CN101220559B

CN101220559B - 吸湿快干和抗菌复合功能整理剂及其制备方法和应用

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Publication number: CN101220559B
Application number: CN2007101248979A
Authority: CN
Inventors: 张慧茹; 李荣先; 李冬霜; 吕幼军; 杨建�
Original assignee: Shenzhen Research Institute Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University; Shenzhen Research Institute Tsinghua University
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2027-12-12
Also published as: CN101220559A

Abstract

本发明提供了一种吸湿快干和抗菌复合功能整理剂，它包括下述重量份的组分：吸湿快干功能聚合物：0.5～2.0，纳米抗菌粉：0.5～1.0，超分散剂：0.2～1.0，偶联剂：0.3～1.0，溶剂：5.0～20.0，该吸湿快干功能聚合物为改性聚醚基有机硅聚合物，该偶联剂为硅烷偶联剂。本发明采用偶联剂和超分散剂对纳米抗菌粉进行化学修饰和分散，制备出一端为化学键结合的纳米抗菌剂，另一端具有活泼氢基团或反应性基团的化学结构，化学修饰后的纳米抗菌粉，利用其分子链上的活泼氢基团或反应性基团与改性的聚醚基有机硅进行反应，从而实现纳米抗菌剂与吸湿快干功能聚合物的接枝反应。该整理剂与渗透剂、柔软剂和软水制成复合功能整理液，应用于织物的后整理，可制得兼具吸湿性、快干性、抗菌性的功能型织物。

Description

吸湿快干和抗菌复合功能整理剂及其制备方法和应用

【技术领域】

本发明涉及一种功能纺织品应用领域，具体涉及一种具有吸湿快干和抗菌复合功能的整理剂、该整理剂的制备方法以及在织物后整理中的应用。

【背景技术】

随着人们生活水平的提高，服装也越来越讲究，而且人们对服装面料的舒适性、健康性、安全性和环保性等要求越来越高。面料的舒适性，尤其是在大量出汗的情况下，面料需要具备吸汗快、传输快、蒸发快的特性，人体才能感觉到内在和外在干爽、瞬间快干的舒适性，即面料需具有吸湿快干的功能。若处于湿度大、温度高的环境中，在大量出汗的情况下，织物最容易滋生细菌，从而影响人们的健康。因此，一种吸湿快干和抗菌复合功能整理剂及其功能织物的开发，迫在眉睫。

目前，单一功能的吸湿快干整理剂及其织物，已经有了许多专利和产品。单一功能的抗菌整理剂及其织物，也已经有了坚实的理论基础和产品应用。但吸湿快干和抗菌复合功能整理剂的制备及其应用，还未见专利报道。北京洁尔爽高科技有限公司曾将吸湿排汗整理剂SW和有机抗菌剂SCJ-891进行物理复配，对涤棉或涤纶织物进行整理，制得吸湿排汗和抗菌复合功能的织物。但由于其选用的有机抗菌剂，使用时效短、易受环境的影响(温度、酸碱度等)而失去抗菌活性。此外，这种复合整理剂是两种单一功能整理剂的简单混合，不利于各功能整理剂间协同效应的发挥。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是，克服上述现有技术的不足，提供一种具有时效长、耐高温、耐酸碱特性之吸湿快干和抗菌复合功能整理剂以及该整理剂的制备和织物的后整理方法。

本发明的技术方案如下：

一种吸湿快干和抗菌复合功能整理剂，它包括下述重量份的组分：吸湿快干功能聚合物：0.5～2.0，纳米抗菌粉：0.5～1.0，超分散剂：0.2～1.0，偶联剂：0.3～1.0，溶剂：5.0～20.0，所述的吸湿快干功能聚合物为改性聚醚基有机硅聚合物，所述的偶联剂为硅烷偶联剂。

采用上述组分的整理剂制备步骤如下：

(1)按上述组分的质量比进行配料；

(2)将溶剂恒温在20℃～40℃，磁力搅拌的状态下加入偶联剂，搅拌5～10mins，然后加入酸度调节剂醋酸，调节pH值至纳米抗菌粉的等电点附近，再加入纳米抗菌粉和超分散剂，磁力搅拌1～2hrs后，最后加入吸湿快干功能聚合物，再继续磁力搅拌1～2hrs，制得吸湿快干和抗菌复合功能整理剂。

本发明还给出了该整理剂应用于织物后整理的方法，其整理步骤如下：

(1)按照如下相对于被整理织物质量百分比(o.w.f.)备料：取上述复合功能整理剂4～45％，渗透剂0.01～0.5％，柔软剂1～3％，并控制织物与整理液的浴液比为1∶8～20；

