作為優(yōu)化，步驟（1）所述對硝基苯甲醛混合液是將丙酸和對硝基苯甲醛按質(zhì)量比9~11：1混合均勻，配制而成。

14、作為優(yōu)化，步驟（1）所述吡咯混合液是將丙酸和吡咯按質(zhì)量比1：0.6~0.7混合均勻，配制而成。

15、作為優(yōu)化，步驟（4）所述氯基化納米二氧化鈦是將納米二氧化鈦、3-氯丙基三甲氧基硅烷和異丙醇按質(zhì)量比1：1：6~8混合均勻，在85~95℃，200~300r/min攪拌反應(yīng)5~7h，離心分離取固體，用去離子水洗滌3~5次，在90~100℃下干燥2~4h制得。

16、作為優(yōu)化，步驟（5）所述熔體靜電紡絲參數(shù)為紡絲溫度260~280℃、出料口徑0.8~1.2mm、紡絲電壓26~30kv、接收距離16~18cm。

17、作為優(yōu)化，步驟（5）所述表面處理液是在氮氣保護(hù)下，將二苯甲酮、乙腈和n-(三氟甲硫基)鄰苯二甲酰亞胺按質(zhì)量比1：0.08~0.12：7~8混合均勻配制而成。

18、作為優(yōu)化，步驟（1）所述氨基化卟啉的制備過程如下：

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21、作為優(yōu)化，步驟（2）所述改性氨基化金屬卟啉的制備過程如下：

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24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：

25、本發(fā)明在制備防水耐磨纖維時，將對硝基苯甲醛依次與吡咯、氫氣、醋酸鋅和2,5-二羥基對苯二甲醛反應(yīng)制得改性氨基化金屬卟啉；將納米二氧化鈦、3-氯丙基三甲氧基硅烷反應(yīng)制得氯基化納米二氧化鈦；將對苯二甲酸二甲酯、2-甲基-1,4-丁二醇和苯基二氯膦反應(yīng)制得預(yù)改性聚酯；將預(yù)改性聚酯與1,4-二氯甲氧基丁烷反應(yīng)制得氯化聚酯；將氯化聚酯、氯基化納米二氧化鈦、改性氨基化金屬卟啉反應(yīng)制得改性聚酯；將改性聚酯熔體靜電紡絲后浸沒在表面處理液中經(jīng)表面處理制得制得防水耐磨纖維。

26、首先，將對硝基苯甲醛依次與吡咯、氫氣、醋酸鋅和2,5-二羥基對苯二甲醛反應(yīng)制得改性氨基化金屬卟啉；金屬卟啉可以在光催化下分解油脂，可以在光下催化人體產(chǎn)生的油脂；金屬卟啉可以釋放鋅離子，鋅離子可以通過與細(xì)菌細(xì)胞的負(fù)離子交互作用，導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的酶和其他蛋白質(zhì)機制的異常，從而破壞其生物膜和代謝基礎(chǔ)，另外，鋅離子可以影響細(xì)菌的dna復(fù)制和轉(zhuǎn)錄作用，阻礙其生長和繁殖，達(dá)到抑制和殺滅細(xì)菌的效果；氨基化金屬卟啉可以在吸熱后分解產(chǎn)生不燃性氣體，一方面可以稀釋空氣中的氧和聚合物受熱分解產(chǎn)生的可燃物的濃度，另一方面分解產(chǎn)生的氮的氧化物碰捕捉自由基，抑制高聚物的鏈鎖反應(yīng)，提高材料的阻燃能力；氨基化金屬卟啉表面的氨基與醛基反應(yīng)，形成希夫堿結(jié)構(gòu)，與苯環(huán)表面羥基相互作用，達(dá)到紫外吸收的能力，從而達(dá)到抗老化效果。

27、其次，將納米二氧化鈦、3-氯丙基三甲氧基硅烷反應(yīng)制得氯基化納米二氧化鈦；將對苯二甲酸二甲酯、2-甲基-1,4-丁二醇和苯基二氯膦反應(yīng)制得預(yù)改性聚酯；二氧化鈦具有較高的比表面積，能夠有效地吸附并固定在表面的微生物，種物理吸附作用可以阻止微生物的正常生長和繁殖，從而達(dá)到抗菌的目的，此外，二氧化鈦還能干擾細(xì)菌的生長周期，破壞其生物膜結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步抑制細(xì)菌的生長和繁殖，達(dá)到抑制和殺滅細(xì)菌的效果；且納米二氧化鈦還可以增強纖維的耐磨能力和增強金屬卟啉的光催化分解油脂的效果；聚酯主鏈中含磷，有機磷可以產(chǎn)生含磷自由基，能夠捕獲火焰區(qū)域的氫自由基及羥基自由基，中斷聚合物燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)從而減緩燃燒，且可以在燃燒過程中生成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且不易揮發(fā)的聚偏磷酸，聚偏磷酸具有較強的脫水作用，受熱過程中促使聚合物碳化成致密難燃的炭化層，炭化層覆蓋在聚合物表面，隔絕底部材料與外界氧氣的接觸、阻礙外部熱量傳遞至基體材料，從而有效的阻止材料進(jìn)一步熱解進(jìn)而終止材料的燃燒，提高材料的阻燃能力。

28、最后，將預(yù)改性聚酯與1,4-二氯甲氧基丁烷反應(yīng)制得氯化聚酯；將氯化聚酯、氯基化納米二氧化鈦、改性氨基化金屬卟啉反應(yīng)制得改性聚酯；將改性聚酯熔體靜電紡絲后浸沒在表面處理液中經(jīng)表面處理制得制得防水耐磨纖維；將預(yù)改性聚酯與1,4-二氯甲氧基丁烷反應(yīng)使聚酯主鏈的苯上含氯；在制備改性氨基化金屬卟啉時，控制氨基化金屬卟啉過量，使改性氨基化金屬卟啉表面含部分未反應(yīng)的氨基，使與后續(xù)氯基化納米二氧化鈦和氯化聚酯達(dá)到更好的結(jié)合效果；經(jīng)表面處理液處理的纖維表面富含氟，可以降低表面自由能，減少表面與其他物質(zhì)的接觸能力，從而達(dá)到防水效果；還可以在火災(zāi)發(fā)生時分解，產(chǎn)生氟化氫氣體，氟化氫氣體可以與火焰中的自由基發(fā)生氫原子取代反應(yīng)，從而破壞火焰鏈反應(yīng)的進(jìn)行，減緩或抑制火焰的蔓延，此外，氟化氫還能與氫原子形成氫氟酸，使得火焰的燃燒速率降低，起到阻燃的效果，還可以在表面形成一層保護(hù)膜，阻止氧氣和燃料的進(jìn)一步接觸，減緩火焰的蔓延速度，提高材料的阻燃能力。