CN110901488A - 一种植物汽车地毯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物功能性汽车地毯及其制备方法，该植物功能性汽车地毯含有植物功能性涤纶纤维；植物功能涤纶纤维中含有植物提取物0.1~1.5%；所述植物提取物为薄荷、缬草、薰衣草、艾草和海藻中的一种或者几种的组合；植物功能性汽车地毯毯面层和衬底层均是由含有植物功能性涤纶纤维制成，植物功能涤纶长丝兼具涤纶纤维较高的力学强度和植物提取物的抑螨抗菌性能，抑菌除臭，耐磨性好，并且具有高弹性，不易起球，不易沾污，不会带静电和沾灰尘，解决了目前地毯不易清扫的问题；毯面层柔软舒适，衬底层耐磨防滑和支撑作用好，不易卷边，实用性更强。
Description
技术领域
本发明涉及汽车地毯技术领域，具体说是一种植物汽车地毯及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展，汽车越来越普及，汽车内的地毯作为汽车的标配，能起到明显的降低噪音，调节车内温度和舒适度的作用，但是目前的汽车地毯产品存在以下几个问题：
第一，由于如今的地毯大多采用触感柔和的绒毛材质，容易产生静电，极易沾染灰尘和泥土，汽车地毯由于面积大，不易清扫；并且对于汽车地毯阻燃性能的关注度不高。
第二，汽车内的空气环境质量不佳，尤其是新车，尤其车辆处于封闭状态时车内环境污染严重，车内的塑料和皮革，尤其是隔热的阻尼片，在发动机高温运转下和阳光的照射下，散发出大量的甲醛，苯等有害气体，严重危害人们的身体健康；
第三，目前汽车地毯的功能单一，主要侧重地毯某一方面的性能，如中国专利申请号201320774787.8一种空气净化汽车地毯通过将光触媒微粒和负离子粉分散在纤维内部达到空气净化的目的，中国专利申请号201510307324.4一种具有驱虫功能的新型汽车地毯隔音垫，通过中药毯坯层和防滑层直接设置中药颗粒容置腔和活性矿物质进行驱虫和隔音，但以上两个申请都忽视了汽车地毯舒适度的问题；
目前有研究将二氧化钛和纺织材料相结合，制备出具有耐紫外性能，抗菌性能和自清洁性能的多功能纺织品，但将二氧化钛负载在涤纶上的方法一般有两种：一是将二氧化钛纳米粒子分散在纺丝液中，直接纺丝成型；二是通过偶联剂或者电荷整理剂等助剂将二氧化钛浆料涂覆在纤维表面成膜；其中第一种方法由于二氧化钛纳米粒子几乎都包围在纤维中，纤维表面的二氧化钛粒子极少，因此对纤维功能改性效果较差，第二种方法的缺点是二氧化钛与纤维的结合牢度较差，或者二氧化钛的粒度不均，分布不均，光催化活性不佳，造成织物的自清洁功能和抗菌性能不佳； 因此如何将二氧化钛纳米粒子均匀附着在涤纶材料上，发挥其空气净化的功能是目前研究的重点；
因此，发明一种抗菌，耐磨损，柔软舒适，自清洁，并且阻燃性能好并且能释放负氧离子，改善汽车内环境质量的植物功能性汽车地毯成为目前亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种植物汽车地毯及其制备方法。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种植物功能性汽车地毯，该植物功能性汽车地毯含有植物功能性涤纶纤维。
优选的，植物功能涤纶纤维中含有植物提取物0.1~1.5%。
优选的，所述植物提取物为薄荷、缬草、薰衣草、艾草和海藻中的一种或者几种的组合。
优选的，包括厚度比为1：5~8的毯面层和衬底层；其中毯面层和衬底层均由含有植物功能性涤纶纤维制成，毯面层表面和内部分布有光触媒微粒。
本发明还包括一种植物功能性汽车地毯的制备方法，包括植物功能性涤纶纤维的制备步骤，包括：
①植物功能性涤纶母粒的制备：
将PET切片加热至熔融状态，加入抗氧化剂和分散剂在500~700rad/min的转速下搅拌10~15分钟，然后加入保护剂和植物提取物的混合物，高速混合20~40分钟，最后加入改性剂，降温至220~230℃得到混合料，挤出造粒，得到植物功能性涤纶母粒；
其中PET切片、抗氧化剂、分散剂、保护剂和改性剂的质量比为100：0.1~0.5：0.3~0.5：0.4~0.8：0.1~0.4；
②将植物功能性涤纶母粒和普通的PET切片混合均匀，得到混合料，加热至熔融状态，加入阻燃剂，螺杆挤压将熔体从纺丝口挤压纺丝，得到植物功能性涤纶长丝；
所述阻燃剂由MCA和氢氧化镁按照质量比1：2~3组成；
其中混合料与阻燃剂的质量比为100：0.5~1。