(2)制备整理液：将上述复合整理剂、渗透剂、柔软剂加入到溶剂中，磁力搅拌5～15mins；

(3)将纯棉或涤棉混纺织物浸渍于30℃～60℃之上述整理液中20～40mins，取出后在130℃～170℃下烘干即可。

本发明具有下列技术效果：

(1)本发明整理剂组分中选用具有耐热性好、广谱抗菌、有效期长的纳米无机抗菌剂作为整理剂的抗菌组分，同时，由于纳米无机抗菌剂具备强表面效应和小尺寸效应，使之与微生物的接触更加紧密，反应更加活泼，抗菌性能有极大的改善，将纳米技术应用在抗菌整理剂上，使整理剂的抗菌性能有质的提高。

(2)本发明复合整理剂采用纳米无机抗菌剂与聚醚基有机硅聚合物组合，使纳米无机抗菌剂通过化学反应接枝到改性的聚醚基有机硅聚合物上，是无机/有机杂化理论的应用，增强了无机粒子与有机分子的相容性，能够克服物理共混时，无机粒子易团聚的现象，良好地实现了吸湿快干功能和抗菌功能的协同效应，避免了复合整理剂各功能间的彼消此涨现象，从而达到对织物吸湿快干功能和抗菌功能的复合整理。

(3)应用本发明整理剂对织物进行后整理，可制得兼具吸湿性、快干性、和抗菌性的功能型织物。制得的复合功能织物能够快速吸收人体产生的汗液并且对湿气有良好的透过性能(吸湿性)；织物吸收汗液后能尽快使之散发到外界环境中，织物本身并不长时间保留汗液(快干性)；织物处于湿度较大、温度较高、有利于滋生细菌的环境下，能够阻止细菌的生长和繁殖，并能够杀灭已经滋生的细菌(抗菌性)。

采用本发明整理剂制备的功能织物非常适应于制造专业运动类服装、户外活动用服装、休闲装、军用服装及野外作战服。

【附图说明】

图1.化学修饰后的纳米抗菌粉(NAP)与改性的聚醚基有机硅聚合物的接枝构象图；

图2.纳米抗菌粉(NAP)的化学修饰机理之一；

图3.化学修饰NAP与环氧改性聚醚基有机硅聚合物反应机理；

图4.纳米抗菌粉(NAP)的化学修饰机理之二；

图5.化学修饰NAP与氨基改性聚醚基有机硅聚合物反应机理。

【具体实施方式】

本发明首先提供了一种吸湿快干和抗菌复合功能整理剂，它包括下述重量份的组分：吸湿快干功能聚合物：0.5～2.0，纳米抗菌粉：0.5～1.0，超分散剂：0.2～1.0，偶联剂：0.3～1.0，溶剂：5.0～20.0，其中：

所述吸湿快干功能聚合物为改性聚醚基有机硅聚合物，包括HMW8871、JLSUN-SW、NEODRY TM-1、DY-ETE301、BD-10077、DH-8600A中的任意一种或两种复合。整理剂中含有改性聚醚基有机硅聚合物，整理后可使织物具有较好的平滑性、柔软性、回弹性，同时还具有良好的亲水性和抗静电性。

所述纳米抗菌粉优选银锌复合物、氧化锌氧化钛复合物、氧化钛氧化硅复合物、二氧化钛载银复合抗菌剂、PAG-40D、STK、MFS350和MFS200中的任意一种或几种复合，其平均粒径小于100nm。纳米抗菌粉抗菌性能优异、广谱抗菌、安全无毒，与有机抗菌剂相比，具有耐高温、耐酸碱，和效果持久等特性。

所述的超分散剂优选TS-23000、PVP、ED-53250中的任意一种或两种复合。上述分散剂能够提高纳米粉体的分散均匀性、体系的稳定性，以及将纳米粉体粘附于织物上的功效。

所述的偶联剂为硅烷偶联剂，其为KH-B92、KH-550、KH-560、KH-791、KH-792中的任意一种或两种复合。硅烷偶联剂是一种双官能团有机小分子，分子链一端的烷氧基能与添加的水或纳米粉体表面残留的水反应，水解生成硅醇，然后这些硅醇进一步与纳米粉体表面的羟基反应，脱水生成醚键，与纳米抗菌粉形成化学键；分子链的另一端具有活泼氢或反应性基团，能与聚合物进行化学反应，形成牢固的化学键，从而实现了纳米抗菌粉与聚合物的接枝反应，提高了纳米粉体的分散性，并且增加了纳米粉体与聚合物间的相容性。

