CN104195834B - 一种具有抗菌功能的防水透湿面料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有抗菌功能的防水透湿面料，包括经过拒水拒油整理的面料基布，在所述面料基布上浸涂水性功能涂层剂并固化得到功能涂层；并且所述功能涂层的涂层量为20～30g/m2。本发明所述的具有抗菌功能的防水透湿面料中的功能涂层具有稳定和持久的抗菌功能，其可以通过接触来杀菌并可以抑制细菌的繁殖，进而可以达到长期抗菌的目的和效果，而且所述功能涂层还能够赋予所述抗菌面料优异的防水、透湿和保暖效果。
Description
技术领域
本发明属于纺织面料的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种具有抗菌功能的防水透湿面料。
背景技术
防水透湿面料是指面料在一定的水压下不被水润湿并渗透，但人体散发的汗液蒸汽却能通过织物扩散或传递到外部空间。防水透湿面料是集防水、透湿和保暖性能于一身的功能纺织品。防水透湿面料主要有涂层或层压面料，以及高密度织物两种类型；其中，使用涂层方式制备防水透湿织物，由于成本较低，加工简单而得到广泛应用。而现有技术中，抗菌面料是指能够抵抗金黄色葡萄球菌以及大肠杆菌再生和繁殖的面料。抗菌面料依据制备工艺主要分为以下两大类产品：第一种是内置的银离子抗菌面料；第二中是抗菌整理技术即通过面料后续定型工艺例如涂层剂加进去。抗菌整理剂的工艺相对简单、成本也较低，而且也是目前市场上应用最多的一种。为了同时具有抗菌和防水的功能，可以尝试将抗菌整理剂结合到防水涂层剂中使其兼具抗菌和防水的功能。但是如果简单的将常用的抗菌剂添加到涂层剂中时，由于颗粒材料的比表面能大，经常会发生团聚作用，而且其与涂层剂组分的覆盖性也较差，并且往往还伴随载体与抗菌材料粘结性差，抗菌效果差的特点。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种具有抗菌功能的防水透湿面料。
为了解决上述技术问题，并且实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：
一种具有抗菌功能的防水透湿面料，包括经过拒水拒油整理的面料基布，以及在所述面料基布上浸涂水性功能涂层剂并固化得到功能涂层；并且所述功能涂层的涂层量为20～30g/m2。
其中，所述面料基布为涤纶基布，所述拒水拒油整理是指在拒水拒油整理剂中一浸一轧(30g/L的拒水拒油剂EX-910E)，轧余率50％；预烘条件为100℃，3min；烘焙条件为160℃，2.5min。
其中，所述功能涂层通过浸涂水性功能涂层剂并于130～135℃固化处理5.0～7.5min得到。
其中，所述水性功能涂层剂由20～22质量份的4，4’-MDI，10～12质量份的聚四氢呋喃醚二醇(PolyTHF1000)，2～3质量份的聚醚三醇N-3050，2～3质量份的3，5-二乙基甲苯二胺，2～3质量份的1，4-丁二醇，2.5～3.0质量份的抗菌添加剂，2.5～3.0质量份的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯，0.20～0.25质量份的二月桂酸二丁基锡，0.1～0.2质量份的UV-327，0.1～0.2质量份的抗氧剂1010在75～80℃下反应1.5～2.0小时；降温至室温后加入80～100质量份的去离子水，8～10质量份的羧甲基纤维素钠，3～5质量份的聚乙烯吡咯烷酮，3～5质量份的二甲基甲酰胺，搅拌并分散后即可得到所述水性功能涂层剂。
其中，所述抗菌添加剂通过以下方法制备得到：
(1)将占载银二氧化钛质量8～10wt％的乳化剂加入去离子水中并在1000～1500rpm的搅拌速度下搅拌反应15～20分钟中形成浓度为1.0～1.2wt％的溶液；其中所述银二氧化钛的平均粒径为0.5～2微米；
(2)将载银二氧化钛，以及占载银二氧化钛质量3.0～5.0wt％的N-乙烯基己内酰胺在转速为500～800rpm的搅拌速度下分散到乙二醇二甲基丙烯酸酯中得到混合液；所述乙二醇二甲基丙烯酸酯的质量为载银二氧化钛质量的3倍；
(3)将步骤(2)得到的混合液加入到步骤(1)得到的溶液中，在1500～2000rpm的搅拌速度下搅拌反应25～30分钟得到乳化液，随后转移到反应器中，在N2气氛保护下，持续搅拌加入乙二醇二甲基丙烯酸酯质量0.5％的过氧化苯甲酰，然后在85～90℃的条件下，反应3个小时，经过过滤、洗涤和干燥即可得到所述的抗菌添加剂。
其中，所述乳化剂为具有以下通式结构的化合物：
