一种拒水抗菌功能面料的制备方法与流程

1.本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种拒水抗菌功能面料的制备方法。


背景技术：

2.近年来，随着人们生活水平的日益提高，人们对高品质面料及其衣物的需求日益增长。除了面料的保暖性、款式花纹等基本需求外，人们对具有不同功能的面料也有广泛的需求。功能面料的制备与研发是纺织产业发展的重要方向。与传统的织造工艺改进相比，功能整理具有工艺流程短、效率高、功能化效果明显等特点，是实现面料多功能化的重要手段。常见的功能整理包括抗紫外整理、拒水整理、抗菌整理等，这些整理工艺均得到工业化实现，有效提高面料的附加值。
3.目前，人们多穿着棉、麻等天然亲水纤维面料制成的衣服。虽然这些衣服具有较好的舒适性，但是这些衣物常在常见的餐饮、煮食、受伤等生活场景中被汤汁、调料、血液等液体污染。这些污染物一旦沾染于衣物上且未及时除去，不仅衣物的美观性受影响，空气中的细菌病毒等会附着在这些有机污渍上进一步滋生，威胁人体健康。因此，这些服用面料除具备较好的拒水抗污染性能外，还需要具备良好的抗菌性能。
4.面料的拒水抗菌整理以受到业界的关注。cn109487554a公开了一种基于巯基化壳聚糖原位还原纳米银的抗菌棉织物及其制备方法,将巯基化壳聚糖接枝棉织物浸渍在硝酸银溶液中,常温下缓慢加入还原剂,60-80℃反应30-300min后即可得到基于巯基化壳聚糖原位还原纳米银的抗菌棉织物。虽然其抗菌性能有所提升，但无法保证其拒水抗污染性能。cn116065389a公布了一种新型抗菌疏水的复合面料,采用壳聚糖与银结合,形成稳定的壳聚糖纳米银溶液,再对面料进行处理,后采用疏水剂处理。虽然面料抗菌性及抗污性得到改善，但其工艺较为繁琐。究其原因，一般的抗菌剂多为亲水性化合物，对面料整理后面料亲水性提高，则水性污染物容易沾染面料，影响其拒水性能，而目前该问题未得到较好地解决。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术中拒水抗菌功能面料存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种拒水抗菌功能面料，本发明的目的之二在于提供这种拒水抗菌功能面料的制备方法。
6.本发明的技术方案将力求克服传统抗菌-拒水分步整理的缺点，兼顾面料的抗菌性能及拒水性能，力求在保证多层面料具有较强抗菌性能的同时，保证面料的拒水特性，并保证该面料的常见拒水场景的应用。
7.为了实现上述的目的，本发明所采取的技术方案是：
8.一种拒水抗菌功能面料及其生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.步骤一：将硝酸银、柠檬酸钠、氨基硅烷偶联剂分散于纯净水中，加热搅拌，制成纳米银分散液。
10.步骤二：向制备的纳米银分散液加入疏水性硅烷偶联剂及催化剂，继续加热搅拌，
制成抗菌拒水整理液。
11.步骤三：将面料浸入抗菌拒水整理液中,加热保持一段时间，轧出面料中多余的抗菌拒水整理液，随后放入烘干机上烘干。
12.作为上述技术方案的进一步描述：
13.所述面料为纯棉或涤棉混纺面料，其制造工艺包括但不限于机织、经编、纬编、编织、非织造针刺和非织造水刺。所述面料的棉纤维和涤纶的混纺比为1：(0～2)。
14.作为上述技术方案的进一步描述：
15.所述抗菌拒水整理液制备过程中氨基硅烷偶联剂为胺丙基三氯硅烷、胺丙基三甲氧基硅烷、胺丙基二甲基二硅氧烷、胺丙基二甲基氯硅烷中的一种或多种组合。
16.优选的，所述抗菌拒水整理液制备过程中氨基硅烷偶联剂为胺丙基三甲氧基硅烷。
17.作为上述技术方案的进一步描述：
18.所述抗菌拒水整理液制备过程中硝酸银、柠檬酸钠、氨基硅烷偶联剂浓度需分别控制在1～10g/l。
19.优选的，硝酸银、柠檬酸钠、氨基硅烷偶联剂浓度需分别控制在2～6g/l。
20.作为上述技术方案的进一步描述：
21.其特征在于：所述抗菌拒水整理液制备过程中硝酸银、柠檬酸钠、氨基硅烷偶联剂的添加量比例需控制在1:(0.5～1.5)：(0～0.5)。
22.优选的，硝酸银、柠檬酸钠的添加量比例需控制在1:(0.8～1.2)
23.作为上述技术方案的进一步描述：
24.所述抗菌拒水整理液制备过程中疏水性硅烷偶联剂为三甲氧基硅烷或三乙氧基硅烷，可选自甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或氧丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种组合。