优选的制备方法，还包括以下步骤：
㈠将植物功能性涤纶纤维制成均匀的纤网，然后采用针刺固结形成衬底层；
㈡毯面层的制备，包括：
将植物功能性涤纶纤维制成均匀的纤网，得到涤纶织物；
将涤纶织物表面粗糙化处理；
制备负载纳米二氧化钛的涤纶织物：将纳米二氧化钛和十二烷基苯磺酸钠溶于水中，超声分散10~30分钟，然后加入偶联剂，得到二氧化钛水悬浊液；将表面粗糙化处理后的涤纶织物按照质量比1:5~10的浴比浸没在二氧化钛水悬浊液中，然后转移至高温高压反应釜中，二氧化钛水悬浊液体积占反应釜体积的70~75%，密封高温高压反应釜后，将高温高压反应釜放置于150~180℃条件下反应1~3小时，反应结束后，得到负载纳米二氧化钛的涤纶织物；
将负载纳米二氧化钛的涤纶织物浸泡于乙醇中洗涤10~30分钟，然后用50~60℃水漂洗20~30分钟，烘干，得到毯面层；
㈢将毯面层和衬底层按照厚度比1：5~8进行粘合制成地毯坯布，得到植物功能性汽车地毯。
优选的，涤纶织物表面粗糙化处理的步骤为：将涤纶织物按照质量比1：30~50的浴比浸没在盐酸水溶液中，在50~60℃下反应30分钟~1小时，取出后清洗并干燥；盐酸水溶液的质量浓度为10~15%。
优选的，纳米二氧化钛、十二烷基苯磺酸钠、水和偶联剂的质量比为20~30：1~4：100：2~5。
优选的，偶联剂由硅烷偶联剂、二甘醇二苯甲酸酯和脂肪醇聚氧乙烯醚按照10：1~2：1~2的质量比混合得到。
优选的，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550或硅烷偶联剂kh560。
本发明相比现有技术具有以下优点：
植物功能性汽车地毯毯面层和衬底层均是由含有植物功能性涤纶纤维制成，植物功能涤纶长丝兼具涤纶纤维较高的力学强度和植物提取物的抑螨抗菌性能，抑菌除臭，耐磨性好，并且具有高弹性，不易起球，不易沾污，断裂强度在6.8~7.8 cN/dtex；弹性模量在90~101 cN/dtex，断裂伸长率在12~18%，并且耐磨性能高，采用耐磨往复式试验机2000次损耗均小于0.001g，驱螨率能达到90%以上，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均在98%以上，因此制备的毯面层和衬底层也具有高强度，耐磨性好，并且抑菌驱螨性能好；
毯面层和衬底层均是由含有植物功能性涤纶纤维制成，点对点电阻和带电电荷量的数据均达到了A类抗静电服的标准，并且不易起球，不会带静电和沾灰尘，解决了目前地毯不易清扫的问题； 毯面层柔软舒适，衬底层耐磨防滑和支撑作用好，不易卷边，实用性更强。
通过毯面层表面和内部分布的光催化活性极佳的光触媒微粒，持续不断的分解吸收甲醛、苯等有害物质；然后毯面层和衬底层纤维内部含有的植物提取物释放出负氧离子，从而起到净化空气的作用，很好的解决汽车内环境污染的问题。
本发明的植物功能性汽车地毯的燃烧速度远远小于国家标准的100mm/min；阻燃性满足V-0级，氧指数＞27，属于难燃材料，当发生火灾时，可有效控制火灾的蔓延，安全环保。
本发明的制备方法直接采用纳米二氧化钛进行负载，相较现有技术中采用钛溶胶沉淀制备二氧化钛颗粒的方法，解决了二氧化钛粒度不均，分布不均的问题，从而保证了纳米二氧化钛的光催化活性，提高了植物功能性汽车地毯的自清洁和抗菌性能。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种植物汽车地毯及其制备方法，通过以下技术方案实现：
一种植物功能性汽车地毯，该植物功能性汽车地毯含有植物功能性涤纶纤维；
优选的，植物功能涤纶纤维中含有植物提取物0.1~1.5%；所述植物提取物为薄荷、缬草、薰衣草、艾草和海藻中的一种或者几种的组合；
一种植物功能性汽车地毯，包括厚度比为1：5~8的毯面层和衬底层；其中毯面层和衬底层均由含有植物功能性涤纶纤维制成，毯面层表面和内部分布有光触媒微粒；所述光触媒颗粒为纳米二氧化钛。
首先，毯面层和衬底层均是由含有植物功能性涤纶纤维制成，植物功能涤纶长丝兼具涤纶纤维较高的力学强度和植物提取物的抑螨抗菌性能，抑菌除臭，耐磨性好，并且具有高弹性，手感舒适，不易起球，不易沾污，断裂强度在6.8~7.8 cN/dtex；弹性模量在90~101 cN/dtex，断裂伸长率在12~18%，并且耐磨性能高，采用耐磨往复式试验机2000次损耗均小于0.001g，驱螨率能达到90%以上，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均在98%以上，因此制备的毯面层和衬底层也具有高强度，耐磨性好，并且抑菌驱螨性能好；
