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1.本发明属于化学纤维材料技术领域，具体涉及一种凉感功能母粒、凉感纤维及其制备方法和应用。
2.凉感纤维是指在于提供能够防止湿润时的不舒适感，并且接触冷感优异的纤维，其原理是利用自然界中吸热速度慢，散热速度快的介质添加到涤纶、锦纶、再生纤维素纤维等载体中，所编织的面料就会有在接触皮肤的瞬间产生优异凉感。通常的工艺为将凉感因子(即上文所述吸热速度慢，散热速度快的介质)和载体混合，将所得的凉感功能母粒制备成凉感纤维。
3.目前，市场上常见的凉感纤维(如玉石纤维以及合成氮化铝纤维)，吸热快且散热快，制成服装穿着时，第一时间体感会很凉爽，但随着穿着时间的延长，也会慢慢升温，失去凉感效果，凉感效果欠佳。
4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种凉感功能母粒，由本发明提供的凉感功能母粒制备的凉感纤维具有瞬间凉感优异和凉感持续保持时间长的特点。
8.将所述纳米插层冰莹玉、硫酸、硝酸和高锰酸钾混合，将所得的混合料与氧化锌混合，进行改性，得到改性冰莹玉；
9.将所述改性冰莹玉、树脂载体、分散剂和抗氧剂混合，进行熔融共混挤出，得到凉感功能母粒。
10.优选的，所述水热离子交换反应的温度为150～180℃，压力为0.35～0.5mpa。
14.本发明还提供了凉感纤维，包括凉感纤维长丝或凉感纤维短纤，所述凉感纤维的制备料包括上述技术方案所述的凉感功能母粒。
16.本发明还提供了上述技术方案所述的凉感纤维的制备方法，当所述凉感纤维为凉感纤维长丝时，所述凉感纤维长丝的制备方法包括以下步骤：
19.本发明还提供了上述技术方案所述的凉感纤维的制备方法，当所述凉感纤维为凉
20.将凉感功能母粒与载体切片混合，进行熔融法纺丝，将所得的纤维丝进行卷绕、成型和集束，得到原丝；
21.将所述原丝依次进行后道牵伸、定型、卷曲和切断，得到所述凉感纤维短纤。
22.本发明还提供了上述技术方案所述凉感纤维或上述技术方案所述制备方法制备的凉感纤维在凉感纺织品中的应用。
23.本发明提供了一种凉感功能母粒的制备方法，包括以下步骤：将冰莹玉与硝酸锂混合，进行水热离子交换反应，得到纳米插层冰莹玉；将所述纳米插层冰莹玉、硫酸、硝酸和高锰酸钾混合，将所得的混合料与氧化锌混合，进行改性，得到改性冰莹玉；将所述改性冰莹玉、树脂载体、分散剂和抗氧剂混合，进行熔融共混挤出，得到凉感功能母粒。在本发明中，冰莹玉具有吸热慢、散热快的特点，有利于提供优良的凉感；冰莹玉与硝酸锂混合，进行水热离子交换反应，以锂离子取代冰莹玉片层间的钾离子，同时水相的水热离子交换反应下，锂离子包覆一层水化膜，锂离子之水合半径大于钾离子，达到促进冰莹玉的二氧化硅片脱层目的，使分层改性后的冰莹玉二氧化硅粉体进一步分散，粒径缩小，二氧化硅片层接枝上锂离子，得到带电荷、高吸附力、超亲水、吸湿且有凉感效应的纳米插层冰莹玉；将所述纳米插层冰莹玉、硫酸、硝酸和高锰酸钾混合，有利于使纳米插层冰莹玉产生
二氧化硅接枝结构，提高改性冰莹玉的紫外线反射性能，有利于得到具有凉感、抗菌和抗紫外性能的凉感功能母粒。改性冰莹玉的片层结构的二氧化硅结构使热量沿片层结构迅速传导，使得纤维导热系数明显提升；同时材料的片层层叠结构使其具有较高的热扩散系数，达到10
‑6m2/s，改性冰莹玉相较普通岩石的热扩散系数高了两个数量级)，使得凉感功能母粒温升慢，长期凉感效果优异。
24.实验结果表明，本发明制备方法提供的凉感功能母粒瞬间凉感系数为0.17～0.25，紫外线，具有优异的瞬间凉感和防紫外线性能；白色念珠菌抑菌率为95％，金黄色葡萄球菌抑菌率为98％，大肠杆菌抑菌率为96～99％，具有优异的抑菌率。
26.将冰莹玉与硝酸锂混合，进行水热离子交换反应，得到纳米插层冰莹玉；
27.将所述纳米插层冰莹玉、硫酸、硝酸和高锰酸钾混合，将所得的混合料与氧化锌混合，进行改性，得到改性冰莹玉；
28.将所述改性冰莹玉、树脂载体、分散剂和抗氧剂混合，进行熔融共混挤出，得到凉感功能母粒。
29.在本发明中，若无特殊说明，所述制备方法中各组分采用本领域技术人员熟知的市售商品。