25.优选的，疏水性硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷的一种或多种组合。
26.作为上述技术方案的进一步描述：
27.所述抗菌拒水整理液制备过程中疏水性硅烷偶联剂的添加量需控制在10-50g/l。
28.作为上述技术方案的进一步描述：
29.所述抗菌拒水整理液制备过程，催化剂为碱性催化剂或酸性催化剂，可选自氨水、甲酸、乙酸中的一种，添加量需控制在疏水性硅烷偶联剂添加量的0.5～2％。
30.作为上述技术方案的进一步描述：
31.抗菌整理工艺为：将面料以浴比1:10～50浸入抗菌拒水整理液中,保持于40-60℃下保持0.25-2h，常温下轧出面料中多余的抗菌拒水整理液，将轧完的面料放入70-90℃的烘干机上烘干5min～20min。
32.优选的，浴比需控制在1:20～35。
33.优选的，面料浸入抗菌拒水整理液后保持于45-55℃下保持0.8-1.2h。
34.优选的，轧出面料的回潮率应在20～50％。
35.优选的，烘干轧完的面料时烘干机温度应为75～85℃，烘干时间应为8-12min。
36.本发明的有益效果是：
37.传统抗菌整理是采用纳米银、纳米铜、季铵盐等抗菌剂通过涂覆、浸泡、生长等方式在面料上构建抗菌功能表面。然而，这些抗菌剂多为亲水性材料，整理后材料的亲水性会不可避免地增强，使其更加容易被水性污染物所沾染，其拒水性能必然收到一定的削弱。此外，纳米银材料密度较大，在水中容易沉淀。为避免以上问题，本发明在抗菌整理液制备过程当中引入一定的氨基硅烷偶联剂，通过其水解修饰了纳米银颗粒，增强在水中的分散性，并一定程度地降低抗菌整理剂的亲水性，降低其对面料亲水性的增强，此外氨基的存在也不会过度影响整理剂的抗菌能力。
38.此外，与传统采用聚二甲基硅氧烷(如水溶性硅油)或丙烯酸酯类聚合物进行拒水抗污整理不同，本发明通过在抗菌整理剂中引入一定量疏水性的三甲氧基硅烷，使其水解形成硅醇而作为拒水整理剂。它比传统硅油或者聚丙烯酸酯分子量低，在水中分散性更好。三甲氧基硅烷水解后形成大量活性较高的硅醇，较为容易地与织物表面的羟基发生作用，这使得整理的牢度更高。
具体实施方式
39.在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
40.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于实施例所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
41.本发明中的词语“优选地”、“更优选地”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
42.当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
43.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。
44.本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。
45.实施例
46.实施例1
47.实施例1的抗菌抗紫外功能面料的制备方法是：
48.步骤一：将硝酸银、柠檬酸钠、胺丙基三甲氧基硅烷分散于纯净水中，其中硝酸银浓度为2g/l，柠檬酸钠浓度为2g/l，胺丙基三甲氧基硅烷浓度为1g/l，加热至60℃搅拌1h，制成纳米银分散液冷却备用。
49.步骤二：向制备的纳米银分散液加入甲基三甲基硅烷及催化剂甲酸，其中甲基三甲基硅烷浓度控制为30g/l，甲酸添加量为甲基三甲氧基硅烷的1％。继续加热搅拌，制成抗菌拒水整理液。
50.步骤三：将纯棉面料以浴比1:30浸入抗菌拒水整理液中,保持于50℃下保持1h，常温下轧出面料中多余的抗菌拒水整理液，将轧完的面料放入80℃的烘干机上烘干10min。
51.实施例2
52.实施例2制备方法与实施例1的基本相同，其区别在于面料为1:1的涤棉混纺面料。
53.实施例3
54.实施例3制备方法与实施例1的基本相同，其区别在于三甲氧基硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷。
55.实施例4
56.实施例3制备方法与实施例1的基本相同，其区别在于三甲氧基硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷与甲基三甲氧基硅烷以质量比1:1混合的混合液。