其次，毯面层和衬底层均是由含有植物功能性涤纶纤维制成，点对点电阻和带电电荷量的数据均达到了A类抗静电服的标准，并且不易起球，不会带静电和沾灰尘，解决了目前地毯不易清扫的问题；
最后，通过毯面层表面和内部分布的光触媒微粒，持续不断的分解吸收甲醛、苯等有害物质；然后毯面层和衬底层纤维内部含有的植物提取物释放出负氧离子，从而起到净化空气的作用，很好的解决汽车内环境污染的问题。
一种植物功能性汽车地毯的制备方法，包括以下步骤：
一、植物功能性涤纶纤维的制备步骤，包括：
①植物功能性涤纶母粒的制备：
将PET切片加热至熔融状态，加入抗氧化剂和分散剂在500~700rad/min的转速下搅拌10~15分钟，然后加入保护剂和植物提取物的混合物，高速混合20~40分钟，最后加入改性剂，降温至220~230℃得到混合料，挤出造粒，得到植物功能性涤纶母粒；
其中PET切片、抗氧化剂、分散剂、保护剂、植物提取物和改性剂的质量比为100：0.1~0.5：0.3~0.5：0.4~0.8：0.5~5%：0.1~0.4；
所述抗氧化剂由叔丁基对苯二酚和锌粉按照质量比1：2~5组成；
所述分散剂由三聚磷酸钠、乙二胺四乙酸和焦磷酸钠按照质量比1：1~4：2~4组成；
所述保护剂由纳米碳粉和交联壳聚糖多孔微球按照质量比1：1~4组成；
其中交联壳聚糖多孔微球按照以下步骤得到：
将壳聚糖溶于质量浓度2~5%醋酸溶液中，静置去除气泡，配制得到均匀透明的壳聚糖溶液；壳聚糖和醋酸溶液的质量比为1：95~100；
向液体石蜡和纳米二氧化硅中加入乳化剂，搅拌均匀得到乳化分散剂；液体石蜡、纳米二氧化硅和乳化剂的质量比为50~60：2~5：1；
在搅拌下，将壳聚糖溶液滴加至乳化分散剂中，加热至40~50℃，混合均匀后加入甲醛，调节反应体系的pH为4~5，保温反应2~3小时，反应结束后将产物水洗，用20~30%的氢氧化钠溶液浸泡，水洗，得到交联壳聚糖多孔微球；
其中壳聚糖溶液、乳化分散剂和甲醛的质量比为100：50~55：4~8；
改性剂由乙撑双硬脂酸酰胺和硅油按照质量比1：3~5组成；
②将植物功能性涤纶母粒和普通的PET切片混合均匀，得到混合料，加热至熔融状态，加入阻燃剂，螺杆挤压将熔体从纺丝口挤压纺丝，得到植物功能性涤纶长丝；
所述阻燃剂由MCA和氢氧化镁按照质量比1：2~3组成；
植物功能性涤纶母粒和普通的PET切片的质量比为1：2~50；
其中混合料与阻燃剂的质量比为100：0.5~1；
首先，阻燃剂的加入能够增加植物功能性纤维的阻燃性能，其次其中的氢氧化镁组分也为涤纶织物表面粗糙化做前期准备。
二、将植物功能性涤纶纤维制成均匀的纤网，然后采用针刺固结形成衬底层；
三、毯面层的制备，包括：
将植物功能性涤纶纤维制成均匀的纤网，得到涤纶织物；
将涤纶织物表面粗糙化处理：优选的，将涤纶织物按照质量比1：30~50的浴比浸没在盐酸水溶液中，在50~60℃下反应30分钟~1小时，取出后清洗并干燥；盐酸水溶液的质量浓度为10~15%；本发明的涤纶织物中的氢氧化镁可以和盐酸发生反应，使得涤纶织物的表面产生微孔，变得粗糙，为下一步的负载纳米二氧化钛提供条件。
涤纶织物表面粗糙化处理可采用现有的方法进行，如采用氢氧化钠溶液和助剂进行浸泡，也可以使涤纶织物表面粗糙化，但是本发明优选的涤纶织物表面粗糙化的方法，可以使涤纶织物的柔性大大增加，将织物的柔软度提高50%以上，这是本发明未预料到的。
制备负载纳米二氧化钛的涤纶织物：将纳米二氧化钛和十二烷基苯磺酸钠溶于水中，超声分散10~30分钟，然后加入偶联剂，得到二氧化钛水悬浊液；将表面粗糙化处理后的涤纶织物按照质量比1：5~10的浴比浸没在二氧化钛水悬浊液中，然后转移至高温高压反应釜中，二氧化钛水悬浊液体积占反应釜体积的70~75%，密封高温高压反应釜后，将高温高压反应釜放置于150~180℃条件下反应1~3小时，反应结束后，得到负载纳米二氧化钛的涤纶织物；
其中纳米二氧化钛、十二烷基苯磺酸钠、水和偶联剂的质量比为20~30：1~4：100：2~5；
优选的偶联剂由硅烷偶联剂、二甘醇二苯甲酸酯和脂肪醇聚氧乙烯醚按照10：1~2：1~2的质量比混合得到；
优选的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550或硅烷偶联剂kh560。
