本發(fā)明涉及一種家紡面料用抗菌整理劑的制備方法,尤其是一種家紡面料用抗菌整理劑,屬于紡織品助劑領(lǐng)域
背景技術(shù):
家紡面料用抗菌劑按其成分可大致分為天然生物類、有機(jī)類和無機(jī)類三大類抗菌劑。
天然生物類抗菌劑有來源于蝦、蟹殼的脫乙酞甲殼質(zhì),也有中草藥、銀杏、江南竹、日芥子等的萃取液,以天然原材料作為抗菌劑,受到原料來源和加工條件的制約,目前還不能實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
有機(jī)抗菌劑主要是有機(jī)酸、酯、醇、酚等物質(zhì)。有機(jī)抗菌劑用于抗菌的歷史較長,但是其耐熱性,穩(wěn)定性較差,其分解產(chǎn)物和揮發(fā)物可能對人體有害,因而應(yīng)用受到限制。對細(xì)菌抑制作用較強(qiáng)的無機(jī)抗菌劑脫穎而出。
目前無機(jī)抗菌劑通常是由具有抗菌活性的金屬離子和載體組成的體系。與有機(jī)抗菌劑相比,它具有較好的耐熱性和安全性,而且資源豐富,應(yīng)用范圍廣,是纖維、塑料、建材等生活制品最適宜的抗菌劑品種,有望替代有機(jī)抗菌劑。納米材料是近年來新問世的一種高新材料,這類材料因其所特有的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、量子隧道效應(yīng)等特性,從而擁有完全不同于常規(guī)材料的奇特的力學(xué)性能、光學(xué)性能、熱學(xué)性能、磁學(xué)性能、催化性能等。因此,納米材料將成為下一代新材料的基礎(chǔ)。
近年來,以氧化鋅為代表的光催化材料得到了廣泛的研究,由于納米氧化鋅光催化復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)和工藝簡單,成本低廉,利用自然光即可催化分解細(xì)菌和污染物,具有高催化活性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性、無二次污染、無刺激性、安全無毒等特點,能長期有益于自然生態(tài)環(huán)境,所以是最具有開發(fā)前景的綠色環(huán)保納米材料之一。但其使用受光源限制。
因而,研究開發(fā)不受光源限制、本身無毒、沒有二次污染危險的含納米氧化鋅光催化復(fù)合抗菌劑,具有較大應(yīng)用意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有抗菌劑的不足,本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種家紡面料用抗菌整理劑的制備方法,尤其是以納米氧化鋅、咪唑類抗菌單體為主要抗菌劑組分,采用聚合方法制備家紡面料用抗菌整理劑,將咪唑類抗菌劑接枝到納米氧化鋅上,使咪唑類抗菌劑限制在基體中,既克服了咪唑類抗菌劑作為有機(jī)抗菌劑存在的缺陷,又提高抗菌劑的抗菌長效性和有效性。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種家紡面料用抗菌整理劑的制備方法,各組分以質(zhì)量份計,包括以下步驟:
步驟一 向反應(yīng)釜中加入8份表面改性納米氧化鋅粉末、7份十六烷基三甲基溴化銨、5份OP-10、243份去離子水,攪拌均勻,升溫至70℃;以20份去離子水溶解0.3份過硫酸鈉成引發(fā)劑水溶液;
步驟二 緩慢地向反應(yīng)釜中滴加23份咪唑抗菌單體1-丁基-3-乙烯基咪唑硝酸鹽、4份3-乙烯基苯胺和引發(fā)劑水溶液,滴加完后,在78℃保溫反應(yīng)3h,
步驟三 將反應(yīng)釜溫度降至45~50℃,加入0.3份硝酸銀與20份去離子水的溶液,攪拌均勻后,迅速加入0.3份硼氫化鈉與20份去離子水的溶液,進(jìn)行還原反應(yīng);過200目篩,得家紡面料用抗菌整理劑。
