CN102199873B

CN102199873B - 透明纳米银抗菌整理剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102199873B
Application number: CN2010101312036A
Authority: CN
Inventors: 李佳怡; 李学成; 郑爱玉; 丁基哲
Original assignee: Shanghai Huzheng Nano Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Shanghai Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2030-03-23
Also published as: CN102199873A

Abstract

本发明公开了一种透明纳米银抗菌整理剂，其组成及重量百分比为：银盐0.1％-5％；高氯酸1％-10％；去离子水40％-85％；分散保护剂1％-10％；还原剂0.1％-0.5％；复合耦合剂15％-50％；且银盐的粒径≤15nm，银含量为1000ppm-10000ppm。该透明纳米银抗菌整理剂用喷涂法、津轧法对织物进行抗菌处理，整理后的织物耐洗、耐黄变。另外，本发明还公开了该透明织物纳米银抗菌整理剂的制备方法。

Description

透明纳米银抗菌整理剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种纺织品抗菌整理剂及其制备方法，特别是一种基于透明纳米银抗菌整理剂及其制备方法。

背景技术

病从口入，在人类的生存环境中在不经意间经常接触各种细菌和病毒，特别是在人们日常生活中能够经常接触到的织物地毯、沙发、窗帘、床面等各种各样的纺织品及衣物是微生物容易生存之地，这些微生物在合适的湿度和温度等生长环境下能够迅速繁殖，并通过接触传播疾病，影响人们身心健康。因此研究人们能够方便实用，容易实现织物抗菌杀菌功能的抗菌整理剂，创造健康卫生的生活工作环境具有重要的意义。

从八十年代初开始人们已经研制出光触媒织物抗菌整理剂、季胺盐有机抗菌整理剂等各种各样的纺织品抗菌整理剂，但其多数抗菌剂存在着容易变色，抗菌性能容易自然衰减，抗菌效果不能持久，产品价格比较昂贵等诸多问题。九十年代初开始人们研究银离子抗菌剂，因为银具有光谱杀菌，自身杀菌功能不会衰减等优点，但是，同样存在容易变色，耐洗性差的问题。

中国专利CN1948606A于2007年04月18日公开了一种纺织品抗菌整理剂，按照重量百分比计，由：0.05％-3％有机抗菌活性组分；0.05％-3％无机抗菌活性组分；0.05％-1％渗透剂；0.05％-2％黏合剂；0.05％-1％柔软剂；0.05％-5％助悬剂；90％-96％水的组成。其采用了载银沸石、载银磷酸锆和载银复合氧化钙做成抗菌有效成分，粘合剂为聚丙烯酸乳液，聚甲基丙烯酸等成分，这种方法制备出来的抗菌整理机是乳白色不透明，因此在织物印染过程中不能与染料同浴，而且抗菌有效成分的颗粒较大，抗菌效果和耐洗性能都不能理想。

发明内容

针对目前现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题在于提出一种在织物印染过程中可以与染料同浴，可以减少织物后整理的成本和时间，对纯棉织物、化纤织物、混纺织物等同样具有很好的抗菌性能和耐洗性能，不产生黄变，且稳定性和相容性好的透明纳米银抗菌整理剂；并提出该透明纳米银抗菌整理剂的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的透明纳米银抗菌整理剂，其组成及重量百分比为：

银盐0.1％-5％；

高氯酸HClO₄1％-10％；

去离子水40％-85％；

分散保护剂1％-10％；

还原剂0.1％-0.5％；

复合耦合剂15％-50％；

且银盐的平均粒径≤15nm，银含量为1000ppm-10000ppm。

优选地，本发明上述透明纳米银抗菌整理剂中，分散保护剂为纳米二氧化硅水性溶液。

优选地，本发明上述透明纳米银抗菌整理剂中，纳米二氧化硅水性溶液为固含量为30％的纳米级分散液。

优选地，本发明上述透明纳米银抗菌整理剂中，还原剂为三乙胺。

优选地，本发明上述透明纳米银抗菌整理剂中，复合耦合剂为KH-570、二甲二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、盐酸和乙醇组成的混合物，且其在混合物中的重量百分含量分别为20％、50％、20％、1％和9％；复合耦合剂的制备方法为：把KH-570、二甲二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、盐酸和乙醇5种物质依次放入反应釜中，在70℃，以300转/分钟转速搅拌5小时，即得。

优选地，本发明上述透明纳米银抗菌整理剂中，银盐为碳酸银Ag₂CO₃。

本发明上述透明纳米银抗菌整理剂的制备方法，包括如下工艺步骤：在反应釜中加入银盐和高氯酸，搅拌4-6分钟后加入去离子水，再加入分散保护剂和还原剂，常温机械搅拌26-30小时，转速为：600-800转/分钟，再加入复合耦合剂，常温机械搅拌7-10小时，转速为600-800转/分钟。