采用十二烷基苯磺酸钠作为分散剂加入二氧化钛水悬浊液中，增加二氧化钛的分散度，解决了现有技术中二氧化钛易团聚的问题，偶联剂在二氧化钛水悬浊液中既作为分散剂又作为粘合剂，增加二氧化钛和涤纶织物的粘合性能，解决了二氧化钛和纤维之间结合牢度的问题；
另外，本发明直接采用纳米二氧化钛进行负载，相较现有技术中采用钛溶胶沉淀制备二氧化钛颗粒的方法，解决了二氧化钛粒度不均，分布不均的问题，从而保证了纳米二氧化钛的光催化活性，提高了植物功能性汽车地毯的自清洁和抗菌性能；
将负载纳米二氧化钛的涤纶织物浸泡于乙醇中洗涤10~30分钟，然后用50~60℃水漂洗20~30分钟，烘干，得到毯面层；
四、将毯面层和衬底层按照厚度比1：5~8进行粘合制成地毯坯布，得到植物功能性汽车地毯；优选的植物功能性汽车地毯的厚度为15~25mm；采用厚度比1：5~8的毯面层和衬底层既保证了地毯底部耐磨防滑和支撑作用，不易卷边，对汽车底板的贴服性好，又保证了地毯表面的柔软舒适性能。
以下结合具体实施例来对本发明作进一步的描述。
实施例1
一种植物功能性汽车地毯，该植物功能性汽车地毯含有植物功能性涤纶纤维；植物功能涤纶纤维中含有植物提取物0.1%；包括厚度比为1：5的毯面层和衬底层；其中毯面层和衬底层均由含有植物功能性涤纶纤维制成，毯面层表面和内部分布有光触媒微粒。
实施例2
一种植物功能性汽车地毯，该植物功能性汽车地毯含有植物功能性涤纶纤维；植物功能涤纶纤维中含有植物提取物0.5%；包括厚度比为1：6的毯面层和衬底层；其中毯面层和衬底层均由含有植物功能性涤纶纤维制成，毯面层表面和内部分布有光触媒微粒。
实施例3
一种植物功能性汽车地毯，该植物功能性汽车地毯含有植物功能性涤纶纤维；植物功能涤纶纤维中含有植物提取物1.0%；包括厚度比为1：7的毯面层和衬底层；其中毯面层和衬底层均由含有植物功能性涤纶纤维制成，毯面层表面和内部分布有光触媒微粒。
实施例4
一种植物功能性汽车地毯，该植物功能性汽车地毯含有植物功能性涤纶纤维；植物功能涤纶纤维中含有植物提取物1.5%；包括厚度比为1：8的毯面层和衬底层；其中毯面层和衬底层均由含有植物功能性涤纶纤维制成，毯面层表面和内部分布有光触媒微粒。
实施例1~4中的植物提取物可以为薄荷提取物、缬草提取物、薰衣草提取物、艾草提取物和海藻提取物中的一种或者几种的组合；可以为市场购买，也可以采用常规方法进行提取，如水提，醇提或酸提等。
实施例5
一种植物功能性汽车地毯的制备方法，包括以下步骤：
一、植物功能性涤纶纤维的制备步骤，包括：
①植物功能性涤纶母粒的制备：
将PET切片加热至250~260℃，熔融状态后加入抗氧化剂和分散剂在500rad/min的转速下搅拌10分钟，然后加入保护剂和植物提取物的混合物，高速混合20分钟，最后加入改性剂，降温至230℃得到混合料，挤出造粒，得到植物功能性涤纶母粒；
其中PET切片、抗氧化剂、分散剂、保护剂和植物提取物的质量比为100：0.1：0.1：0.4：0.5%。
所述抗氧化剂由叔丁基对苯二酚和锌粉按照质量比1：2组成；
所述分散剂由三聚磷酸钠、乙二胺四乙酸和焦磷酸钠按照质量比1：1：2组成；
所述保护剂由纳米碳粉和交联壳聚糖多孔微球按照质量比1：1组成；
其中交联壳聚糖多孔微球按照以下步骤得到：
将壳聚糖溶于质量浓度2%醋酸溶液中，静置去除气泡，配制得到均匀透明的壳聚糖溶液；壳聚糖和醋酸溶液的质量比为1：95；
向液体石蜡和纳米二氧化硅中加入乳化剂，搅拌均匀得到乳化分散剂；液体石蜡、纳米二氧化硅和乳化剂的质量比为50：2：1；
在搅拌下，将壳聚糖溶液滴加至乳化分散剂中，加热至40℃，混合均匀后加入甲醛，调节反应体系的pH为4，保温反应2小时，反应结束后将产物水洗，用20%的氢氧化钠溶液浸泡，水洗，得到交联壳聚糖多孔微球；
其中壳聚糖溶液、乳化分散剂和甲醛的质量比为100：50：4。
改性剂由乙撑双硬脂酸酰胺和硅油按照质量比1：3组成；
②将植物功能性涤纶母粒和普通的PET切片混合均匀，得到混合料，加热至熔融状态，加入阻燃剂，螺杆挤压将熔体从纺丝口挤压纺丝，得到含有植物提取物0.1%的植物功能性涤纶长丝；
所述阻燃剂由MCA和氢氧化镁按照质量比1：2组成；
植物功能性涤纶母粒和普通的PET切片的质量比为1：4；
其中混合料与阻燃剂的质量比为100：0.5；
二、将植物功能性涤纶纤维制成均匀的纤网，然后采用针刺固结形成衬底层；
三、毯面层的制备，包括：
将植物功能性涤纶纤维制成均匀的纤网，得到涤纶织物；
