一种防紫外线吸声窗帘及其制备方法与流程

本发明涉及新材料领域，具体为一种防紫外线吸声窗帘及其制备方法。
背景技术：
：随着楼房的日益建造，人们对窗帘的需求越来越多。窗帘逐渐成为生活必需品窗帘也不仅仅只具有遮光的性能，还具备防紫外线、吸声、吸湿等性能。传统的防紫外线窗帘的面料质地较硬，长时间使用后面料上出现的折痕很难恢复，窗帘的内侧容易粘黏污渍，而清洗后面料会受到较大损伤，影响窗帘的防紫外线、吸声等效果。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种防紫外线吸声窗帘及其制备方法，以解决上述
背景技术：
中提出的问题。为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供如下技术方案：一种防紫外线吸声窗帘的制备方法，其特征在于，制备防紫外线吸声窗帘的工艺流程为：一次静电纺丝液制备，一次静电纺丝，腈纶纤维粗化，二次静电纺丝液制备，二次静电纺丝，制备防紫外线吸声窗帘的纤维制备，防紫外线吸声窗制备。优选的，包括以下具体步骤：(1)将聚苯胺与二甲基亚砜按一定质量比混合，置于磁力搅拌器内搅拌均匀制得一次静电纺丝液；(2)将一次静电纺丝液注入静电纺丝设备的注射器中，利用静电纺丝设备在铝合金板上制备成腈纶纤维，静电纺丝时，流量为0.3～0.5ml/h，针头头端与铝合金板的距离为10～15cm，电压为10～15kv，针头探出距离为5～8cm，环境温度为25～30℃，相对湿度40～50℃，得到带有腈纶纤维的铝合金板；(3)将带有腈纶纤维的铝合金板浸入质量分数为10～20％的氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液没过制备腈纶纤维的铝合金板，浸泡温度为40～60℃，时间为5～15min，取出后，用蒸馏水清洗3～5次；(4)将六氟异丙醇、三氟乙醇与胶原蛋白按一定质量比混合，并调节溶液ph，搅拌均匀制得二次静电纺丝溶液，立刻进行二次静电纺丝；(5)将二次静电纺丝液注入静电纺丝设备的注射器中，利用静电纺丝设备在浸泡后带有腈纶纤维的铝合金板上进行二次静电纺丝，流量为0.15～0.25ml/h，针头头端与铝合金板的距离为10～15cm，电压为10～15kv，针头探出距离为5～8cm，环境温度为25～30℃，相对湿度40～50℃，制得改性腈纶纤维；(6)将改性腈纶纤维浸于硝酸锆溶液中，搅拌均匀，加入甲酰胺搅拌30min后，再加入环氧丙烷搅拌15min，制得混液；(7)将聚酰亚胺置于高温管式炉中，升温至140～150℃，保温1.5～2h后升温至240～250℃，保温0.5～1h后升温至330～430℃，再保温1～1.5h后自然冷却制得高温亚胺化的聚酰亚胺；(8)将高温亚胺化的聚酰亚胺加入至步骤(6)制得的混液中，搅拌均匀，放入60～70℃水浴中进行凝胶和陈化，时间为20～30min，陈化后将改性腈纶纤维捞出，再浸于无水乙醇溶液中，浸泡2～4min后，捞出，在烘箱中60℃干燥，制得用来制备防紫外线吸声窗帘的纤维；(9)将用来制备防紫外线吸声窗帘的纤维编织成克重为200g/m2的面料，制成防紫外线吸声窗帘。优选的，上述步骤(1)中：聚苯胺与二甲基亚砜质量比为3：16～3：18。优选的，上述步骤(4)中：六氟异丙醇、三氟乙醇与胶原蛋白质量比为1：1：1；调节溶液ph至1～3或9～11。优选的，上述步骤(5)中：二次静电纺丝液与一次静电纺丝液体积比为1：3～1：4。优选的，上述步骤(6)中：硝酸锆溶液为蒸馏水、无水乙醇、硝酸锆按质量比5：5：2混合制得；改性腈纶纤维与硝酸锆质量比为5：1～6：1。优选的，上述步骤(6)中：硝酸锆、甲酰胺、环氧丙烷质量比为1：1：8。优选的，上述步骤(8)中：高温亚胺化的聚酰亚胺与硝酸锆质量比为3：1。