[发明专利]一种抑菌剂及其应用、超高分子量聚乙烯抑菌纤维及其制备方法

说明书

本发明提供了一种抑菌剂及其应用、超高分子量聚乙烯抑菌纤维及其制备方法，属于抑菌型超高分子量聚乙烯技术领域。本发明提供的抑菌剂，包括独立地分装的第一浸渍溶液和第二浸渍溶液；所述第一浸渍溶液包括三羟甲基氨基甲烷(Tris)、无机酸、盐酸多巴胺、聚乙烯亚胺和水；所述第二浸渍溶液包括水溶性过渡金属盐和水。本发明提供的抑菌剂抑菌效果好，与超高分子量聚乙烯纤维之间结合牢固，不存在抑菌剂快速流失的问题，而且基本不会影响超高分子量聚乙烯纤维的力学性能，还能够提高超高分子量聚乙烯纤维的亲水性。

技术领域

本发明涉及抑菌型超高分子量聚乙烯技术领域，具体涉及一种抑菌剂及其应用、超高分子量聚乙烯抑菌纤维及其制备方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维具有独特的综合性能，是世界三大高性能纤维之一。由凝胶纺丝法制得的UHMWPE纤维具有比能量吸收高、介电常数低、摩擦系数低及优异的弯曲性能、抗冲击、抗切割、抗紫外线性、耐化学腐蚀性等，广泛应用于军事国防、航空航天、防护装备等领域。近年来，随着UHMWPE纤维在民用织物、医疗器械等领域日益增长的应用需求，丰富UHMWPE纤维的抑菌性至关重要。

然而，由于UHMWPE纤维具有低的表面能和表面张力、高的结晶度、极其光滑的表面，与上述无机、有机抑菌剂很难有效结合。UHMWPE纤维通过化学试剂氧化法、等离子体表面处理、电晕放电表面处理等方法进行表面改性后再与抑菌剂结合，此方法虽然能够增加纤维与抑菌剂的结合力，但会影响纤维本身的力学性能；而且，UHMWPE纤维生产需要经过高温溶解、纺丝和高温热牵伸等过程，很多种抑菌剂在高温下易发生化学反应而导致失效，同时后续的拉伸过程也会导致小分子抑菌剂向纤维表面迁移而快速流失。

例如，中国专利CN109868518A公开了一种抑菌型UHMWPE纤维，其采用无机抑菌剂为锐钛型纳米TiO₂和/或纳米ZnO；虽然该抑菌剂的抑菌效果好，但是该抑菌剂的添加会显著减弱UHMWPE纤维材料的力学性能。中国专利CN109440211A公开了一种用于生产抑菌型UHMWPE纤维的抗菌母液，该抗菌母液按重量组分计算包括如下组分：抗菌聚合物10～30份、溶剂70～90份、表面活性剂0～3份、分散剂0～1份、增容剂0.3～5份，其中，抗菌聚合物选自聚乙烯基季铵盐抗菌聚合物、聚乙烯基季磷盐抗菌聚合物、聚乙烯基胍盐抗菌聚合物、聚乙烯基吡啶盐抗菌聚合物中的一种或二种以上；虽然该抑菌剂的抗菌效果优异且持续时间长，但是该抑菌剂会对UHMWPE纤维的力学性能产生不利影响。中国专利CN107151403A公开一种抗菌供水管道，采用的无机抗菌为纳米银离子抗菌剂；但是该抑菌剂的抑菌率并不理想，且纳米银离子易从材料中流失导致该材料的抑菌率进一步下降。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种抑菌剂及其应用、超高分子量聚乙烯抑菌纤维及其制备方法，本发明提供的抑菌剂抑菌效果好、在制备抑菌型超高分子量聚乙烯纤维过程中不易流失且基本不会影响其力学性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种抑菌剂，包括独立地分装的第一浸渍溶液和第二浸渍溶液；

所述第一浸渍溶液包括三羟甲基氨基甲烷、无机酸、盐酸多巴胺、聚乙烯亚胺和水；

所述第二浸渍溶液包括水溶性过渡金属盐和水。

优选的，所述第一浸渍溶液中三羟甲基氨基甲烷的浓度为1～10g/L；

所述盐酸多巴胺的浓度为1～4g/L；

所述聚乙烯亚胺的浓度为2～8g/L。

优选的，所述一浸渍溶液的pH值为8～10。

优选的，所述水溶性过渡金属盐包括水溶性铜盐、水溶性银盐和水溶性锌盐中的一种或几种。

优选的，所述第二浸渍溶液中水溶性过渡金属盐的浓度为10～100mmol/L。