将涤纶织物表面粗糙化处理：优选的，将涤纶织物按照质量比1：30的浴比浸没在盐酸水溶液中，在50℃下反应30分钟，取出后清洗并干燥；盐酸水溶液的质量浓度为10%；
制备负载纳米二氧化钛的涤纶织物：将纳米二氧化钛和十二烷基苯磺酸钠溶于水中，超声分散10分钟，然后加入偶联剂，得到二氧化钛水悬浊液；将表面粗糙化处理后的涤纶织物按照质量比1：5的浴比浸没在二氧化钛水悬浊液中，然后转移至高温高压反应釜中，二氧化钛水悬浊液体积占反应釜体积的70%，密封高温高压反应釜后，将高温高压反应釜放置于150℃条件下反应1小时，反应结束后，得到负载纳米二氧化钛的涤纶织物；
其中纳米二氧化钛、十二烷基苯磺酸钠、水和偶联剂的质量比为20：1：100：2；
所述偶联剂由硅烷偶联剂、二甘醇二苯甲酸酯和脂肪醇聚氧乙烯醚按照10：1：1的质量比混合得到；
所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
将负载纳米二氧化钛的涤纶织物浸泡于乙醇中洗涤10分钟，然后用50℃水漂洗20分钟，烘干，得到毯面层；
四、将毯面层和衬底层按照厚度比1：5进行粘合制成地毯坯布，得到植物功能性汽车地毯；植物功能性汽车地毯的厚度为15mm。
实施例6
一种植物功能性汽车地毯的制备方法，包括以下步骤：
一、植物功能性涤纶纤维的制备步骤，包括：
①植物功能性涤纶母粒的制备：
将PET切片加热至250~260℃，熔融状态后加入抗氧化剂和分散剂在550rad/min的转速下搅拌14分钟，然后加入保护剂和植物提取物的混合物，高速混合25分钟，最后加入改性剂，降温至225℃得到混合料，挤出造粒，得到植物功能性涤纶母粒；
其中PET切片、抗氧化剂、分散剂、保护剂、植物提取物和改性剂的质量比为100：0.4：0.15：0.5：4：0.3。
所述抗氧化剂由叔丁基对苯二酚和锌粉按照质量比1：4组成；
所述分散剂由三聚磷酸钠、乙二胺四乙酸和焦磷酸钠按照质量比1：3：2.5组成；
所述保护剂由纳米碳粉和交联壳聚糖多孔微球按照质量比1：3组成；
其中交联壳聚糖多孔微球按照以下步骤得到：
将壳聚糖溶于质量浓度4%醋酸溶液中，静置去除气泡，配制得到均匀透明的壳聚糖溶液；壳聚糖和醋酸溶液的质量比为1：98；
向液体石蜡和纳米二氧化硅中加入乳化剂，搅拌均匀得到乳化分散剂；液体石蜡、纳米二氧化硅和乳化剂的质量比为58：4：1；
在搅拌下，将壳聚糖溶液滴加至乳化分散剂中，加热至48℃，混合均匀后加入甲醛，调节反应体系的pH为4.5，保温反应2小时，反应结束后将产物水洗，用28%的氢氧化钠溶液浸泡，水洗，得到交联壳聚糖多孔微球；
其中壳聚糖溶液、乳化分散剂和甲醛的质量比为100：54：5。
改性剂由乙撑双硬脂酸酰胺和硅油按照质量比1：3.5组成；
②将植物功能性涤纶母粒和普通的PET切片混合均匀，得到混合料，加热至熔融状态，加入阻燃剂，螺杆挤压将熔体从纺丝口挤压纺丝，得到含有植物提取物0.5%的植物功能性涤纶长丝；
所述阻燃剂由MCA和氢氧化镁按照质量比1：2组成；
植物功能性涤纶母粒和普通的PET切片的质量比为1：7；
其中混合料与阻燃剂的质量比为100：0.6；
二、将植物功能性涤纶纤维制成均匀的纤网，然后采用针刺固结形成衬底层；
三、毯面层的制备，包括：
将植物功能性涤纶纤维制成均匀的纤网，得到涤纶织物；
将涤纶织物表面粗糙化处理：将涤纶织物按照质量比1：50的浴比浸没在盐酸水溶液中，在60℃下反应1小时，取出后清洗并干燥；盐酸水溶液的质量浓度为15%；
制备负载纳米二氧化钛的涤纶织物：将纳米二氧化钛和十二烷基苯磺酸钠溶于水中，超声分散30分钟，然后加入偶联剂，得到二氧化钛水悬浊液；将表面粗糙化处理后的涤纶织物按照质量比1：10的浴比浸没在二氧化钛水悬浊液中，然后转移至高温高压反应釜中，二氧化钛水悬浊液体积占反应釜体积的75%，密封高温高压反应釜后，将高温高压反应釜放置于180℃条件下反应3小时，反应结束后，得到负载纳米二氧化钛的涤纶织物；
其中纳米二氧化钛、十二烷基苯磺酸钠、水和偶联剂的质量比为30：4：100：5；
所述偶联剂由硅烷偶联剂、二甘醇二苯甲酸酯和脂肪醇聚氧乙烯醚按照10：2：2的质量比混合得到；
硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560。
将负载纳米二氧化钛的涤纶织物浸泡于乙醇中洗涤30分钟，然后用60℃水漂洗30分钟，烘干，得到毯面层；