所述的溶剂优选软水或纯净水，可以避免自来水中的氯离子与整理剂中的银离子反应，并且有利于提高整理后织物的柔软性能。

上述各组分中，偶联剂和超分散剂可对纳米抗菌粉进行化学修饰和分散，制备出一端为化学键结合的纳米抗菌剂，另一端具有活泼氢基团或反应性基团的化学结构；同时，经化学修饰后的纳米抗菌粉，利用其分子链上的活泼氢基团或反应性基团与改性的聚醚基有机硅聚合物进行反应，从而实现纳米抗菌剂与吸湿快干功能聚合物的接枝反应。

其中，纳米抗菌粉(NAP)的化学修饰机理参见图2、图4；

化学修饰NAP与环氧改性聚醚基有机硅聚合物、或氨基改性聚醚基有机硅聚合物的反应机理分别参见图3、图5；

化学修饰NAP与改性聚醚基有机硅聚合物的接枝构象参见图1。

由上述组分构成的吸湿快干和抗菌复合功能整理剂的制备步骤如下：

(1)按照下述质量比进行配料：偶联剂∶超分散剂∶纳米抗菌粉∶吸湿快干功能聚合物∶溶剂＝0.3～1.0∶0.2～1.0∶0.5～1.0∶0.5～2.0∶5.0～20.0；

(2)将溶剂恒温在20℃～40℃，磁力搅拌的状态下加入偶联剂，搅拌5～10mins，然后加入酸度调节剂醋酸，调pH值至纳米抗菌粉的等电点附近，再加入纳米抗菌粉和超分散剂，磁力搅拌1～2hrs后，最后加入吸湿快干功能聚合物，再继续磁力搅拌1～2hrs，便制得吸湿快干和抗菌复合功能整理剂。

将上述吸湿快干和抗菌复合功能整理剂应用于织物的后整理，可采用下述步骤：

(1)按照如下相对于被整理织物质量百分比备料：取上述复合功能整理剂4～45％，渗透剂0.01～0.5％，柔软剂1～3％，并控制织物与整理液的浴液比为1∶8～20；

所述的渗透剂选用JFC、DY2001、1108、JFC-2、T、BX中的任意一种，其作用能够使得液体迅速而均匀地渗透到织物的内部。

柔软剂选用HA-soft80、HA-011、NS、NS-18、NS-TD、STD-801G中的一种或两种的复合。上述柔软剂能赋予织物柔软、丰满和富于弹性的手感，以及优异的亲水性。

溶剂优选软水或纯净水。

实施例1

将5mL软水在20℃、磁力搅拌的状态下，滴加0.5g偶联剂KH-792，搅拌5mins后，滴加醋酸调节pH值为8.0～8.5(纳米抗菌粉STK的等电点)，再加入0.5g纳米抗菌粉STK和0.2g超分散剂PVP，进行磁力搅拌1hr，滴加0.5g环氧改性聚醚基有机硅聚合物DY-ETE301，继续磁力搅拌1hr，制得吸湿快干和抗菌复合功能整理剂。

被整理织物质量为5g，取上述复合整理剂1.0g，渗透剂JFC 0.001g，柔软剂NS 0.1g加入到50mL软水中(浴液比约为1∶10)，磁力搅拌5mins后，制成整理液。

将5g纯棉织物浸渍在上述整理液中，在30℃温度下，浸渍40mins，取出后在130℃的温度下烘干，即可制得吸湿快干和抗菌复合功能织物。

实施例2

将15mL纯水在40℃、磁力搅拌的状态下，滴加2.0g偶联剂KH-560，搅拌10mins，滴加醋酸调节pH值为2(纳米抗菌粉MFS200的等电点)，再加入3.0g纳米抗菌粉MFS200和2.0g超分散剂TS-23000，进行磁力搅拌2hrs，滴加6.0g氨基改性聚醚基有机硅聚合物BD-10077，继续磁力搅拌2hrs，制得吸湿快干和抗菌复合功能整理剂。

被整理织物质量为15g，取上述复合整理剂6.5g，渗透剂DY2001 0.05g，柔软剂HA-soft80 0.45g，加入到300mL纯水中(浴液比约为1∶20)，磁力搅拌15mins后，制成整理液。

将15g织物浸渍在上述整理液中，于60℃下，浸渍20mins，取出后在170℃的温度下烘干，即可制得吸湿快干和抗菌复合功能织物。

实施例3

将10mL纯水在30℃、磁力搅拌的状态下，滴加2.0g偶联剂KH-791，搅拌7mins，滴加醋酸调节pH值为8～11(二氧化钛载银抗菌粉的等电点)，再加入2.0g二氧化钛载银抗菌粉和2.0g超分散剂ED-53250，进行磁力搅拌1.5hrs，滴加4.0g环氧改性聚醚基有机硅聚合物NEODRY TM-1，继续磁力搅拌1.5hrs，制得吸湿快干和抗菌复合功能整理剂。