其中，R为含有10～15个碳的烷基；R'为(CH2)nSO3Na，并且n为3～5的整数。通过上述方法在载银二氧化钛上包覆形成的抗菌添加剂不仅能够防止粒子的聚合，而且通过能够使得抗菌剂更好的分散并到牢固地结合到形成的功能涂层中。
与现有技术相比，本发明所述的具有抗菌功能的防水透湿面料具有以下有益的技术效果：
本发明所述的具有抗菌功能的防水透湿面料中的聚氨酯功能层具有稳定和持久的抗菌功能，其可以通过接触来杀菌并可以抑制细菌的繁殖，进而可以达到长期抗菌的目的和效果，而且所述聚氨酯功能层还能够赋予所述抗菌面料优异的防水、透湿性。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明所述的具有抗菌功能的防水透湿面料的组成、功能以及制备方法等进行详细描述。
抗菌添加剂的制备
实施例1
本实施例的抗菌添加剂通过以下方法制备得到：
(1)将占载银二氧化钛质量10wt％的乳化剂加入去离子水中并在1500rpm的搅拌速度下搅拌反应15分钟中形成浓度为1.2wt％的溶液；其中所述载银二氧化钛的平均粒径为0.5微米；
(2)将载银二氧化钛，以及占载银二氧化钛质量4.0wt％的N-乙烯基己内酰胺在转速为600rpm的搅拌速度下分散到乙二醇二甲基丙烯酸酯中得到混合液；所述乙二醇二甲基丙烯酸酯的质量为载银二氧化钛质量的3倍；
(3)将步骤(2)得到的混合液加入到步骤(1)得到的溶液中，在2000rpm的搅拌速度下搅拌反应25分钟得到乳化液，随后转移到反应器中，在N2气氛保护下，持续搅拌加入乙二醇二甲基丙烯酸酯质量0.5％的过氧化苯甲酰，然后在90℃的条件下，反应3个小时，经过过滤、洗涤和干燥即可得到所述的抗菌添加剂；其中，所述乳化剂为具有以下通式结构的化合物：
其中，R为含有10～15个碳的烷基；R'为(CH2)nSO3Na，并且n为3～5的整数。
实施例2
本实施例的抗菌添加剂通过以下方法制备得到：
(1)将占载银二氧化钛质量8wt％的乳化剂加入去离子水中并在1000rpm的搅拌速度下搅拌反应20分钟中形成浓度为1.0wt％的溶液；其中所述载银二氧化钛的平均粒径为0.5微米；
(2)将载银二氧化钛，以及占载银二氧化钛质量5.0wt％的N-乙烯基己内酰胺在转速为500rpm的搅拌速度下分散到乙二醇二甲基丙烯酸酯中得到混合液；所述乙二醇二甲基丙烯酸酯的质量为载银二氧化钛质量的3倍；
(3)将步骤(2)得到的混合液加入到步骤(1)得到的溶液中，在1500rpm的搅拌速度下搅拌反应0分钟得到乳化液，随后转移到反应器中，在N2气氛保护下，持续搅拌加入乙二醇二甲基丙烯酸酯质量0.5％的过氧化苯甲酰，然后在85℃的条件下，反应3个小时，经过过滤、洗涤和干燥即可得到所述的抗菌添加剂；其中，所述乳化剂为具有以下通式结构的化合物：
其中，R为含有10～15个碳的烷基；R'为(CH2)nSO3Na，并且n为3～5的整数。
对比例1
本实施例的抗菌添加剂通过以下方法制备得到：
(1)将占载银二氧化钛质量10wt％的烷基苯磺酸钠加入去离子水中并在1500rpm的搅拌速度下搅拌反应15分钟中形成浓度为1.0wt％的溶液；其中所述载银二氧化钛的平均粒径为0.5微米；
(2)将载银二氧化钛在转速为600rpm的搅拌速度下分散到乙二醇二甲基丙烯酸酯中得到混合液；所述乙二醇二甲基丙烯酸酯的质量为载银二氧化钛质量的3倍；
(3)将步骤(2)得到的混合液加入到步骤(1)得到的溶液中，在2000rpm的搅拌速度下搅拌反应25分钟得到乳化液，随后转移到反应器中，在N2气氛保护下，持续搅拌加入乙二醇二甲基丙烯酸酯质量0.5％的过氧化苯甲酰，然后在90℃的条件下，反应3个小时，经过过滤、洗涤和干燥即可得到所述的抗菌添加剂。
对比例2
利用3-氨丙基三乙氧基硅烷对载银二氧化钛进行表面处理，并且所述3-氨丙基三乙氧基硅烷与载银二氧化钛的质量比为1:12；其中所述载银二氧化钛的平均粒径为0.5微米。
实施例1～2以及对比例1～2中所述的载银二氧化钛通过浸渍法制备得到，即将二氧化钛加入到硝酸银水溶液中，然后在80～90℃的温度下进行旋转蒸发，然后在550℃的条件下煅烧即可得到载银二氧化钛，其中载银量为二氧化钛的1.2wt％。
水性功能涂层剂的制备
实施例3
在干燥氮气的保护下，将20质量份的4，4’-MDI，10质量份的聚四氢呋喃醚二醇PolyTHF1000，2质量份的聚醚三醇N-3050，3质量份的3，5-二乙基甲苯二胺，3质量份的1，4-丁二醇，3.0质量份的实施例1得到的抗菌添加剂，2.5质量份的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯，0.20质量份的二月桂酸二丁基锡，0.1质量份的UV-327，0.1质量份的抗氧剂1010以及适量的溶剂(甲苯和乙酸乙酯，根据体系的黏度适当添加)一次性加入到反应器中，在80℃下反应2.0小时，降低体系温度至25℃后加入80质量份的去离子水，10质量份的羧甲基纤维素钠，3质量份的聚乙烯吡咯烷酮(非离子型，Mw＝130000)，5质量份的二甲基甲酰胺，在3000转/分钟的搅拌条件下分散20分钟，然后减压脱除溶剂和低沸物后即可得到水性功能涂层剂。