相对于现有技术，本发明透明纳米银抗菌整理剂，含有抗菌有效成分纳米银粒径不大于15nm，在溶液中银含量在1000ppm-10000ppm，而且有超强的耐洗性能。

本发明透明纳米银抗菌整理剂可以用喷涂法、津轧法对织物进行抗菌处理，烘干温度为100℃-220℃，烘干时间为1-30分钟。

根据上述喷涂法和津轧法整理后的织物送到上海SGS检测中心进行抗菌、耐洗性能测试，达到AAA标准。耐洗性能超过50次，织物手感好，在烘烤箱中150℃加热30分钟白色织物颜色没有改变。

附图说明

图1是本发明所使用的银盐的透射电镜TEM照片。

图2是本发明透明纳米银抗菌整理剂的透射电镜TEM照片。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

先制备纳米银抗菌整理剂的复合耦合剂：分别量取KH-570、二甲二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、盐酸和乙醇，使其在混合物中的重量百分含量分别为20％、50％、20％、1％和9％，以上5种物质依次放入反应釜中，在70℃，以300转/分钟转速搅拌5小时，制得复合耦合剂。取出后以备在下面的实施例中使用。

另外，本发明以下实施例中所使用的碳酸银粉体经上海交通大学材料学院检测(检测仪器为透射电镜TEM，型号为JEM-100CX II，最大加速电压为10KV)，最大颗粒大小20nm，最小颗粒大小12nm，平均颗粒大小15nm，透射电镜TEM照片如图1所示。

实施例1

在反应釜中加入碳酸银(Ag₂CO₃)粉体0.128％，加入高氯酸(HClO₄)2％，搅拌5分钟后加入去离子水(H₂O)80.572％，再加入二氧化硅水性溶液1.2％，三乙胺0.1％，转速为：680转/分钟，在反应釜中常温搅拌28小时后，再加入复合耦合剂16％，转速为300转/分钟，常温搅拌8小时即得透明纳米银抗菌整理剂。

经委托华东理工大学分析测试中心，根据JY/H 015-1996感耦等离子体原子发射光谱方法通则(检测仪器：美国热电IRIS1000型)进行检测，本实施例制得的透明纳米银抗菌整理剂中纳米银含量为1000ppm。

另外，本实施例制得的透明纳米银抗菌整理剂经上海交通大学分析测试中心依据JY/T011-1996透射电子显微镜方法通则进行TEM形貌观察和粒径检测(检测仪器为透射电子显微镜JEM-2100F)，检测结果表明样品所观察区域为2-5nm左右的颗粒，透射电镜TEM照片如图2所示。

使用时，将本实施例制得的透明纳米银抗菌整理剂按8％-10％用水稀释的方法配制工作液即可使用。将该工作液委托上海市产品毒性质量监督检验站根据DB31/121-1993《日用工业产品安全卫生质量通用技术要求》和GB/T16886.5-2003《医疗器械生物学评价：细胞毒性实验：体外法》进行细胞毒性试验，检验结果表明：(1)小鼠急性经口毒性试验LD50＞5000mg/kg，实际无毒；(2)细胞形态正常，生长良好；相对增殖度≤1级，符合技术要求。

使用上述工作液并用喷涂法对织物进行抗菌处理，烘干温度为100℃，烘干时间为30分钟。

根据上述喷涂法整理后的织物送到上海SGS检测中心进行抗菌、耐洗性能测试，达到AAA标准。耐洗性能超过50次，织物手感好，在烘烤箱中150℃加热30分钟白色织物颜色没有改变。

实施例2

在反应釜中加入碳酸银(Ag₂CO₃)粉体0.192％，加入高氯酸(HClO₄)3％，搅拌5分钟后加入去离子水(H₂O)72.35％，再加入二氧化硅水性溶液1.8％，三乙胺0.15％，转速为：680转/分钟，在反应釜中常温搅拌28小时后，再加入复合耦合剂22.5％，转速为300转/分钟，常温搅拌8小时即得透明纳米银抗菌整理剂。

经委托华东理工大学分析测试中心，根据JY/H 015-1996感耦等离子体原子发射光谱方法通则(检测仪器：美国热电IRIS1000型)进行检测，本实施例制得的透明纳米银抗菌整理剂中纳米银含量为1500ppm。

另外，本实施例制得的透明纳米银抗菌整理剂经上海交通大学分析测试中心依据JY/T011-1996透射电子显微镜方法通则进行TEM形貌观察和粒径检测(检测仪器为透射电子显微镜JEM-2100F)，检测结果表明样品所观察区域为2-5nm左右的颗粒。

使用时，将本实施例制得的透明纳米银抗菌整理剂按5％-6％用水稀释的方法配制工作液即可使用。将该工作液委托上海市产品毒性质量监督检验站根据DB31/121-1993《日用工业产品安全卫生质量通用技术要求》和GB/T16886.5-2003《医疗器械生物学评价：细胞毒性实验：体外法》进行细胞毒性试验，检验结果表明：(1)小鼠急性经口毒性试验LD50＞5000mg/kg，实际无毒；(2)细胞形态正常，生长良好；相对增殖度≤1级，符合技术要求。