四、将毯面层和衬底层按照厚度比1：5进行粘合制成地毯坯布，得到植物功能性汽车地毯；其中植物功能性汽车地毯的厚度为21mm。
实施例7
一种植物功能性汽车地毯的制备方法，包括以下步骤：
一、植物功能性涤纶纤维的制备步骤，包括：
①植物功能性涤纶母粒的制备：
将PET切片加热至250~260℃，熔融状态后加入抗氧化剂和分散剂在700rad/min的转速下搅拌15分钟，然后加入保护剂和植物提取物的混合物，高速混合40分钟，最后加入改性剂，降温至220℃得到混合料，挤出造粒，得到植物功能性涤纶母粒；
其中PET切片、抗氧化剂、分散剂、保护剂、植物提取物和改性剂的质量比为100：0.5：0.3：0.4：5：0.4。
所述抗氧化剂由叔丁基对苯二酚和锌粉按照质量比1：5组成；
所述分散剂由三聚磷酸钠、乙二胺四乙酸和焦磷酸钠按照质量比1：4： 4组成；
所述保护剂由纳米碳粉和交联壳聚糖多孔微球按照质量比1：4组成；
其中交联壳聚糖多孔微球按照以下步骤得到：
将壳聚糖溶于质量浓度5%醋酸溶液中，静置去除气泡，配制得到均匀透明的壳聚糖溶液；壳聚糖和醋酸溶液的质量比为1：100；
向液体石蜡和纳米二氧化硅中加入乳化剂，搅拌均匀得到乳化分散剂；液体石蜡、纳米二氧化硅和乳化剂的质量比为60：5：1；
在搅拌下，将壳聚糖溶液滴加至乳化分散剂中，加热至50℃，混合均匀后加入甲醛，调节反应体系的pH为5，保温反应3小时，反应结束后将产物水洗，用30%的氢氧化钠溶液浸泡，水洗，得到交联壳聚糖多孔微球；
其中壳聚糖溶液、乳化分散剂和甲醛的质量比为100：55：8。
改性剂由乙撑双硬脂酸酰胺和硅油按照质量比1：5组成；
②将植物功能性涤纶母粒和普通的PET切片混合均匀，得到混合料，加热至熔融状态，加入阻燃剂，螺杆挤压将熔体从纺丝口挤压纺丝，得到含有植物提取物1.0%的植物功能性涤纶长丝；
所述阻燃剂由MCA和氢氧化镁按照质量比1：3组成；
植物功能性涤纶母粒和普通的PET切片的质量比为1：4；
其中混合料与阻燃剂的质量比为100：0.8；
二、将植物功能性涤纶纤维制成均匀的纤网，然后采用针刺固结形成衬底层；
三、毯面层的制备，包括：
将植物功能性涤纶纤维制成均匀的纤网，得到涤纶织物；
将涤纶织物表面粗糙化处理：优选的，将涤纶织物按照质量比1：40的浴比浸没在盐酸水溶液中，在55℃下反应40分钟，取出后清洗并干燥；盐酸水溶液的质量浓度为12%；
制备负载纳米二氧化钛的涤纶织物：将纳米二氧化钛和十二烷基苯磺酸钠溶于水中，超声分散20分钟，然后加入偶联剂，得到二氧化钛水悬浊液；将表面粗糙化处理后的涤纶织物按照质量比1：6的浴比浸没在二氧化钛水悬浊液中，然后转移至高温高压反应釜中，二氧化钛水悬浊液体积占反应釜体积的72%，密封高温高压反应釜后，将高温高压反应釜放置于160℃条件下反应2小时，反应结束后，得到负载纳米二氧化钛的涤纶织物；
其中纳米二氧化钛、十二烷基苯磺酸钠、水和偶联剂的质量比为25：2：100：4；
所述偶联剂由硅烷偶联剂、二甘醇二苯甲酸酯和脂肪醇聚氧乙烯醚按照10：1.5：1.5的质量比混合得到；
硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
将负载纳米二氧化钛的涤纶织物浸泡于乙醇中洗涤20分钟，然后用55℃水漂洗25分钟，烘干，得到毯面层；
四、将毯面层和衬底层按照厚度比1：7进行粘合制成地毯坯布，得到植物功能性汽车地毯；其中植物功能性汽车地毯的厚度为24mm。
实施例8
一种植物功能性汽车地毯的制备方法，包括以下步骤：
一、植物功能性涤纶纤维的制备步骤，包括：
①植物功能性涤纶母粒的制备：
将PET切片加热至250~260℃，熔融状态后加入抗氧化剂和分散剂在600rad/min的转速下搅拌12分钟，然后加入保护剂和植物提取物的混合物，高速混合30分钟，最后加入改性剂，降温至225℃得到混合料，挤出造粒，得到植物功能性涤纶母粒；
其中PET切片、抗氧化剂、分散剂、保护剂、植物提取物和改性剂的质量比为100：0.2：0.2：0.5：4.5：0.2。
所述抗氧化剂由叔丁基对苯二酚和锌粉按照质量比1：3组成；
所述分散剂由三聚磷酸钠、乙二胺四乙酸和焦磷酸钠按照质量比1：2：3组成；
所述保护剂由纳米碳粉和交联壳聚糖多孔微球按照质量比1：2组成；
其中交联壳聚糖多孔微球按照以下步骤得到：
将壳聚糖溶于质量浓度3%醋酸溶液中，静置去除气泡，配制得到均匀透明的壳聚糖溶液；壳聚糖和醋酸溶液的质量比为1：96；