57.实施例5
58.实施例5制备方法与实施例1的基本相同，其区别在于催化剂为氨水。
59.对比例
60.对比例1制备方法与实施例1的基本相同，其区别在于纳米银分散液制备过程中未加入胺丙基三甲氧基硅烷。
61.对比例2与实施例1的基本相同，其区别在于抗菌整理液制备过程中未加疏水性三甲氧基硅烷及催化剂，直接采用纳米银分散液做抗菌整理后烘干。
62.对比例3与实施例1的基本相同，其区别在于抗菌拒水整理液制备过程中未加入催化剂。
63.实施例和对比例的面料测试性能结果见表1。
64.表1实施例和对比例的面料测试性能
[0065][0066][0067]
表1中各性能测试标准/方法分别如下：
[0068]
根据标准fz/t60005-91测试了面料的拉伸强力。
[0069]
根据标准gb/t 20944.3－2008《纺织品抗菌性能的评价》、gb/t20944.3－2008《纺织品抗菌性能的评价》等规定进行抗菌性测试。
[0070]
实施例1、2比较可知，本发明应用于纯棉和涤棉混纺面料均具有良好的抗菌拒水性能。
[0071]
实施例1、3和4比较可知，本发明运用不同的疏水性三甲氧基硅烷均能使面料具有良好的抗菌拒水性能。
[0072]
实施例1、5比较可知，本发明运用不同的催化剂均能使面料具有良好的抗菌拒水性能。
[0073]
实施例1和对比例1比较可知胺丙基三甲氧基硅烷能让面料具有良好的抗菌性能。
[0074]
实施例1和对比例2比较可知疏水性三甲氧基硅烷的引入能使面料具有良好的拒水抗污染性能。
[0075]
实施例1和对比例2比较可知催化剂的引入能增强面料的拒水抗污染性能。
[0076]
可见，通过本发明的方法制得的拒水抗菌功能面料均具有良好的拒水抗菌性能，可以在服用面料领域具有广阔的应用前景。
[0077]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种拒水抗菌功能面料及其生产方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将硝酸银、柠檬酸钠、氨基硅烷偶联剂分散于纯净水中，加热搅拌，制成纳米银分散液。步骤二：向制备的纳米银分散液加入疏水性硅烷偶联剂及催化剂，继续加热搅拌，制成抗菌拒水整理液。步骤三：将面料浸入抗菌拒水整理液中,加热保持一段时间，轧出面料中多余的抗菌拒水整理液，随后放入烘干机上烘干。2.根据权利要求1所述的一种拒水抗菌功能面料的制备方法，其特征在于：所述面料为纯棉或涤棉混纺面料，其棉纤维和涤纶的混纺比为1：(0～2)。3.根据权利要求1所述的一种拒水抗菌功能面料的制备方法，其特征在于：所述抗菌拒水整理液制备过程中硝酸银、柠檬酸钠、氨基硅烷偶联剂浓度需控制在1～10g/l。4.根据权利要求1所述的一种拒水抗菌功能面料的制备方法，其特征在于：所述抗菌拒水整理液制备过程中硝酸银、柠檬酸钠、氨基硅烷偶联剂的添加量比例需控制在1:(0.5～1.5)：(0～0.5)。5.根据权利要求1所述的一种拒水抗菌功能面料的制备方法，其特征在于：所述抗菌拒水整理液制备过程中疏水性硅烷偶联剂的添加量需控制在10-20g/l。6.根据权利要求1所述的一种拒水抗菌功能面料的制备方法，其特征在于：所述抗菌拒水整理液制备过程，催化剂添加量需控制在疏水性硅烷偶联剂添加量的0.5～2％。7.根据权利要求1所述的一种抗菌抗紫外功能面料的制备方法，其特征在于：抗菌整理工艺为：将面料以浴比1:10～50浸入抗菌拒水整理液中,保持于40-60℃下保持0.25-2h，常温下轧出面料中多余的抗菌拒水整理液，将轧完的面料放入70-90℃的烘干机上烘干5min～20min。8.权利要求1～7任一项所述抗菌抗紫外功能面料的制备方法在服用面料领域中应用。

技术总结
本发明公开了一种拒水抗菌功能面料的制备方法。这种制备方法首先通过将硝酸银、柠檬酸钠、氨基硅烷偶联剂分散于纯净水中，加热搅拌，制成纳米银分散液，然后向制备的纳米银分散液加入疏水性硅烷偶联剂及催化剂，继续加热搅拌，制成抗菌拒水整理液，最后将面料浸入抗菌拒水整理液中整理后，轧出面料中多余的抗菌拒水整理液，随后放入烘干机上烘干，得到拒水抗菌功能面料。本发明通过在抗菌整理液制备过程中引入三甲氧基硅烷并催化其水解，增强其与面料的相互作用，使得面料在抗菌整理过程中增强其拒水性，从而提高其抗水性污染物沾染的能力，拓展其在服用面料领域的应用。拓展其在服用面料领域的应用。


技术研发人员：黄友长
受保护的技术使用者：江门市佰利达服装纺织有限公司
技术研发日：2023.07.29
技术公布日：2023/10/11