使用上述工作液并用津轧法对织物进行抗菌处理，烘干温度为220℃，烘干时间为10分钟。

根据上述津轧法整理后的织物送到上海SGS检测中心进行抗菌、耐洗性能测试，达到AAA标准。耐洗性能超过50次，织物手感好，在烘烤箱中150℃加热30分钟白色织物颜色没有改变。

实施例3

在反应釜中加入碳酸银(Ag₂CO₃)粉体0.256％，加入高氯酸(HClO₄)4％，搅拌5分钟后加入去离子水(H₂O)63.144％，再加入二氧化硅水性溶液2.4％，三乙胺0.2％，转速为：680转/分钟，在反应釜中常温搅拌28小时后，再加入复合耦合剂30％，转速为300转/分钟，常温搅拌8小时即得透明纳米银抗菌整理剂。

经委托华东理工大学分析测试中心，根据JY/H 015-1996感耦等离子体原子发射光谱方法通则(检测仪器：美国热电IRIS1000型)进行检测，本实施例制得的透明纳米银抗菌整理剂中纳米银含量为2000ppm。

使用时，将本实施例制得的透明纳米银抗菌整理剂按4％-5％用水稀释的方法配制工作液即可使用。将该工作液委托上海市产品毒性质量监督检验站根据DB31/121-1993《日用工业产品安全卫生质量通用技术要求》和GB/T16886.5-2003《医疗器械生物学评价：细胞毒性实验：体外法》进行细胞毒性试验，检验结果表明：(1)小鼠急性经口毒性试验LD50＞5000mg/kg，实际无毒；(2)细胞形态正常，生长良好；相对增殖度≤1级，符合技术要求。

使用上述工作液并用喷涂法对织物进行抗菌处理，烘干温度为160℃，烘干时间为15分钟。

实施例4

在反应釜中加入碳酸银(Ag₂CO₃)粉体0.384％，加入高氯酸(HClO₄)6％，搅拌5分钟后加入去离子水(H₂O)44.7％，再加入二氧化硅水性溶液3.6％，三乙胺0.3％，转速为：680转/分钟，在反应釜中常温搅拌28小时后，再加入复合耦合剂45％，转速为300转/分钟，常温搅拌8小时即得透明纳米银抗菌整理剂。

经委托华东理工大学分析测试中心，根据JY/H 015-1996感耦等离子体原子发射光谱方法通则(检测仪器：美国热电IRIS1000型)进行检测，本实施例制得的透明纳米银抗菌整理剂中纳米银含量为3000ppm。

使用时，将本实施例制得的透明纳米银抗菌整理剂按3％-4％用水稀释的方法配制工作液即可使用。将该工作液委托上海市产品毒性质量监督检验站根据DB31/121-1993《日用工业产品安全卫生质量通用技术要求》和GB/T16886.5-2003《医疗器械生物学评价：细胞毒性实验：体外法》进行细胞毒性试验，检验结果表明：(1)小鼠急性经口毒性试验LD50＞5000mg/kg，实际无毒；(2)细胞形态正常，生长良好；相对增殖度≤1级，符合技术要求。

使用上述工作液并用津轧法对织物进行抗菌处理，烘干温度为200℃，烘干时间为20分钟。

Claims

1.一种透明纳米银抗菌整理剂，其特征在于，其组成及重量百分比为：

银盐0.1％-5％；

高氯酸1％-10％；

分散保护剂1％-10％；

还原剂0.1％-0.5％；

复合耦合剂15％-50％；

且银盐的平均粒径≤15nm，银含量为1000ppm-10000ppm；

余量为去离子水；

前述银盐为Ag₂CO₃；

前述分散保护剂为纳米二氧化硅水性溶液；

前述还原剂为三乙胺；

前述复合耦合剂为KH-570、二甲二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、盐酸和乙醇组成的混合物，且其在混合物中的重量百分含量分别为20％、50％、20％、1％和9％。

2.根据权利要求1所述的透明纳米银抗菌整理剂，其特征在于，纳米二氧化硅水性溶液为固含量为30％的纳米级分散液。

3.根据权利要求1所述的透明纳米银抗菌整理剂，其特征在于，复合耦合剂的制备方法为：把KH-570、二甲二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、盐酸和乙醇5种物质依次放入反应釜中，在70℃，以300转/分钟转速搅拌5小时，即得。

4.权利要求1-2所述的透明纳米银抗菌整理剂的制备方法，包括如下工艺步骤：在反应釜中加入银盐和高氯酸，搅拌4-6分钟后加入去离子水，再加入分散保护剂和还原剂，常温机械搅拌26-30小时，转速为：600-800转/分钟，再加入复合耦合剂，常温机械搅拌7-10小时，转速为600-800转/分钟。