向液体石蜡和纳米二氧化硅中加入乳化剂，搅拌均匀得到乳化分散剂；液体石蜡、纳米二氧化硅和乳化剂的质量比为56：4：1；
在搅拌下，将壳聚糖溶液滴加至乳化分散剂中，加热至45℃，混合均匀后加入甲醛，调节反应体系的pH为4.5，保温反应2.5小时，反应结束后将产物水洗，用24%的氢氧化钠溶液浸泡，水洗，得到交联壳聚糖多孔微球；
其中壳聚糖溶液、乳化分散剂和甲醛的质量比为100：52：6。
改性剂由乙撑双硬脂酸酰胺和硅油按照质量比1：4组成；
②将植物功能性涤纶母粒和普通的PET切片混合均匀，得到混合料，加热至熔融状态，加入阻燃剂，螺杆挤压将熔体从纺丝口挤压纺丝，得到含有植物提取物1.5%的植物功能性涤纶长丝；
所述阻燃剂由MCA和氢氧化镁按照质量比1：3组成；
植物功能性涤纶母粒和普通的PET切片的质量比为1：2；
其中混合料与阻燃剂的质量比为100：1；
二、将植物功能性涤纶纤维制成均匀的纤网，然后采用针刺固结形成衬底层；
三、毯面层的制备，包括：
将植物功能性涤纶纤维制成均匀的纤网，得到涤纶织物；
将涤纶织物表面粗糙化处理：优选的，将涤纶织物按照质量比1：45的浴比浸没在盐酸水溶液中，在52℃下反应50分钟，取出后清洗并干燥；盐酸水溶液的质量浓度为14%；
制备负载纳米二氧化钛的涤纶织物：将纳米二氧化钛和十二烷基苯磺酸钠溶于水中，超声分散25分钟，然后加入偶联剂，得到二氧化钛水悬浊液；将表面粗糙化处理后的涤纶织物按照质量比1：6的浴比浸没在二氧化钛水悬浊液中，然后转移至高温高压反应釜中，二氧化钛水悬浊液体积占反应釜体积的72%，密封高温高压反应釜后，将高温高压反应釜放置于160℃条件下反应2小时，反应结束后，得到负载纳米二氧化钛的涤纶织物；
其中纳米二氧化钛、十二烷基苯磺酸钠、水和偶联剂的质量比为22：2：100：4；
所述偶联剂由硅烷偶联剂、二甘醇二苯甲酸酯和脂肪醇聚氧乙烯醚按照10：2：1的质量比混合得到；
硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560。
将负载纳米二氧化钛的涤纶织物浸泡于乙醇中洗涤15分钟，然后用55℃水漂洗24分钟，烘干，得到毯面层；
四、将毯面层和衬底层按照厚度比1：8进行粘合制成地毯坯布，得到植物功能性汽车地毯，其中植物功能性汽车地毯的厚度为19mm。
对比例1采用实施例6所得的植物功能性涤纶纤维直接织成厚度为21mm的地毯坯布。
对比例2中采用实施例6的方法制备植物功能性汽车地毯，只是将步骤三中，涤纶织物表面粗糙化处理的步骤改为“将涤纶织物按照质量比1：50的浴比浸没在含有乙二胺、氢氧化钠和促进剂1631质量比为2：28：0.08配置的碱胺水溶液中，在60℃下反应1小时，取出后清洗并干燥；氢氧化钠水溶液的质量浓度为28%”
将实施例5~8中步骤一所得含植物提取物的植物功能性涤纶长丝进行断裂强度、弹性模量、耐磨性和抗菌驱螨性能等的测试，抑菌率采用GB/T20944.3-2008纺织品抗菌性能的方法检测：振荡法；驱螨率按照GB/T 24253-2009纺织品防螨性能的评价；
将实施例5~8所得的步骤一所得含植物提取物的植物功能性涤纶长丝采用现有方法纺织成面料，按照GB 12014-2009防静电服的标准进行抗静电测试，对面料的点对点电阻和带电电荷量数据，结果如表1所示。
由表1的数据可以看出，本发明的含植物提取物的植物功能涤纶长丝纤维，各项指标均达到涤纶纤维所要求的正常指标，具有较合适的断裂强度、弹性模量和断裂伸长率，断裂强度在6.8~7.8 cN/dtex；弹性模量在90~101 cN/dtex，断裂伸长率在12~18%，并且耐磨性能高，采用耐磨往复式试验机2000次损耗均小于0.001g，耐磨性能稳定；本发明的含植物提取物的植物功能涤纶长丝纤维，由于添加了植物提取物，因此还具有抗菌抑螨的功能，驱螨率能达到90%以上，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均在98%以上。
实施例5~8制备的植物功能性涤纶长丝的点对点电阻和带电电荷量的数据均达到了A类抗静电服的标准，并且不易起球，不会带静电和沾灰尘。
将实施例5~8中步骤一所得含植物提取物的植物功能性涤纶长丝织造成经纬68D/24F FDY全涤半光平纹织物，190T，采用国标GBT30128-2013纺织品负离子发生量的检测和评价测定负离子发生量和高温耐受性能，其中高温耐受性能采用100℃，5小时后进行测定，具体如表2.