所述表面改性納米氧化鋅的制備方法為:
7份納米氧化鋅加到盛有30份無水乙醇和10份水的廣口瓶中,超聲分散30分鐘,升溫至40℃,恒溫勻速攪拌30分鐘,鹽酸調(diào)節(jié)pH值5.5,待攪拌穩(wěn)定后通過滴管從瓶口加入由20份無水乙醇溶解的0.5~1.2份硅烷偶聯(lián)劑γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,反應(yīng)1小時后,取出過濾、洗滌、烘干、研磨,制得表面改性納米氧化鋅粉末。
氧化鋅因其全新的納米特性體現(xiàn)出許多新的物理化學(xué)性能,使它在眾多領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。但由于納米氧化鋅的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)等使其作為無機(jī)物直接添加到有機(jī)材料中有想當(dāng)大的困難:①氧化鋅表面親水疏油,呈現(xiàn)極性,在材料中難于均勻分散;②顆粒具有較大的比表面積和較高的表面能,使它們極易團(tuán)聚,不易在有機(jī)介質(zhì)中分散,與聚合物配伍性能差,直接影響納米氧化鋅的實際功效。為了降低納米氧化鋅表面極性,消除表面高能勢,提高納米氧化鋅在有機(jī)介質(zhì)中的分散能力和親和力,擴(kuò)大其應(yīng)用范圍,需要對其進(jìn)行表面改性。使用偶聯(lián)劑對納米氧化鋅粉體進(jìn)行改性的方法較為普遍。偶聯(lián)劑是一種由親水的極性基團(tuán)和親油的非極性基團(tuán)兩部分組成的雙親化合物,其分子中的親水基團(tuán)與納米粉體表面的羥基反應(yīng),使納米顆粒表面親水性轉(zhuǎn)變成親油性,從而達(dá)到改善納米粉體與有機(jī)相液體的相容性。
本發(fā)明采用咪唑類抗菌單體在改性后的納米氧化鋅離子表面接枝的方法,使咪唑類抗菌單體限制在基體中,并在分子鏈上生成納米銀,將無機(jī)和有機(jī)抗菌劑進(jìn)行復(fù)合,克服了納米氧化鋅光觸媒在光線暗處沒有抗菌性和咪唑類抗菌劑安全性差、會產(chǎn)生微生物耐藥性,化學(xué)穩(wěn)定性差、耐熱性差等缺點,實現(xiàn)了抗菌劑的安全、持久、高效性。
具體實施方法:
下列實施方案,僅是舉例說明,不是僅有的,所以,一切在本發(fā)明范圍內(nèi)或是做與本發(fā)明相似的改變均包含于本發(fā)明之內(nèi)。
實施例1
一種家紡面料用抗菌整理劑的制備方法,各組分以質(zhì)量份計,包括以下步驟:
步驟一 向反應(yīng)釜中加入8份表面改性納米氧化鋅粉末、7份十六烷基三甲基溴化銨、5份OP-10、243份去離子水,攪拌均勻,升溫至70℃;以20份去離子水溶解0.3份過硫酸鈉成引發(fā)劑水溶液;
步驟二 緩慢地向反應(yīng)釜中滴加23份咪唑抗菌單體1-丁基-3-乙烯基咪唑硝酸鹽、4份3-乙烯基苯胺和引發(fā)劑水溶液,滴加完后,在78℃保溫反應(yīng)3h,
步驟三 將反應(yīng)釜溫度降至45~50℃,加入0.3份硝酸銀與20份去離子水的溶液,攪拌均勻后,迅速加入0.3份硼氫化鈉與20份去離子水的溶液,進(jìn)行還原反應(yīng);過200目篩,得家紡面料用抗菌整理劑。
所述表面改性納米氧化鋅的制備方法為:
7份納米氧化鋅加到盛有30份無水乙醇和10份水的廣口瓶中,超聲分散30分鐘,升溫至40℃,恒溫勻速攪拌30分鐘,鹽酸調(diào)節(jié)pH值5.5,待攪拌穩(wěn)定后通過滴管從瓶口加入由20份無水乙醇溶解的0.5~1.2份硅烷偶聯(lián)劑γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,反應(yīng)1小時后,取出過濾、洗滌、烘干、研磨,制得表面改性納米氧化鋅粉末。