CN108130735A - 一种涤纶织物抗菌亲水整理剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种涤纶织物抗菌亲水整理剂及其制备方法。所述的涤纶织物抗菌亲水整理剂，其特征在于，含有用作织物粘合剂以提高涤纶织物耐洗度的自交联丙烯酸树脂，以及分子结构中含有用于提高涤纶织物抗菌性能的季铵盐阳离子和亲水性基团的成分。本发明的优势在于，将本发明的亲水抗菌整理剂用于涤纶织物的涂层整理后，可使织物获得较为持久的抗菌和亲水效果，是一种性能优越、有市场前景的涤纶织物整理剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种染整助剂及其制备方法，特别是适用涤纶织物抗菌亲水整理剂及其制备方法。
背景技术
聚酯纤维具有优良的洗涤性能、良好的尺寸稳定性、抗皱性和快干性能，是纺织工业中发展最快的合成纤维之一，然而聚酯纤维的吸湿性能很差，在20℃，相对湿度65％的条件下，涤纶纤维的回潮率仅仅为0.4％。聚酯纤维的疏水性限制其在高档运动服、内衣、床上用品等纺织品方面的应用。
因此，人们正在探索各种聚酯纤维亲水性的制备方法，包括采用共聚、共混、涂层、表面处理等等技术手段。例如：世界专利WO2005019301采用在聚对苯二甲酸乙二醇酯中引入少量的聚丙二醇，以嵌段的方式取代部分二醇结构，得到的共聚改性聚酯纤维具有良好的吸湿性。美国专利US2002019508和世界专利WO2005019301均选用聚乙二醇为改性剂，得到的吸湿性良好的共聚改性聚酯纤维。世界专利WO0012793选用聚乙二醇和季戊四醇改性聚酯纤维后，其吸湿性与棉花及其他天然或合成纤维素纤维相当。中国专利CN200910101497.5将含有海泡石和人造沸石的无机粉体加入到聚酯熔体，得到高吸水性、吸放水份响应快的共混改性聚酯纤维。美国专利US6838173将1-20wt％的二氧化硅类无机粉体添加到聚酯中，得到吸湿性良好的改性聚酯，具有很好的服用舒适性。中国专利CN104404647B聚酯纤维或织物进行电子束辐照，然后将辐照过的聚酯纤维或织物在含有亲水性基团的单体溶液中浸轧，将浸轧过的聚酯纤维或织物进行电子束辐照接枝反应，得到接枝后的纤维或织物，再将接枝后的纤维或织物用氢氧化铝或氢氧化镁溶液中洗涤，然后水洗、烘干，最后得到亲水性聚酯纤维或织物，等等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种涤纶织物抗菌亲水整理剂及其制备方法，该亲水抗菌整理剂为季铵盐与纤维素纳米晶的阳离子改性纤维素纳米晶，涤纶织物通过本助剂涂层整理后，具有持久的良好抗菌亲水效果。
为了达到上述目的，本发明提供了一种涤纶织物抗菌亲水整理剂，其特征在于，含有用作织物粘合剂以提高涤纶织物耐洗度的自交联丙烯酸树脂，以及分子结构中含有用于提高涤纶织物抗菌性能的季铵盐阳离子和亲水性基团的成分。
优选地，所述的分子结构中含有用于提高涤纶织物抗菌性能的季铵盐阳离子和亲水性基团的成分为阳离子改性纤维素纳米晶。
更优选地，所述的阳离子改性纤维素纳米晶的制备方法包括：制备纤维素纳米晶冻干粉末，将纤维素纳米晶冻干粉末与NaOH混合研磨5～10min，冷却至室温；在混合粉末中加入一部分去离子水，搅拌均匀，加入用另一部分去离子水溶解的缩水甘油基三甲基氯化铵，加料时间为30～60min；然后加热至60～70℃，反应3～4h，降至室温，纯化，旋转蒸馏，得到的浓缩物即为阳离子改性纤维素纳米晶；其中，各原料的用量为：纤维素纳米晶冻干粉15～25％，NaOH0.5～1.5％，缩水甘油基三甲基氯化铵10～30％，其余为去离子水，以上各原料重量百分含量之和为100％。