本发明第二方面，防紫外线吸声窗帘的制备方法，其特征在于，所述防紫外线吸声窗帘的制备方法制得的防紫外线吸声窗帘，包括以下重量份数的原料：30～60份一次静电纺丝液、10～20份二次静电纺丝液、8～15份硝酸锆、24～45份聚酰亚胺；所述一次静电纺丝液为聚苯胺与二甲基亚砜按一定质量比均匀混合制得；所述二次静电纺丝液为六氟异丙醇、三氟乙醇与胶原蛋白按一定质量比混合并调节ph制得。与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明使用具备防紫外线性能的改性腈纶纤维进行制备防紫外线吸声窗帘；首先配置聚丙烯腈静电纺丝液进行静电纺丝，喷出的腈纶纤维在铝合金板表面生成；将腈纶纤维进行粗化后，再配置呈酸性或碱性的胶原蛋白静电纺丝液，立刻进行二次静电纺丝，在腈纶纤维表面进行胶原蛋白纤维的生成，静电纺丝完成后在微波的条件下自然冷却，制得改性腈纶纤维；粗化后的腈纶纤维表面边粗糙，便于与胶原蛋白纤维结合；呈酸性或碱性的胶原蛋白静电纺丝液中的胶原蛋白在短暂的酸性或碱性条件下，胶原蛋白中的离子键和氢键被部分打开，将胶原蛋白溶胀、溶解，使胶原蛋白的三螺旋结构打开；二次静电纺丝后三螺旋结构打开的胶原蛋白在腈纶纤维表面形成第二层纤维，通电得铝合金板温度升高，使胶原蛋白纤维软化，并包覆在腈纶纤维外侧，在微波条件下自然冷却的胶原蛋白纤维重新在腈纶纤维表面恢复三螺旋结构的同时，胶原蛋白的表面会产生凹坑，三螺旋结构并带有凹坑的胶原蛋白纤维将腈纶纤维紧密包覆；使用这种改性腈纶纤维制得的窗帘，耐磨性和吸湿性大大增加，不仅使窗帘获得耐洗性能，经过多次洗涤仍然具备防紫外线的能力，还使窗帘具备吸湿性能，防紫外线的同时改善室内的潮湿的现象。将改性腈纶纤维先浸入硝酸锆溶液中，使水和羟基锆离子被吸附到胶原蛋白纤维与腈纶纤维的缝隙中，再采用溶液凝胶法在硝酸锆改性腈纶纤维溶液中进行二氧化锆气凝胶的制备，进行凝胶化时高温亚胺化的聚酰亚胺，制得用来制备防紫外线吸声窗帘的纤维；水和羟基锆离子被吸附到胶原蛋白纤维与腈纶纤维的缝隙中，使得生成的三维网络结构的二氧化锆气凝胶会纠缠在胶原蛋白纤维与腈纶纤维之间，使二氧化锆气凝胶紧密的与改性纤维结合，使窗帘具备吸声能力；亚胺化后的聚酰亚胺更具韧性，形成水凝胶后将改性腈纶纤维的缝隙全部填满在经冷冻干燥形成气凝胶膜，将改性腈纶纤维中含有气凝胶的凹坑密封，增强吸声效果的同时，使用时聚酰亚胺气凝胶膜吸湿后软化，增强了纤维的柔韧性，进而使窗帘具备抗折的性能。具体实施方式下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的抗菌易去污合成树脂的各指标测试方法如下：耐洗性能：将实施例1、2与对比例1、2、3分别测试清洗0、20、30、50、100次后，防紫外线吸声窗帘的防紫外线性能和吸声性能，防紫外线性能使用岛津uv-2550型紫外可见光分光光度计测试窗帘对波长范围在280～320nm内的紫外线的透过率，透过率越小防紫外线性能越好；吸声系数根据gb/t18696.2-2002《声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第二部分：传递函数法》进行测定，吸声系数超过0.56，即为吸声材料，且吸声系数越高，吸声效果越好。吸湿性能：将实施例1、2与对比例1、2放在同一潮湿环境，分别称量24h前后的重量进行对比，重量越重，吸湿效果越好。抗折性能：将实施例1、2与对比例3折至同一角度，记录恢复平整时的时间进行对比，时间越短，抗折性能越好。实施例1一种防紫外线吸声窗帘，按重量份数计，主要包括：30份的一次静电纺丝液、10份的二次静电纺丝液、8份的硝酸锆、24份的聚酰亚胺。