本申請涉及復(fù)合材料，尤其涉及抗菌材料、復(fù)合抗菌纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、抗菌纖維可以有效阻斷細(xì)菌傳播，從而提高人類對細(xì)菌防護(hù)能力。在纖維制備過程中加入抗菌劑是制備抗菌纖維的主要方法之一。其中，無機(jī)抗菌劑優(yōu)點(diǎn)是持久性好，耐熱性能好，安全性較高，耐洗滌。但具有高抗菌性能的銀離子具有生物安全隱患，在部分應(yīng)用場景被限制；銅離子具有較好的綜合抗菌性能，特別是對霉菌作用相對最好，但是銅離子存在易導(dǎo)致成品帶色。

2、相對而言鋅離子具有相對最好的綜合性能，而逐漸被市場廣泛采用。但是常用的鋅基抗菌材料為微米、納米級顆粒，且在聚合物熔融紡絲中，由于難以實(shí)現(xiàn)真正意義上納米粉體的納米級分散，其形成的顆粒粒徑大多大于300nm，因此真正有效實(shí)施抗菌功能的僅為無機(jī)顆粒表面的鋅離子。由此導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)有效抗菌性能時(shí)抗菌粉體添加量高，伴隨成本的提高以及對人體潛在的危害性，而且容易從基材上脫落。如專利公開號(hào)為cn113291007a的專利申請中提供的一種制備抗菌纖維的方法，步驟如下：向硝酸銀溶液中加入分子篩，靜置吸附，干燥后焙燒得到納米銀負(fù)載的分子篩，溶解在分子聚合物溶液中，得到抗菌紡絲液；將纖維層用清水清洗、除菌除塵除靜電烘干后；將抗菌紡絲液加入至儲(chǔ)液池中，使得纖維層在儲(chǔ)液池中運(yùn)動(dòng)，吸附抗菌紡絲液，制備得到抗菌纖維層；采用熱壓工藝將面料層復(fù)合于抗菌纖維層的兩側(cè)表面，即獲得抗菌纖維。上述方法制備的抗菌纖維在洗滌時(shí)容易出現(xiàn)脫落，且由于抗菌層和纖維層力學(xué)性能差距較大反復(fù)彎折后可能出現(xiàn)分離，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請的目的在于提供一種抗菌材料、復(fù)合抗菌纖維及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中抗菌材料利用率低、添加量高、容易脫落的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述申請目的，本申請采用的技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本申請一種抗菌材料，包括載體材料和含氧化鋅納米材料，含氧化鋅納米材料以原子簇形態(tài)結(jié)合在載體材料上。

4、本申請抗菌材料中的含氧化鋅納米材料屬于無機(jī)抗菌劑，賦予抗菌材料具有快速和持久的抗菌性能。含氧化鋅納米材料呈原子簇形態(tài)，其功能原子進(jìn)一步細(xì)化，可以使得含氧化鋅納米材料充分裸露，相比現(xiàn)有的納米顆粒狀的無機(jī)抗菌材料僅有表面得到利用的情形，本申請中的氧化鋅納米材料增大了與外界接觸面積，可以與外界充分接觸，提高了利用率，在確?？咕Ч耐瑫r(shí)減小無機(jī)抗菌劑的使用量，降低了成本，減少了無機(jī)抗菌劑對人體可能的危害，還提高了抗菌材料與載體材料結(jié)合的穩(wěn)定性，不易發(fā)生脫落。

5、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N上文本申請抗菌材料的制備方法，包括如下步驟：

6、將包括可溶性鋅鹽、沉淀劑的原料在含有載體材料的溶劑中進(jìn)行水熱反應(yīng)生成納米前體，納米前體以原子簇形態(tài)結(jié)合在載體材料上；

7、將水熱反應(yīng)得到的混合物溶液進(jìn)行固液分離處理，將得到的固體進(jìn)行煅燒處理，得到抗菌材料。

8、本申請制備方法先通過水熱反應(yīng)將鋅鹽沉淀并生成納米前體，由于水熱反應(yīng)中各原料分散均勻，且反應(yīng)過程可以生成微觀尺度極小的納米前體，這些納米前體以原子簇形態(tài)結(jié)合在載體材料上，再將固液分離后的固體進(jìn)行煅燒處理，使納米前體轉(zhuǎn)化為含氧化鋅納米材料，也以原子核/或原子簇形態(tài)結(jié)合在載體材料上，從而得到抗菌材料，具有快速和持久的抗菌性能，提高了利用率，減少了無機(jī)抗菌劑的使用量，降低了成本，減少了無機(jī)抗菌劑對人體可能的危害，還提高了抗菌材料與載體材料結(jié)合的穩(wěn)定性，不易發(fā)生脫落。制備方法工藝可控，制得的抗菌材料物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。