更优选地，所述的纯化的具体步骤包括：用无水乙醇洗涤，离心后得到沉淀物；之后将沉淀物用去离子水稀释1～5倍，转移到透析袋中，透析36-60h。
更优选地，加入混合粉末中的去离子水与溶解缩水甘油基三甲基氯化铵所用去离子水的比例为1∶1。
更优选地，所述的纤维素纳米晶冻干粉末的制备方法包括：配制重量百分比浓度为5～10％的纤维素纳米晶分散液，超声分散20-40min后，将分散液冷冻干燥48h，得到纤维素纳米晶冻干粉末。
更优选地，所述的纤维素纳米晶的长度为50～200nm，直径为5～20nm，结晶度为86～90％。
优选地，所述的涤纶织物抗菌亲水整理剂由阳离子改性纤维素纳米晶35～50％、自交联丙烯酸乳液10～20％、增稠剂0.5～5％、其余为去离子水组成，以上各组分重量百分含量之和为100％。
优选地，所述的增稠剂为水溶性的聚丙烯酸类聚合物。
更优选地，所述的增稠剂为水溶性的聚丙烯酸盐、丙烯酸、甲基丙烯酸的均聚物或共聚物乳液中的一种或多种。
优选地，所述的自交联丙烯酸乳液由路润博特种化学品公司牌号为PrintRiteTM595，Hycar的一种或两种。
本发明还提供了上述的涤纶织物抗菌亲水整理剂的制备方法，其特征在于，将各成分在室温下搅拌均匀得到涂层膏，即为涤纶织物抗菌亲水整理剂。
本发明还提供了上述的涤纶织物抗菌亲水整理剂在涤纶织物抗菌亲水整理中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
将本发明的涤纶织物抗菌亲水整理剂用于涤纶织物的涂层整理，可通过本发明整理剂中的纤维素纳米晶上的亲水性羟基与季铵基团，赋予聚酯织物优良的亲水性能；同时，由于阳离子季铵盐的存在，也可赋予织物良好的抗菌性能。又由于该抗菌亲水整理剂中含有自交联丙烯酸树脂，从而取得结合牢度好，耐洗涤，持久的抗菌亲水效果。
将本发明的亲水抗菌整理剂用于涤纶织物的涂层整理后，可使织物获得较为持久的抗菌和亲水效果，是一种性能优越、有市场前景的涤纶织物整理剂。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例一
一种涤纶织物抗菌亲水整理剂，含有用作织物粘合剂以提高涤纶织物耐洗度的自交联丙烯酸树脂，以及分子结构中含有用于提高涤纶织物抗菌性能的季铵盐阳离子和亲水性基团的阳离子改性纤维素纳米晶。
该涤纶织物抗菌亲水整理剂由阳离子改性纤维素纳米晶40％、自交联丙烯酸乳液15％、增稠剂1％、其余为去离子水组成，以上各组分重量百分含量之和为100％。本实施例的原料纤维素纳米晶为市售产品，长度为50～200nm，直径为5～20nm，结晶度为86～90％。本实施例所用的自交联丙烯酸乳液为购自路润博特种化学品公司的牌号为PrintRiteTM595的产品。所述的增稠剂为海川新材料有限公司的牌号为Thickener ASE的产品。
上述的涤纶织物抗菌亲水整理剂的制备方法为：
步骤1：纤维素纳米晶冻干粉的制备：取5g纤维素纳米晶加入95g去离子水中配制重量百分比浓度为5％的纤维素纳米晶分散液，超声分散30min后，将分散液冷冻干燥48h，得到纤维素纳米晶冻干粉末。