一种防紫外线吸声窗帘的制备，所述防紫外线吸声窗帘制备方法为：(1)将聚苯胺与二甲基亚砜按一定质量比3：16混合，置于磁力搅拌器内搅拌均匀制得一次静电纺丝液；(2)将一次静电纺丝液注入静电纺丝设备的注射器中，利用静电纺丝设备在铝合金板上制备成腈纶纤维，静电纺丝时，流量为0.3ml/h，针头头端与铝合金板的距离为10cm，电压为10kv，针头探出距离为5cm，环境温度为25℃，相对湿度40℃，得到带有腈纶纤维的铝合金板；(3)将带有腈纶纤维的铝合金板浸入质量分数为10％的氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液没过制备腈纶纤维的铝合金板，浸泡温度为40℃，时间为8min，取出后，用蒸馏水清洗3次；(4)将六氟异丙醇、三氟乙醇与胶原蛋白按一定质量比1：1：1混合，并调节溶液ph至2，搅拌均匀制得二次静电纺丝溶液，立刻进行二次静电纺丝；(5)将二次静电纺丝液注入静电纺丝设备的注射器中，二次静电纺丝液与一次静电纺丝液体积比为1：3，利用静电纺丝设备在浸泡后带有腈纶纤维的铝合金板上进行二次静电纺丝，流量为0.15ml/h，针头头端与铝合金板的距离为10cm，电压为10kv，针头探出距离为55cm，环境温度为25℃，相对湿度40℃，制得改性腈纶纤维；(6)将改性腈纶纤维浸于硝酸锆溶液中，硝酸锆溶液为蒸馏水、无水乙醇、硝酸锆按质量比5：5：2混合制得，搅拌均匀，加入甲酰胺搅拌30min后，再加入环氧丙烷搅拌15min，制得混液；(7)将聚酰亚胺置于高温管式炉中，升温至140℃，保温1.5h后升温至240℃，保温0.5h后升温至330℃，再保温1h后自然冷却制得高温亚胺化的聚酰亚胺；(8)将硝酸锆质量3倍质量的高温亚胺化的聚酰亚胺加入至步骤(6)制得的混液中，搅拌均匀，放入60℃水浴中进行凝胶和陈化，时间为20min，陈化后将改性腈纶纤维捞出，再浸于无水乙醇溶液中，浸泡2min后，捞出，在烘箱中60℃干燥，制得用来制备防紫外线吸声窗帘的纤维；(9)将用来制备防紫外线吸声窗帘的纤维编织成克重为200g/m2的面料，制成防紫外线吸声窗帘。实施例2一种防紫外线吸声窗帘，按重量份数计，主要包括：60份的一次静电纺丝液、20份的二次静电纺丝液、15份的硝酸锆、45份的聚酰亚胺。一种防紫外线吸声窗帘的制备，所述防紫外线吸声窗帘制备方法为：(1)将聚苯胺与二甲基亚砜按一定质量比3：18混合，置于磁力搅拌器内搅拌均匀制得一次静电纺丝液；(2)将一次静电纺丝液注入静电纺丝设备的注射器中，利用静电纺丝设备在铝合金板上制备成腈纶纤维，静电纺丝时，流量为0.5ml/h，针头头端与铝合金板的距离为15cm，电压为15kv，针头探出距离为8cm，环境温度为30℃，相对湿度50℃，得到带有腈纶纤维的铝合金板；(3)将带有腈纶纤维的铝合金板浸入质量分数为20％的氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液没过制备腈纶纤维的铝合金板，浸泡温度为60℃，时间为15min，取出后，用蒸馏水清洗3次；(4)将六氟异丙醇、三氟乙醇与胶原蛋白按一定质量比1：1：1混合，并调节溶液ph至11，搅拌均匀制得二次静电纺丝溶液，立刻进行二次静电纺丝；(5)将二次静电纺丝液注入静电纺丝设备的注射器中，二次静电纺丝液与一次静电纺丝液体积比为1：3，利用静电纺丝设备在浸泡后带有腈纶纤维的铝合金板上进行二次静电纺丝，流量为0.25ml/h，针头头端与铝合金板的距离为15cm，电压为15kv，针头探出距离为8cm，环境温度为30℃，相对湿度50℃，制得改性腈纶纤维；(6)将改性腈纶纤维浸于硝酸锆溶液中，硝酸锆溶液为蒸馏水、无水乙醇、硝酸锆按质量比5：5：2混合制得，搅拌均匀，加入甲酰胺搅拌30min后，再加入环氧丙烷搅拌15min，制得混液；(7)将聚酰亚胺置于高温管式炉中，升温至150℃，保温1.5h后升温至250℃，保温0.5h后升温至430℃，再保温1h后自然冷却制得高温亚胺化的聚酰亚胺；(8)将硝酸锆质量3倍质量的高温亚胺化的聚酰亚胺加入至步骤(6)制得的混液中，搅拌均匀，放入70℃水浴中进行凝胶和陈化，时间为30min，陈化后将改性腈纶纤维捞出，再浸于无水乙醇溶液中，浸泡4min后，捞出，在烘箱中60℃干燥，制得用来制备防紫外线吸声窗帘的纤维；(9)将用来制备防紫外线吸声窗帘的纤维编织成面料克重为200g/m2的，制成防紫外线吸声窗帘。