30.本发明将冰莹玉与硝酸锂混合，进行水热离子交换反应，得到纳米插层冰莹玉。
31.本发明对所述冰莹玉没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的冰莹玉即可。本发明对所述冰莹玉的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的来源即可。在本发明中，所述冰莹玉的化学组成包括sio2以及微量元素，所述微量元素包括k、ca、al和mg。在本
32.在本发明中，所述冰莹玉的粒径优选≤500nm。在将冰莹玉与硝酸锂混合前，本发明优选将冰莹玉进行研磨。在本发明中，所述研磨的设备优选为粉碎机。在本发明中，所述研磨中的转速优选为3000rpm；本发明对所述研磨没有特殊限定，以保证研磨所得的冰莹玉的粒径≤500nm为准。
33.在本发明中，所述冰莹玉与硝酸锂的质量比优选为(80～95)：(5～20)，更优选为(85～92)：(8～15)，再优选为(91～92)：(8～9)。
34.在本发明中，所述水热离子交换反应的温度优选为150～180℃，更优选为155～175℃；压力优选为0.35～0.5mpa，更优选为0.4～0.5mpa。在本发明中，所述水热离子交换反应的时间优选为12～60h，更优选为24～48h，再优选为24～36h。
36.在本发明中，冰莹玉与硝酸锂混合，进行水热离子交换反应，以锂离子取代冰莹玉片层间的钾离子，同时水相的水热离子交换反应下，锂离子包覆一层水化膜，锂离子之水合半径大于钾离子，达到促进冰莹玉的二氧化硅片脱层目的，使分层改性后的冰莹玉二氧化硅粉体进一步分散，粒径缩小，得到带电荷、高吸附力、超亲水、吸湿且有凉感效应的纳米插层冰莹玉。
37.得到纳米插层冰莹玉后，本发明将所述纳米插层冰莹玉、硫酸、硝酸和高锰酸钾混合，将所得的混合料与氧化锌混合，进行改性，得到改性冰莹玉。
38.在本发明中，所述硫酸的质量百分比浓度优选为30％。在本发明中，所述硝酸的质量百分比浓度优选为10％。在本发明中，所述硫酸、硝酸和高锰酸钾的质量比优选为(60～70)：(10～20)：(20)，更优选为(60～65)：(15～20)：(15～20)。在本发明中，所述纳米插层冰莹玉和硫酸的质量比优选为(10～30)：(70～90)，更优选为(12～15)：(85～88)。
39.本发明将所述纳米插层冰莹玉、硫酸、硝酸和高锰酸钾混合，有利于使纳米插层冰莹玉产生
40.在本发明中，所述氧化锌优选为纳米氧化锌。在本发明中，所述氧化锌的粒径优选为50～100nm。在本发明中，所述氧化锌与所述混合料(所述混合料为所述纳米插层冰莹玉、硫酸、硝酸和高锰酸钾的混合物)的质量比优选为2：(98～100)，更优选为2：(99～100)。
41.在本发明中，所述改性的温度优选为150～180℃，更优选为160～180℃；时间优选为3～6h，更优选为3～5h。在本发明中，改性可以将六方晶体结构的冰莹玉经过水热离子交换反应得到片层结构的纳米插层冰莹玉，使纳米插层冰莹玉有更大的表面积，易于破碎制成粒径为50～100nm的纳米颗粒。
二氧化硅接枝结构，提高改性冰莹玉的紫外线反射性能，有利于得到具有凉感和抗紫外性能的凉感功能母粒；而且锌离子具有优异的抗菌性能，有利于得到具有抗菌性能的凉感功能母粒。
43.在本发明中，所述改性冰莹玉的粒径优选为100～200nm，更优选为120～180nm。
44.得到改性冰莹玉后，本发明将所述改性冰莹玉、树脂载体、分散剂和抗氧剂混合，进行熔融共混挤出，得到凉感功能母粒。
45.在本发明中，所述树脂载体的材质优选包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet聚酯)、聚
对苯二甲酸丁二醇酯(pbt聚酯)和聚酰胺6(pa6)中的一种或多种。在本发明中，所述分散剂优选包括聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸锌、聚乙二醇200和聚丙烯蜡中的一种或多种。在本发明中，所述抗氧剂优选包括trganox 1076抗氧剂和/或trganox 168抗氧剂。