步骤2：阳离子改性纤维素纳米晶制备：取20g纤维素纳米晶冻干粉末与1gNaOH于研钵中混合研磨10min，冷却至室温；将混合粉末转移到三口烧瓶中，加入32g去离子水，搅拌均匀；同时用32g去离子水溶解15g缩水甘油基三甲基氯化铵，在45min内均匀加入缩水甘油基三甲基氯化铵溶液。然后加热至65℃，反应3.5h，降至室温，用无水乙醇洗涤，离心后得到沉淀物。之后将沉淀物用去离子水稀释3倍，转移到透析袋(截留分子量为8000)中，透析48h(每4h换一次去离子水)，最后将分散液进行旋转蒸馏，得到浓缩物即为阳离子改性纤维素纳米晶。
(3)涤纶织物抗菌亲水整理剂制备：将44g去离子水、40g阳离子改性纤维素纳米晶、15g自交联丙烯酸乳液加入三口烧瓶中，室温下搅拌均匀，用1g增稠剂调节体系粘度，得到涂层膏，即为涤纶织物抗菌亲水整理剂。
实施例二
一种涤纶织物抗菌亲水整理剂，类似于实施例一，区别在于：该涤纶织物抗菌亲水整理剂由阳离子改性纤维素纳米晶40％、自交联丙烯酸乳液20％、增稠剂1％、其余为去离子水组成，以上各组分重量百分含量之和为100％。
该涤纶织物抗菌亲水整理剂的制备方法类似于实施例一，区别在于，步骤3中，涤纶织物抗菌亲水整理剂制备：将39g去离子水、40g阳离子改性纤维素纳米晶、20g自交联丙烯酸乳液加入三口烧瓶中，室温下搅拌均匀，用1g增稠剂调节体系粘度，得到涂层膏，即为涤纶织物抗菌亲水整理剂。
实施例三
一种涤纶织物抗菌亲水整理剂，类似于实施例一，区别在于：其制备方法的步骤2为：阳离子改性纤维素纳米晶制备：取20g纤维素纳米晶冻干粉末与1gNaOH于研钵中混合研磨10min，冷却至室温；将混合粉末转移到三口烧瓶中，加入29.5g去离子水，搅拌均匀；同时用29.5g去离子水溶解20g缩水甘油基三甲基氯化铵，在45min内均匀加入缩水甘油基三甲基氯化铵溶液。然后加热至65℃，反应3.5h，降至室温，用无水乙醇洗涤，离心后得到沉淀物。之后将沉淀物用去离子水稀释3倍，转移到透析袋(截留分子量为8000)中，透析48h(每4h换一次去离子水)，最后将分散液进行旋转蒸馏，得到浓缩物即为阳离子改性纤维素纳米晶。
实施例四
一种涤纶织物抗菌亲水整理剂，类似于实施例一，区别在于：其制备方法的步骤2中，加热至65℃，反应3.5h，用加热至60℃，反应4h代替，其它原料用量和操作步骤与实施例一相同。
实施例五
一种涤纶织物抗菌亲水整理剂，类似于实施例一，区别在于：其制备方法的步骤1中，5g纤维素纳米晶加入95g去离子水，用10g纤维素纳米晶加入90g去离子水代替，其它原料用量和操作步骤与实施例一相同。
取7.5cm*7.5cm规格为163g/m2的涤纶针织布在重量百分比浓度为20％的NaOH溶液进行水解，随后用去离子水清洗干净，然后烘干；随后用涂布机以2m/min的速度将实施例一～五中的整理剂均匀涂在织物两侧，使织物增加30％的重量。涂布后，织物在80℃下烘干20min，随后160℃下固化15min，即得到具有亲水抗菌效果的多功能涤纶织物1#-5#。
按照中华人民共和国国家标准GB8629-2001《纺织品试验时采用的家庭洗涤及干燥程序》规定，选用B型搅拌型洗衣机和洗涤程序8B，分别对1#-5#布样做洗涤处理。各试样经洗涤10次、20次、50次，测定洗涤后布样的回潮率和抗菌性能。
为了确定回潮性能，将经处理的织物保持在相对湿度为55±5％，温度为23±3℃的空调室中24小时，从初始干燥织物和调理织物的重量差计算回潮值；对每个样品进行三次重复测量，分析结果如表1所示。
按照中华人民共和国国家标准GB1759-2002《一次性使用卫生用品卫生标准》产品抗菌性能的试验方法，试验菌株为细菌：金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)、大肠杆菌(ATCC25922)，真菌：白色念珠菌(ATCC 10231)，测试结果如表2所示。