对比例1一种防紫外线吸声窗帘，按重量份数计，主要包括：40份的静电纺丝液、8份的硝酸锆、24份的聚酰亚胺。一种防紫外线吸声窗帘的制备，所述防紫外线吸声窗帘制备方法为：(1)将聚苯胺与二甲基亚砜按一定质量比3：16混合，置于磁力搅拌器内搅拌均匀，制得腈纶纤维纺丝液；将六氟异丙醇、三氟乙醇与胶原蛋白按一定质量比1：1：1混合，并调节溶液ph至2，搅拌均匀制得胶原蛋白纺丝液，将腈纶纤维纺丝液与胶原蛋白纺丝液按体积比1：3混合，制得静电纺丝液；(2)将静电纺丝液注入静电纺丝设备的注射器中，利用静电纺丝设备在铝合金板上制备成腈纶纤维，静电纺丝时，流量为0.3ml/h，针头头端与铝合金板的距离为10cm，电压为10kv，针头探出距离为5cm，环境温度为25℃，相对湿度40℃，得到带有改性腈纶纤维的铝合金板；(3)将带有改性腈纶纤维的铝合金板浸入质量分数为10％的氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液没过制备腈纶纤维的铝合金板，浸泡温度为40℃，时间为8min，取出后，用蒸馏水清洗3次，制得改性腈纶纤维；(4)将改性腈纶纤维浸于硝酸锆溶液中，硝酸锆溶液为蒸馏水、无水乙醇、硝酸锆按质量比5：5：2混合制得，搅拌均匀，加入甲酰胺搅拌30min后，再加入环氧丙烷搅拌15min，制得混液；(5)将聚酰亚胺置于高温管式炉中，升温至140℃，保温1.5h后升温至240℃，保温0.5h后升温至330℃，再保温1h后自然冷却制得高温亚胺化的聚酰亚胺；(6)将硝酸锆质量3倍质量的高温亚胺化的聚酰亚胺加入至步骤(6)制得的混液中，搅拌均匀，放入60℃水浴中进行凝胶和陈化，时间为20min，陈化后将改性腈纶纤维捞出，再浸于无水乙醇溶液中，浸泡2min后，捞出，在烘箱中60℃干燥，制得用来制备防紫外线吸声窗帘的纤维；(7)将用来制备防紫外线吸声窗帘的纤维编织成克重为200g/m2的面料，制成防紫外线吸声窗帘。对比例2一种防紫外线吸声窗帘，按重量份数计，主要包括：30份的一次静电纺丝液、10份的二次静电纺丝液、8份的硝酸锆、24份的聚酰亚胺。一种防紫外线吸声窗帘的制备，所述防紫外线吸声窗帘制备方法为：(1)将聚苯胺与二甲基亚砜按一定质量比3：16混合，置于磁力搅拌器内搅拌均匀制得一次静电纺丝液；(2)将一次静电纺丝液注入静电纺丝设备的注射器中，利用静电纺丝设备在铝合金板上制备成腈纶纤维，静电纺丝时，流量为0.3ml/h，针头头端与铝合金板的距离为10cm，电压为10kv，针头探出距离为5cm，环境温度为25℃，相对湿度40℃，制得腈纶纤维；(3)将带有腈纶纤维的铝合金板浸入质量分数为10％的氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液没过制备腈纶纤维的铝合金板，浸泡温度为40℃，时间为8min，取出后，用蒸馏水清洗3次；(4)将腈纶纤维浸于硝酸锆溶液中，硝酸锆溶液为蒸馏水、无水乙醇、硝酸锆按质量比5：5：2混合制得，搅拌均匀，加入甲酰胺搅拌30min后，再加入环氧丙烷搅拌15min，制得混液；(5)将聚酰亚胺置于高温管式炉中，升温至140℃，保温1.5h后升温至240℃，保温0.5h后升温至330℃，再保温1h后自然冷却制得高温亚胺化的聚酰亚胺；(6)将硝酸锆质量3倍质量的高温亚胺化的聚酰亚胺加入至步骤(6)制得的混液中，搅拌均匀，放入60℃水浴中进行凝胶和陈化，时间为20min，陈化后将腈纶纤维捞出，再浸于无水乙醇溶液中，浸泡2min后，捞出，在烘箱中60℃干燥，制得用来制备防紫外线吸声窗帘的纤维；(7)将用来制备防紫外线吸声窗帘的纤维编织成克重为200g/m2的面料，制成防紫外线吸声窗帘。对比例3一种防紫外线吸声窗帘，按重量份数计，主要包括：30份的一次静电纺丝液、10份的二次静电纺丝液、8份的硝酸锆、24份的聚酰亚胺。