46.在本发明中，所述改性冰莹玉、树脂载体、分散剂和抗氧剂的质量比优选为(68～78)：(20～30)：1.5：0.5，更优选为(68～75)：(25～30)：1.5：0.5。
47.在本发明中，所述改性冰莹玉、树脂载体、分散剂和抗氧剂的混合优选为搅拌混合。在本发明中，所述搅拌混合的设备优选为混合机。在本发明中，所述搅拌混合的转速优选为1200～1400rpm，更优选为1250～1400rpm；时间优选为12～15min，更优选为13～15min。
48.在本发明中，所述熔融共混挤出的设备优选为双螺杆挤出机。在本发明中，所述熔融共混挤出的温度优选为260～290℃，更优选为265～285℃；螺杆转速优选为40～100rpm，更优选为50～75rpm。
49.在本发明中，所述熔融共混挤出后，优选还包括依次进行的冷却和切粒。本发明优选将熔融共混挤出的产物冷却至室温。本发明对所述切粒没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的切粒即可。切粒后，得到凉感功能母粒。
51.本发明还提供了凉感纤维，包括凉感纤维长丝和凉感纤维短纤，所述凉感纤维的制备料包括上述技术方案所述的凉感功能母粒。
52.在本发明中，所述凉感纤维的单丝细度优选为0.8～3.33dtex，更优选为0.9～3.1dtex，再优选为1～3dtex。本发明对所述远红外纤维的横截面形状没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的纤维截面形状即可，具体的，如圆形、三角形、中空形或扁平形。
54.在本发明中，当所述凉感纤维为凉感纤维长丝时，所述凉感纤维长丝的制备方法包括以下步骤：
57.本发明将凉感功能母粒与载体切片混合，进行熔融法纺丝，得到预取向丝。
58.在本发明中，所述凉感功能母粒与上述技术方案所述凉感功能母粒一致，在此不再赘述。
59.在本发明中，当所述凉感纤维为凉感纤维长丝时，所述载体切片优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯切片和/或聚酰胺切片。
60.在本发明中，当所述凉感纤维为凉感纤维长丝时，所述凉感功能母粒与载体切片的质量比优选为5：95。
61.本发明对所述熔融法纺丝没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的熔融法纺丝即可。在本发明中，当所述凉感纤维为凉感纤维长丝时，所述熔融法纺丝的条件包括：纺丝温度优选为260～282℃，更优选为265～280℃；纺丝速度优选为2000～3200m/min，更优选为2200～3000m/min。
62.得到预取向丝后，本发明将所述预取向丝加弹，得到所述凉感纤维长丝。
63.本发明对所述加弹没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的加弹即可。在本发
明中，所述加弹的加弹倍率优选为1.5～1.6倍，更优选为1.5～1.55倍。
64.在本发明中，当所述凉感纤维为凉感纤维短纤时，所述凉感纤维短纤的制备方法包括以下步骤：
65.将凉感功能母粒与载体切片混合，进行熔融法纺丝，将所得的纤维丝进行卷绕、成型和集束，得到原丝；
66.将所述原丝依次进行后道牵伸、定型、卷曲和切断，得到所述凉感纤维短纤。
67.本发明将凉感功能母粒与载体切片混合，进行熔融法纺丝，将所得的纤维丝进行卷绕、成型和集束，得到原丝。
68.在本发明中，所述凉感功能母粒与上述技术方案所述凉感功能母粒一致，在此不再赘述。
69.在本发明中，当所述凉感纤维为凉感纤维短纤时，所述载体切片优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯切片和/或聚酰胺切片。
70.在本发明中，当所述凉感纤维为凉感纤维短纤时，所述凉感功能母粒与载体切片的质量比优选为(4～10)：(90～96)，更优选为(4～6)：(94～96)。