被整理织物质量为15g，取上述复合整理剂2.0g，渗透剂BX 0.003g，柔软剂NS-TD 0.15g，加入到120mL软水中(浴液比约为1∶8)，磁力搅拌8mins后，制成整理液。

将15g织物浸渍在上述整理液中，于45℃下，浸渍30mins，取出后在150℃的温度下烘干，即可制得吸湿快干和抗菌复合功能织物。

实施例4

将10mL软水在35℃、磁力搅拌的状态下，滴加0.9g偶联剂KH-791，搅拌8mins，滴加醋酸调节pH值为8.0～8.5(氧化钛氧化锌复合抗菌粉的等电点)，再加入1.0g氧化钛氧化锌复合物和0.8g超分散剂PVP，进行磁力搅拌1.3hrs，滴加1.5g改性聚醚基有机硅聚合物JLSUN-SW，继续磁力搅拌1.3hrs，制得吸湿快干和抗菌复合功能整理剂。

被整理织物质量为10g，取上述复合整理剂1.0g，渗透剂JFC 0.0075g，柔软剂STD-801G 0.3g，加入到100mL软水中(浴液比约为1∶10)，磁力搅拌10mins后，制成整理液。

将10g织物浸渍在上述整理液中，于50℃下，浸渍25mins，取出后在160℃的温度下烘干，即可制得吸湿快干和抗菌复合功能织物。

由上述实施例1、实施例2、实施例3、和实施例4制得的吸湿快干和抗菌复合功能织物，未洗涤和洗涤20次后，织物的芯吸高度、水分蒸发率、和抗菌率三个性能指标，与未整理织物的性能指标进行对比，列于表1，如下：

表1：整理和未整理织物的性能指标对比

测试的性能	测试的标准	未整理织物	整理后未洗涤织物	整理后洗涤20次
测试的性能	测试的标准	未整理织物	整理后未洗涤织物	整理后洗涤20次	芯吸高度	FZ/T01071	＜1cm/10min	＞8cm/10min	＞7cm/10min
水分蒸发率	TTF0007	＜7％	＞30％	＞30％	芯吸高度	FZ/T01071	＜1cm/10min	＞8cm/10min	＞7cm/10min
水分蒸发率	TTF0007	＜7％	＞30％	＞30％	抗菌率	FZ/T73023	＜1％	＞99％	＞95％

表1可见，利用本发明制备的吸湿快干和抗菌复合功能整理剂，使用本发明的整理液配置和整理方法，对织物进行后整理，可制得耐久的、具有吸湿性、快干性、和抗菌性的功能型织物，能够较好地实现本发明的目的。

以上所述的仅是本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出其它若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种吸湿快干和抗菌复合功能整理剂，其特征在于包括下述重量份的组分：

吸湿快干功能聚合物：0.5～2.0

纳米抗菌粉： 0.5～1.0

超分散剂： 0.2～1.0

偶联剂： 0.3～1.0

溶剂： 5.0～20.0

所述的吸湿快干功能聚合物为改性聚醚基有机硅聚合物，具体为H MW8871；所述纳米抗菌粉为银锌复合物、氧化锌氧化钛复合物、氧化钛氧化硅复合物、二氧化钛载银复合抗菌剂、STK、MFS350和MFS200中的任意一种或几种复合，其平均粒径小于100nm；所述的偶联剂为硅烷偶联剂，具体为KH-550、KH-560、KH-792中的任意一种或两种复合。

2.根据权利要求1所述的吸湿快干和抗菌复合功能整理剂，其特征在于：所述的超分散剂为PVP。

3.根据权利要求1所述的吸湿快干和抗菌复合功能整理剂，其特征在于：所述的溶剂为软水或纯净水。

4.一种如权利要求1所述的吸湿快干和抗菌复合功能整理剂的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

(2)将溶剂恒温在20℃～40℃，磁力搅拌的状态下加入偶联剂，搅拌5～10mins，然后加入酸度调节剂，调节pH值至纳米抗菌粉的等电点附近，再加入纳米抗菌粉和超分散剂，磁力搅拌1～2hrs后，最后加入吸湿快干功能聚合物，继续磁力搅拌1～2hrs，制得吸湿快干和抗菌复合功能整理剂。

5.一种利用权利要求1所述的吸湿快干和抗菌复合功能整理剂应用于织物的后整理方法，其特征在于包括下述步骤：

(2)制备整理液：将上述复合功能整理剂、渗透剂、柔软剂加入到溶剂中，磁力搅拌5～15mins；

6.根据权利要求5所述的吸湿快干和抗菌复合功能整理剂应用于织物的后整理方法，其特征在于：所述整理液中的渗透剂选用JFC、T、BX中的任意一种。