表2实施例5~8植物功能性涤纶长丝的负离子发生量和高温耐受性能结果表
由表2的数据可以看出：
本发明制备的植物功能性涤纶长丝纤维，能够有效释放负离子，进而能够净化空气，并且负离子被吸入人体后，能调节神经中枢的兴奋状态，改善肺的换气功能，提高人体的免疫力。并且负离子的发生量与植物提取物的含量多少有关。
本发明制备的植物功能性涤纶长丝纤维，经高温处理后，不易改性，不影响负离子的释放功效，能够在汽车内持续释放负离子。
将实施例5~8所得植物功能性汽车地毯用紫外线辐照不同染料来评价其光催化性能，方法为将0.5g植物功能性汽车地毯浸泡在质量浓度为10mg/L的50mL pH值为中性的染料溶液中，并用主波长254nm的石英紫外灯照射，功率30W，光源距液面10cm，用分光光度计隔1小时和2小时测定染料在最大吸收波长（罗丹明B553nm，甲基蓝597nm）的吸光度，降解率结果如表3所示：
降解率=（染料溶液初始吸光度-降解1小时后的吸光度）/染料溶液初始吸光度*100%；
表3 光催化性能结果表
由表2实施例5~8所得植物功能性汽车地毯光催化降解罗丹明B和甲基蓝染料的降解率结果，可以看出在紫外线辐照下两种染料均发生大幅度降解，而对比例1中未添加纳米二氧化钛的纤维未发生光催化降解，可以看出，本发明的植物功能性汽车地毯上附着了光催化活性极佳的光触媒颗粒纳米二氧化钛。
对实施例5~8所得植物功能性汽车地毯进行燃烧速度和阻燃性能测试，燃烧速度检测标准为GB8410-2006汽车内饰材料的燃烧特性，阻燃性的测定方法为采用总燃烧时间来衡量（UL94，垂直燃烧，1.6mm），LOI值检测采用《JISK7201-极限氧指数》标准检测，检测结果如表4所示：
表4 实施例5~8所得植物功能性汽车地毯进行阻燃性能测试
由表4的结果可以看出，本发明的植物功能性汽车地毯的燃烧速度远远小于国家标准的100mm/min；阻燃性满足V-0级，氧指数＞27，属于难燃材料，当发生火灾时，可有效控制火灾的蔓延，安全环保。
采用实施例5~8所得植物功能性汽车地毯中的毯面层和衬底层材料分开测试其柔软度，并将毯面层和衬底层的厚度均调整3mm，为其检测标准采用《GB/T8942-2002 纸柔软度的测定》，结果如表5所示：
表5 柔软度测试结果
可以看出，本发明植物功能性汽车地毯的制备方法中，采用盐酸对涤纶织物进行处理，可以使涤纶织物的柔软度大大增加，这样在毯面层和衬底层复合后，可以得到柔软舒适，并且不易卷边的汽车地毯。尤其是采用涤纶织物表面粗糙化的方法，可以使毯面层涤纶织物的柔性大大增加，将织物的柔软度提高50%以上，这是本发明未预料到的。
Claims (9)
1.一种植物功能性汽车地毯，其特征在于：该植物功能性汽车地毯含有植物功能性涤纶纤维。
2.根据权利要求1中所述的一种植物功能性汽车地毯，其特征在于：植物功能涤纶纤维中含有植物提取物0.1~1.5%。
3.根据权利要求1中所述的一种植物功能性汽车地毯，其特征在于：包括厚度比为1：5~8的毯面层和衬底层；其中毯面层和衬底层均由含有植物功能性涤纶纤维制成，毯面层表面和内部分布有光触媒微粒。
4.一种植物功能性汽车地毯的制备方法，其特征在于：包括植物功能性涤纶纤维的制备步骤，包括：
①植物功能性涤纶母粒的制备：
将PET切片加热至熔融状态，加入抗氧化剂和分散剂在500~700rad/min的转速下搅拌10~15分钟，然后加入保护剂和植物提取物的混合物，高速混合20~40分钟，最后加入改性剂，降温至220~230℃得到混合料，挤出造粒，得到植物功能性涤纶母粒；
其中PET切片、抗氧化剂、分散剂、保护剂和改性剂的质量比为100：0.1~0.5：0.3~0.5：0.4~0.8：0.1~0.4；
②将植物功能性涤纶母粒和普通的PET切片混合均匀，得到混合料，加热至熔融状态，加入阻燃剂，螺杆挤压将熔体从纺丝口挤压纺丝，得到植物功能性涤纶长丝；
所述阻燃剂由MCA和氢氧化镁按照质量比1：2~3组成；
其中混合料与阻燃剂的质量比为100：0.5~1。
5.根据权利要求5所述的一种植物汽车地毯的制备方法，其特征在于：还包括以下步骤：
㈠将植物功能性涤纶纤维制成均匀的纤网，然后采用针刺固结形成衬底层；
㈡毯面层的制备，包括：
将植物功能性涤纶纤维制成均匀的纤网，得到涤纶织物；
将涤纶织物表面粗糙化处理；
制备负载纳米二氧化钛的涤纶织物：将纳米二氧化钛和十二烷基苯磺酸钠溶于水中，超声分散10~30分钟，然后加入偶联剂，得到二氧化钛水悬浊液；将表面粗糙化处理后的涤纶织物按照质量比1:5~10的浴比浸没在二氧化钛水悬浊液中，然后转移至高温高压反应釜中，二氧化钛水悬浊液体积占反应釜体积的70~75%，密封高温高压反应釜后，将高温高压反应釜放置于150~180℃条件下反应1~3小时，反应结束后，得到负载纳米二氧化钛的涤纶织物；
将负载纳米二氧化钛的涤纶织物浸泡于乙醇中洗涤10~30分钟，然后用50~60℃水漂洗20~30分钟，烘干，得到毯面层；
㈢将毯面层和衬底层按照厚度比1：5~8进行粘合制成地毯坯布，得到植物功能性汽车地毯。
6.根据权利要求6所述的一种植物汽车地毯的制备方法，其特征在于：涤纶织物表面粗糙化处理的步骤为：将涤纶织物按照质量比1：30~50的浴比浸没在盐酸水溶液中，在50~60℃下反应30分钟~1小时，取出后清洗并干燥；盐酸水溶液的质量浓度为10~15%。
7.根据权利要求6所述的一种植物汽车地毯的制备方法，其特征在于：纳米二氧化钛、十二烷基苯磺酸钠、水和偶联剂的质量比为20~30：1~4：100：2~5。
8.根据权利要求6所述的一种植物汽车地毯的制备方法，其特征在于：偶联剂由硅烷偶联剂、二甘醇二苯甲酸酯和脂肪醇聚氧乙烯醚按照10：1~2：1~2的质量比混合得到。
9.根据权利要求9所述的一种植物汽车地毯的制备方法，其特征在于：所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550或硅烷偶联剂kh560。
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