表1布样的回潮率
| 样品名称 | 0次 | 10次 | 20次 | 50次 |
| 1# | 3.5％ | 3.0％ | 2.5％ | 2.1％ |
| 2# | 4.0％ | 3.8％ | 3.6％ | 3.5％ |
| 3# | 4.5％ | 4.2％ | 4.1％ | 3.8％ |
| 4# | 4.5％ | 4.2％ | 4.0％ | 3.8％ |
| 5# | 4.4％ | 4.1％ | 3.9％ | 3.8％ |
表2布样的抗菌性能
注：抑菌率“***”：≥95％，“**”：≥85％，“*”≥50％，“--”＜50％。
由测试结果可知，经本发明制备的亲水抗菌整理剂整理后的涤纶织物，具有良好的亲水抗菌效果，整理剂与涤纶织物结合牢度高，耐洗涤，可用于涤纶织物上，有长期较好地亲水抗菌效果。
Claims (10)
1.一种涤纶织物抗菌亲水整理剂，其特征在于，含有用作织物粘合剂以提高涤纶织物耐洗度的自交联丙烯酸树脂，以及分子结构中含有用于提高涤纶织物抗菌性能的季铵盐阳离子和亲水性基团的成分。
2.如权利要求1所述的涤纶织物抗菌亲水整理剂，其特征在于，所述的分子结构中含有用于提高涤纶织物抗菌性能的季铵盐阳离子和亲水性基团的成分为阳离子改性纤维素纳米晶。
3.如权利要求2所述的涤纶织物抗菌亲水整理剂，其特征在于，所述的阳离子改性纤维素纳米晶的制备方法包括：制备纤维素纳米晶冻干粉末，将纤维素纳米晶冻干粉末与NaOH混合研磨5～10min，冷却至室温；在混合粉末中加入一部分去离子水，搅拌均匀，加入用另一部分去离子水溶解的缩水甘油基三甲基氯化铵，加料时间为30～60min；然后加热至60～70℃，反应3～4h，降至室温，纯化，旋转蒸馏，得到的浓缩物即为阳离子改性纤维素纳米晶；其中，各原料的用量为：纤维素纳米晶冻干粉15～25％，NaOH 0.5～1.5％，缩水甘油基三甲基氯化铵10～30％，其余为去离子水，以上各原料重量百分含量之和为100％。
4.如权利要求3所述的涤纶织物抗菌亲水整理剂，其特征在于，所述的纯化的具体步骤包括：用无水乙醇洗涤，离心后得到沉淀物；之后将沉淀物用去离子水稀释1～5倍，转移到透析袋中，透析36-60h。
5.如权利要求3所述的涤纶织物抗菌亲水整理剂，其特征在于，所述的纤维素纳米晶冻干粉末的制备方法包括：配制重量百分比浓度为5～10％的纤维素纳米晶分散液，超声分散20-40min后，将分散液冷冻干燥48h，得到纤维素纳米晶冻干粉末。
6.如权利要求3所述的涤纶织物抗菌亲水整理剂，其特征在于，所述的纤维素纳米晶的长度为50～200nm，直径为5～20nm，结晶度为86～90％。
7.如权利要求1所述的涤纶织物抗菌亲水整理剂，其特征在于，所述的涤纶织物抗菌亲水整理剂由阳离子改性纤维素纳米晶35～50％、自交联丙烯酸乳液10～20％、增稠剂0.5～5％、其余为去离子水组成，以上各组分重量百分含量之和为100％。
8.如权利要求1所述的涤纶织物抗菌亲水整理剂，其特征在于，所述的增稠剂为水溶性的聚丙烯酸类聚合物。
9.权利要求1-8中任一项所述的涤纶织物抗菌亲水整理剂的制备方法，其特征在于，将各成分在室温下搅拌均匀得到涂层膏，即为涤纶织物抗菌亲水整理剂。
10.权利要求1-8中任一项所述的涤纶织物抗菌亲水整理剂在涤纶织物抗菌亲水整理中的应用。
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