[发明专利]一种抗菌棉材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纤维复合材料技术领域，具体涉及一种抗菌棉材料的制备方法，具有高强的抗菌性。

背景技术

棉型纺织材料是人体接触额多的纺织材料，在与人体接触过程中，人体的汗液、皮质以及其他各种分泌物成为各种微生物良好的营养源，在合适的外界条件下，微生物迅速生长、繁殖，并通过各种途径传播疾病，威胁人类的生存和发展。因此随着健康意识的提高和科学技术的快速发展，具有杀菌和抗菌功能的纯棉纺织品的开发受到人们的关注。

纳米二氧化钛粒径介于1～100nm之间，是一种新型高功能精细无机产品，具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等。纳米二氧化钛在可用于制备抗菌、抗静电、电磁屏蔽等功能的材料。纳米二氧化钛具有比表面积大和比表面能大等特点，自身易团聚；并且纳米二氧化钛表面极性较强，与棉纤维之间没有结合力，易造成界面缺陷，导致材织物存在手感硬、透气性差，水洗牢度差、功能耐久性差等问题。

常用的一些有机抗菌材料因抗菌性较弱，耐热性、稳定性差，自分解产物和挥发物可能对人体有害，不适合于高温加工等缺点，其应用受到限制。因此，需要研发新的方法，以提高棉纤维抗菌整理效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗菌棉材料的制备方法，制备方法简单，成本低，安全稳定，得到具有抗菌性能，且耐久性强的棉材料。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种抗菌棉材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）氮气气氛中，将二乙烯基三胺、硫代乙酰胺水溶液、丙烯酸甲酯滴加入甲醇中，30℃反应2h；然后旋蒸除去甲醇，140℃继续减压反应6h，停止反应，得到端氨基超支化合物；所述硫代乙酰胺水溶液、二乙烯基三胺、丙烯酸甲酯、甲醇的体积比为5︰1︰0.8︰2；硫代乙酰胺水溶液质量浓度为2%；

（2）按浴比1︰55～65将棉纤维浸渍于棉纤维整理液中，震荡；于60℃浸渍处理15min，烘干；再浸渍于所述棉纤维整理液中，于80℃浸渍处理8min，烘干；得到抗菌棉材料；所述的棉纤维整理液由以下重量份的原料混合制得：

端氨基超支化合物10份

纳米二氧化钛6～8份

氟化镱6～10份

咪唑2～3份

双-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯7～9份

乙二醇单丁醚6.5～8份

聚酰胺蜡1.5～3份

水155～180份。

上述步骤（2）中，浴比优选1︰60。

上述步骤（2）中，先混合端氨基超支化合物、纳米二氧化钛、双-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、聚酰胺蜡与水；再加入氟化镱、咪唑、乙二醇单丁醚，混合得到棉纤维整理液。

上述步骤（2）中，烘干温度为120℃。优选的，于80℃浸渍处理8min，烘干后，还包括水洗、晾干过程；得到抗菌棉材料。

本发明还公开了根据上述制备方法制备的抗菌棉材料。在氟化镱、咪唑等小分子的协同下，本发明的棉材料避免了现有技术中二氧化钛性能不稳定、不持久的缺陷。

本发明端氨基超支化合物是表面具有丰富氨基、亚胺基和叔胺基的水溶性聚合物，固化后常温下稳定，受热时，与其他有机组分会进一步交联，在加热、水条件下，端氨基超支化合物与纤维具有较强的亲和力，可以吸附在棉纤维上，与棉纤维表面基团反应，克服了传统高分子材料膜层耐磨差的缺陷，提高棉材料的耐磨性。负载有端氨基化合物的棉纤维浸渍在纳米二氧化钛溶液中，纳米粒子被化合物包裹固定在织物上，实现了抗菌纳米二氧化钛织物的制备。

本发明中，第一次浸渍温度较低，时间较长，有利于有机物及其纳米粒子的富集，烘干温度较高，部分有机物发生反应并熔化，在棉纤维表面形成膜层；第二次浸渍可以增加整理剂在棉纤维表面的富集，再次烘干，棉纤维表面有机材料互相反应，无机材料被包裹于有机膜层中，增加膜层稳定性。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1．本发明利用的纤维整理液组成合理，各组成分之间相容性好，由此制备得到了棉材料，具有良好的抗菌性，特别在氟化镱、咪唑等协效下具有优异的耐久性，在有机小分子协效下具有柔软的手感，满足抗菌棉材料的发展应用。

2．本发明提供的方法整理后的棉纤维手感、透气性及水洗牢度好，抗菌耐久性强；简单操作即可完成棉纤维的整理，方法简单，易于操作，对反应条件要求低；通过控制端氨基超支化合物和纳米二氧化钛的浓度，可以改变织物表面纳米材料的吸附量。