71.本发明对所述熔融法纺丝没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的熔融法纺丝即可。在本发明中，当所述凉感纤维为凉感纤维短纤时，所述熔融法纺丝的条件包括：纺丝温度优选为270～295℃，更优选为275～290℃；纺丝速度优选为900～1400m/min，更优选为950～1100m/min。
72.本发明对所述卷绕、成型和集束没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的卷绕、成型和集束即可。
73.得到原丝后，本发明将所述原丝依次进行后道牵伸、定型、卷曲和切断，得到所述凉感纤维短纤。
74.本发明对所述牵伸没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的牵伸即可。在本发明中，所述牵伸的倍数优选为3.0～4.5倍，更优选为3.2～4.3倍。
75.本发明对所述定型、卷曲和切断没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的定型、卷曲和切断即可。
76.本发明还提供了上述技术方案所述凉感纤维或上述技术方案所述制备方法制备的凉感纤维在凉感纺织品中的应用。
77.本发明对所述应用没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的应用即可，具体的，如直接以所述凉感纤维进行纺织，得到凉感纺织品。
78.本发明对所述纺织没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的纺织即可。
79.为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种凉感功能母粒、凉感纤维及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然，所描述的实施例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。
82.将920g冰莹玉(粒径为50～100nm)和80g硝酸锂混合，在150℃、0.5mpa下进行水热
83.将2000g纳米插层冰莹玉8000g硫酸(质量百分比浓度为30％)、2667g硝酸(质量百分比浓度为10％)和2667g高锰酸钾混合，将所得的混合料与200g氧化锌(粒径为50～100nm)混合，180℃改性3h，得到改性冰莹玉；
84.将1500g改性冰莹玉、3400g树脂载体pet聚酯切片、75g分散剂聚丙烯蜡和5g的trganox 168抗氧剂置于混合机中，与1400rpm下混合15min，然后使用双螺杆挤出机，在275℃、螺杆转速为60rpm条件下进行熔融共混挤出，冷却后切粒，得到凉感功能母粒。
86.将5000g实施例1所得的pet凉感功能母粒与95000gpet聚酯切片混合，在纺丝温度为280℃、纺丝速度为2000m/min条件下进行熔融法纺丝，得到预取向丝；
87.将所述预取向丝加弹，加弹倍数为1.6倍，必赢官网首页得到所述凉感聚酯dty长丝。
89.将5000g实施例1所得的pa6聚酰胺凉感功能母粒与95000gpa6聚酰胺切片混合，在纺丝温度为270℃、纺丝速度为900m/min条件下进行熔融法纺丝，将所得的纤维丝进行卷绕、成型和集束，得到原丝；
90.将所述原丝依次进行后道牵伸、定型、卷曲和切断，其中牵伸倍数为3.2倍，得到所述凉感纤维短纤。
91.将实施例2～3所得的凉感纤维分别制备成凉感面料并进行性能测试，凉感面料的制备工艺为：针织平纹布。
由表1可见，本发明提供的凉感纤维的瞬间凉感系数为0.17～0.25，紫外线，具有优异的瞬间凉感和防紫外线性能；白色念珠菌抑菌率为95％，金黄色葡萄球菌抑菌率为98％，大肠杆菌抑菌率为96～99％，必赢官网首页具有优异的抑菌率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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