一種基于載銀磷酸鋯的抗菌聚酯纖維及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于抗菌聚酯纖維制備領(lǐng)域，特別涉及一種基于載銀磷酸鋯的高效持久抗菌聚酯纖維及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生活水平的提高，人們對(duì)生活環(huán)境的安全防護(hù)意識(shí)增強(qiáng)。其中，具有抗菌功能的涂料、抑菌的塑料生活用品、抗菌的服裝和家用紡織品都得到了廣大的關(guān)注。尤其在與皮膚接觸的安全防護(hù)方面，抑菌防臭尤為重要。當(dāng)前，抗菌劑種類包含有機(jī)抗菌劑、有機(jī)金屬抗菌劑、化合物型抗菌劑、納米金屬抗菌劑及無(wú)機(jī)粉體載金屬抗菌劑等等。
[0003]在上述抗菌劑中，載銀磷酸鋯是人們關(guān)注和應(yīng)用的一個(gè)熱點(diǎn)。磷酸鋯的結(jié)構(gòu)為[P04]四面體和[Zr06]八面體通過(guò)共用其頂角上的氧原子而構(gòu)成的三維空間結(jié)構(gòu)，具有有效的孔洞結(jié)構(gòu)，且表面含有羥基基團(tuán)。發(fā)明專利CN 102239887 B公開了一種納米級(jí)磷酸鋯載銀復(fù)合無(wú)機(jī)抗菌劑的制備方法；發(fā)明專利CN 102763678 B公開了一種立方體磷酸鋯載銀抗菌粉的制備方法；發(fā)明專利CN 1240288 C公開了一種制備層狀磷酸鋯載銀粉末的制備方法；發(fā)明專利CN 100345486 C公開了一種納米層狀磷酸鋯載銀無(wú)機(jī)抗菌粉體及其制備新方法；發(fā)明專利CN 1281689C公開了一種改性磷酸鋯載銀粉末及其制備方法。上述發(fā)明專利均采用金屬離子置換的方法使磷酸鋯基體中負(fù)載銀離子，制備過(guò)程較為繁雜。
[0004]在抗菌聚酯纖維的制備領(lǐng)域，發(fā)明專利CN 102691129 B公開了一種抗菌滌綸纖維及其生產(chǎn)方法與它的用途，采用抗菌組分與滌綸樹脂混合制備母粒，然后再與滌綸樹脂熔融紡絲，紡絲周期長(zhǎng)。國(guó)家發(fā)明專利CN 101005762 B公開了一種利用載銀或銅的磷酸鋯或鹽，采用表面涂覆的方式來(lái)達(dá)到抗菌的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于載銀磷酸鋯的高效持久抗菌聚酯纖維及其制備方法，該方法制備的載銀磷酸鋯的銀含量高，制備方法簡(jiǎn)單易行，制備的抗菌聚酯纖維具有高效抗菌作用持久的特點(diǎn)。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于載銀磷酸鋯的抗菌聚酯纖維，其特征在于，包括聚酯基體，所述的聚酯基體中分散有載銀磷酸鋯粉體。
[0007]本發(fā)明還提供了上述的基于載銀磷酸鋯的抗菌聚酯纖維的制備方法，其特征在于，包括:
[0008]步驟1:將磷酸鋯粉體與多巰基化合物分散于有機(jī)溶劑中；然后加入硝酸銀，攪拌12?24小時(shí)，采用噴霧干燥法去除有機(jī)溶劑，將獲得的粉體置于800?1200°C環(huán)境下煅燒1?6小時(shí)，得到載銀磷酸鋯納米粉體；
[0009]步驟2:將介孔載銀磷酸鋯納米粉體、對(duì)苯二甲酸(PTA)、二元醇及銻系催化劑加入聚酯反應(yīng)釜中，原位聚合制備載銀磷酸鋯抗菌聚酯，采用熔體直紡制備基于載銀磷酸鋯的抗菌聚酯纖維，或者，將載銀磷酸鋯抗菌聚酯造粒，得到載銀磷酸鋯抗菌聚酯母粒，采用母粒共混紡絲的方法制備基于載銀磷酸鋯的抗菌聚酯纖維。
[0010]優(yōu)選地，所述的載銀磷酸鋯納米粉體中銀質(zhì)量含量為3?8%，直徑為200?800nmo
[0011]優(yōu)選地，所述的多巰基化合物為二巰基乙酸乙二醇酯、1，3- 二巰基丙烷、季戊四醇四巰基乙酸酯和季戊四醇四-3-巰基丙酸酯的一種或幾種。
[0012]優(yōu)選地，所述的介孔磷酸鋯粉體、多巰基化合物和硝酸銀的質(zhì)量比為100: 1?6: 8 ?20。