一种防紫外线吸声窗帘的制备，所述防紫外线吸声窗帘制备方法为：(1)将聚苯胺与二甲基亚砜按一定质量比3：16混合，置于磁力搅拌器内搅拌均匀制得一次静电纺丝液；(2)将一次静电纺丝液注入静电纺丝设备的注射器中，利用静电纺丝设备在铝合金板上制备成腈纶纤维，静电纺丝时，流量为0.3ml/h，针头头端与铝合金板的距离为10cm，电压为10kv，针头探出距离为5cm，环境温度为25℃，相对湿度40℃，得到带有腈纶纤维的铝合金板；(3)将带有腈纶纤维的铝合金板浸入质量分数为10％的氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液没过制备腈纶纤维的铝合金板，浸泡温度为40℃，时间为8min，取出后，用蒸馏水清洗3次；(4)将六氟异丙醇、三氟乙醇与胶原蛋白按一定质量比1：1：1混合，并调节溶液ph至2，搅拌均匀制得二次静电纺丝溶液，立刻进行二次静电纺丝；(5)将二次静电纺丝液注入静电纺丝设备的注射器中，二次静电纺丝液与一次静电纺丝液体积比为1：3，利用静电纺丝设备在浸泡后带有腈纶纤维的铝合金板进行二次静电纺丝，流量为0.15ml/h，针头头端与铝合金板的距离为10cm，电压为10kv，针头探出距离为55cm，环境温度为25℃，相对湿度40℃，制得改性腈纶纤维；(6)将改性腈纶纤维浸于硝酸锆溶液中，硝酸锆溶液为蒸馏水、无水乙醇、硝酸锆按质量比5：5：2混合制得，搅拌均匀，加入甲酰胺搅拌30min后，再加入环氧丙烷搅拌15min，制得混液；(8)将混液放入60℃水浴中进行凝胶和陈化，时间为20min，陈化后将改性腈纶纤维捞出，再浸于无水乙醇溶液中，浸泡2min后，捞出，在烘箱中60℃干燥，制得用来制备防紫外线吸声窗帘的纤维；(9)将用来制备防紫外线吸声窗帘的纤维编织成克重为200g/m2的面料，制成防紫外线吸声窗帘。效果例1下表1给出了采用本发明将实施例1、2与对比例1、2、3分别测试清洗0、20、30、50、100次后，防紫外线吸声窗帘的防紫外线性能和吸声性能分析结果。表1通过实施例1、2与对比例1、2清洗前的防紫外线性能和吸声性能对比，可以明显发现实施例1、2制备的防紫外线吸声窗帘的防紫外线和吸声性能都较强，说明通过在使用腈纶纤维和胶原蛋白纤维的结合并在腈纶纤维表面制备胶原蛋白纤维来制备改性腈纶纤维进行防紫外线吸声窗帘的制备，可以明显增强防紫外线和吸声性能；通过实施例1、2与对比例1、2、3清洗前后的防紫外线性能和吸声性能对比可以明显发现实施例1、2制备的防紫外线吸声窗帘经过多次清洗，紫外线透过率和吸声系数变化不大，说明通过在使用腈纶纤维和胶原蛋白纤维的结合并在腈纶纤维表面制备胶原蛋白纤维来制备改性腈纶纤维进行防紫外线吸声窗帘的制备，与加入二氧化锆气凝胶和高温亚胺化的聚酰亚胺，使得防紫外线吸声窗帘具备耐洗性能。效果例2下表2给出了采用本发明将实施例1、2与对比例1、2吸湿性分析结果。表224h前重量(g)24h后重量(g)实施例115.918.4实施例216.219.1对比例114.715.9对比例214.916.2通过实施例1、2与对比例1、2的实验数据比较可明显发现，说明使用腈纶纤维和胶原蛋白纤维的结合并在腈纶纤维表面制备胶原蛋白纤维来制备改性腈纶纤维进行防紫外线吸声窗帘的制备，明显增加本产品的吸湿性能。效果例3下表3给出了采用本发明将实施例1、2与对比例3抗折性能分析结果。表2恢复平整时(min)实施例11.3实施例21.2对比例33.6通过实施例1、2与对比例3的实验数据比较可明显发现，加入高温亚胺化的聚酰亚胺，可以明显增强改性腈纶纤维的柔韧性，制备得到的防紫外线吸声窗帘具备较强的抗折性能。最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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的说明，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。当前第1页12