9、第三方面，本申請?zhí)峁┮环N復(fù)合抗菌纖維，包括纖維狀的芯層和皮層，皮層包覆芯層，其中，皮層含有上文本申請抗菌材料或含有上文本申請制備方法制備的抗菌材料。

10、本申請復(fù)合抗菌纖維的皮層中含有上文抗菌材料，賦予復(fù)合抗菌纖維具有快速和持久的抗菌性能，且不易脫落，耐水洗。芯層與皮層復(fù)合的形式可以使表層所含的抗菌材料充分發(fā)揮抗菌性能，提高抗菌材料的利用率，且在確?？咕Ч耐瑫r(shí)減少了抗菌材料的用量，降低了成本，減少了危害。

11、第四方面，本申請?zhí)峁┮环N上文本申請復(fù)合抗菌纖維的制備方法，包括如下步驟：

12、將抗菌材料制成粉料；

13、將抗菌材料的粉料與皮層的基材進(jìn)行混煉處理制得皮層材料；

14、以皮層材料和芯層進(jìn)行同軸紡絲處理，得到復(fù)合抗菌纖維。

15、本申請復(fù)合抗菌纖維的制備方法先將抗菌材料經(jīng)混煉處理制得皮層材料，從而抗菌材料可以充分分散結(jié)合在皮層的基材中，提高了皮層材料的抗菌性能，提高了抗菌材料的利用率，然后再通過同軸紡絲處理制得復(fù)合抗菌纖維，從而制得的復(fù)合抗菌纖維具有快速和持久的抗菌性能，且抗菌材料不易脫落，耐水洗，還減少了抗菌材料的用量，降低了成本，減少了危害，提高了皮層和芯層結(jié)合的穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種抗菌材料，其特征在于：包括載體材料和含氧化鋅納米材料，所述含氧化鋅納米材料以原子簇形態(tài)結(jié)合在所述載體材料上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌材料，其特征在于：所述含氧化鋅納米材料在所述抗菌材料中的含量為5000～30000ppm；和/或

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗菌材料，其特征在于：所述抗菌材料包括如下(1)～(4)特征中的至少一種：

4.一種如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的抗菌材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗菌材料的制備方法，其特征在于：所述可溶性鋅鹽、沉淀劑的質(zhì)量比為1：(0.1～10)；和/或

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的抗菌材料的制備方法，其特征在于：所述可溶性鋅鹽包括醋酸鋅、乳酸鋅、乙二胺四乙酸二鈉鋅鹽、甘氨酸鋅鹽一水合物、苯磺酸鋅、吡啶翁鋅、硝酸鋅、硫酸鋅、檸檬酸鋅、磷酸二氫鋅、辛酸鋅、氯化鋅、甘氨酸鋅鹽一水合物、葡萄糖酸鋅中的至少一種；和/或

7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的抗菌材料的制備方法，其特征在于：所述固液分離處理包括用水將所述混合物溶液進(jìn)行洗滌離心至ph為6.5～8；和/或

8.一種復(fù)合抗菌纖維，其特征在于：包括纖維狀的芯層和皮層，所述皮層包覆所述芯層，其中，所述皮層含有如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的抗菌材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合抗菌纖維，其特征在于：所述抗菌材料在所述皮層中的質(zhì)量含量為0.5％～2％；和/或

10.一種如權(quán)利要求8或9任一項(xiàng)所述復(fù)合抗菌纖維的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及抗菌材料、復(fù)合抗菌纖維及其制備方法?？咕牧习ㄝd體材料和含氧化鋅納米材料，含氧化鋅納米材料以原子簇形態(tài)結(jié)合在載體材料上，提高了無機(jī)抗菌劑的利用率，具有快速和持久的抗菌性能，同時(shí)減小無機(jī)抗菌劑的使用量，降低了成本，減少了對人體可能的危害，還提高了抗菌材料與載體材料結(jié)合的穩(wěn)定性，不易發(fā)生脫落。制備方法將包括可溶性鋅鹽、沉淀劑的原料在含有載體材料的溶劑中進(jìn)行水熱反應(yīng)生成納米前體，納米前體以原子簇形態(tài)結(jié)合在載體材料上；將水熱反應(yīng)得到的混合物溶液進(jìn)行固液分離處理，將得到的固體進(jìn)行煅燒處理，得到抗菌材料。還可以將抗菌材料用于復(fù)合抗菌纖維中。

技術(shù)研發(fā)人員：馬俊濱,嚴(yán)玉蓉,馬義忠,顧海云,吳松平,謝志平,張勇,周小兵,李慶瑜,莊銳鑫,文睿,馬楚浩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東秋盛資源股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23