[0013]優(yōu)選地，所述的有機(jī)溶劑為乙醇、丙酮、二氯甲烷和三氯甲烷的一種。
[0014]優(yōu)選地，所述的將介孔磷酸鋯粉體與多巰基化合物分散于有機(jī)溶劑中的具體步驟為:將介孔磷酸鋯粉體與多巰基化合物加入到有機(jī)溶劑中，密閉超聲分散0.5?2小時(shí)。
[0015]優(yōu)選地，所述的載銀磷酸鋯抗菌聚酯母粒中載銀磷酸鋯的質(zhì)量含量為3%?20%。
[0016]優(yōu)選地，所述的二元醇為乙二醇、丙二醇和丁二醇的一種。
[0017]優(yōu)選地，所述的熔體直紡的條件為:紡絲溫度265?285°C，紡絲速度1000?4000m/mino
[0018]優(yōu)選地，所述的熔體直紡所得的基于載銀磷酸鋯的抗菌聚酯纖維中的載銀磷酸鋯的質(zhì)量含量為3%?7%。
[0019]優(yōu)選地，所述的母粒共混紡絲的具體步驟為:將載銀磷酸鋯抗菌聚酯母粒和聚酯切片經(jīng)雙螺桿造粒機(jī)造粒，再經(jīng)熔融紡絲得到基于載銀磷酸鋯的抗菌聚酯纖維。
[0020]更優(yōu)選地，所述的載銀磷酸鋯抗菌聚酯母粒和聚酯切片的質(zhì)量比例為1?10: 100。
[0021]更優(yōu)選地，所述的熔融紡絲條件為紡絲溫度265?285 °C，紡絲速度1000?4000m/mino
[0022]優(yōu)選地，所述原位聚合的溫度為250?280°C，聚合壓力控制0.25MPa，時(shí)間為2?3小時(shí)。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0024](1)本發(fā)明中多巰基化合物可以有效分散到磷酸鋯的孔洞中和表面上，巰基基團(tuán)首先與磷酸鋯表面的羥基發(fā)生鍵合作用；在加入硝酸銀時(shí)，未發(fā)生反應(yīng)的巰基基團(tuán)可以有效的鍵接銀離子，使大量銀離子很好的進(jìn)入磷酸鋯的介孔中和鍵接在磷酸鋯的表面上，形成尚載銀含量磷酸錯(cuò)粒子。
[0025](2)本發(fā)明中多巰基化合物完成載銀任務(wù)后，包括未反應(yīng)的巰基基團(tuán)，都可在煅燒處理中被移除。
[0026](3)本發(fā)明采用原位聚合的方式制備載銀磷酸鋯抗菌聚酯母粒，功能納米粒子在聚合和加工環(huán)節(jié)，性能穩(wěn)定不變色。
[0027](4)本發(fā)明制備的抗菌聚酯母粒中載銀磷酸鋯含量可控，可選擇熔體直紡或共混紡絲的方式制備抗菌聚酯纖維。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0029]本發(fā)明各實(shí)施例所用的介孔磷酸鋯納米粉體為市售產(chǎn)品，粒徑為200?800nm，孔徑為4?15nm。
[0030]實(shí)施例1
[0031]—種基于載銀磷酸鋯的抗菌聚酯纖維，包括聚酯基體，所述的聚酯基體中分散有載銀磷酸鋯粉體。
[0032]上述的基于載銀磷酸鋯的抗菌聚酯纖維的制備方法為:
[0033](1)將100g介孔磷酸鋯納米粉體、3g季戊四醇四巰基乙酸酯加入到100mL的三氯甲烷中，室溫下密閉超聲分散(超聲頻率:40KHz)2小時(shí)；然后加入20g的硝酸銀，500r/min攪拌24小時(shí)。利用噴霧干燥的方式去除三氯甲烷溶劑，然后將獲得的粉體置于1200°C環(huán)境下煅燒3小時(shí)，獲得載銀質(zhì)量含量為8%的直徑為200?800nm的載銀磷酸鋯納米粉體。
[0034](2)將200g載銀磷酸鋯納米粉體、540g精對(duì)苯二甲酸、260g乙二醇、0.2g乙二醇銻加入聚酯反應(yīng)釜中，原位聚合(聚合溫度為250?280°C，聚合壓力控制0.25MPa，聚合酯化時(shí)間2小時(shí))得到載銀磷酸鋯抗菌聚酯，造粒，得到載銀磷酸鋯抗菌聚酯母粒，其中載銀磷酸錯(cuò)的質(zhì)量含量為20%。
[0035](3)將載銀磷酸鋯抗菌聚酯母粒與PET樹脂切片按質(zhì)量比1: 100經(jīng)雙螺桿造粒機(jī)造粒，造粒溫度275°C，再經(jīng)熔融紡絲(紡絲溫度285°C，紡絲速度3000m/min)制備抗菌聚酯纖維。該纖維對(duì)大腸桿菌的