实施例4
在干燥氮气的保护下，将22质量份的4，4’-MDI，12质量份的聚四氢呋喃醚二醇PolyTHF1000，3质量份的聚醚三醇N-3050，2质量份的3，5-二乙基甲苯二胺，2质量份的1，4-丁二醇，3.0质量份的实施例2得到的抗菌添加剂，2.5质量份的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯，0.20质量份的二月桂酸二丁基锡，0.1质量份的UV-327，0.1质量份的抗氧剂1010以及适量的溶剂(甲苯和乙酸乙酯，根据体系的黏度适当添加)一次性加入到反应器中，在80℃下反应2.0小时，降低体系温度至25℃后加入100质量份的去离子水，10质量份的羧甲基纤维素钠，5质量份的聚乙烯吡咯烷酮(非离子型，Mw＝130000)，3质量份的二甲基甲酰胺，在3000转/分钟的搅拌条件下分散20分钟，然后减压脱除溶剂和低沸物后即可得到水性功能涂层剂。
对比例3
在干燥氮气的保护下，将20质量份的4，4’-MDI，10质量份的聚四氢呋喃醚二醇PolyTHF1000，2质量份的聚醚三醇N-3050，3质量份的3，5-二乙基甲苯二胺，3质量份的1，4-丁二醇，3.0质量份的对比例1得到的抗菌添加剂，2.5质量份的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯，0.20质量份的二月桂酸二丁基锡，0.1质量份的UV-327，0.1质量份的抗氧剂1010以及适量的溶剂(甲苯和乙酸乙酯，根据体系的黏度适当添加)一次性加入到反应器中，在80℃下反应2.0小时，降低体系温度至25℃后加入80质量份的去离子水，10质量份的羧甲基纤维素钠，3质量份的聚乙烯吡咯烷酮(非离子型，Mw＝130000)，5质量份的二甲基甲酰胺，在3000转/分钟的搅拌条件下分散20分钟，然后减压脱除溶剂和低沸物后即可得到水性功能涂层剂。
对比例4
在干燥氮气的保护下，将20质量份的4，4’-MDI，10质量份的聚四氢呋喃醚二醇PolyTHF1000，2质量份的聚醚三醇N-3050，3质量份的3，5-二乙基甲苯二胺，3质量份的1，4-丁二醇，3.0质量份的对比例2得到的抗菌添加剂，2.5质量份的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯，0.20质量份的二月桂酸二丁基锡，0.1质量份的UV-327，0.1质量份的抗氧剂1010以及适量的溶剂(甲苯和乙酸乙酯，根据体系的黏度适当添加)一次性加入到反应器中，在80℃下反应2.0小时，降低体系温度至25℃后加入80质量份的去离子水，10质量份的羧甲基纤维素钠，3质量份的聚乙烯吡咯烷酮(非离子型，Mw＝130000)，5质量份的二甲基甲酰胺，在3000转/分钟的搅拌条件下分散20分钟，然后减压脱除溶剂和低沸物后即可得到水性功能涂层剂。
对比例5
在干燥氮气的保护下，将20质量份的4，4’-MDI，13质量份的聚四氢呋喃醚二醇PolyTHF1000，6质量份的1，4-丁二醇，3.0质量份的实施例1得到的抗菌添加剂，2.5质量份的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯，0.20质量份的二月桂酸二丁基锡，0.1质量份的UV-327，0.1质量份的抗氧剂1010以及适量的溶剂(甲苯和乙酸乙酯，根据体系的黏度适当添加)一次性加入到反应器中，在80℃下反应2.0小时，降低体系温度至25℃后加入80质量份的去离子水，10质量份的羧甲基纤维素钠，3质量份的聚乙烯吡咯烷酮(非离子型，Mw＝130000)，5质量份的二甲基甲酰胺，在3000转/分钟的搅拌条件下分散20分钟，然后减压脱除溶剂和低沸物后即可得到水性功能涂层剂。
防水透湿面料的制备
选择面料基布为涤纶基布，所述拒水拒油整理是指在30g/L的拒水拒油剂EX-910E中一浸一轧，轧余率50％；预烘条件为100℃，3min；烘焙条件为160℃，2.5min；然后，在所述面料基布上浸涂水性功能涂层剂并于130℃固化处理7.5min得到固化得到功能涂层；并且所述功能涂层的涂层量为25g/m2。所述的水性功能涂层剂分别为实施例3-4以及比较例3-5得到的水性功能涂层剂；并分别得到防水透湿面料S1(实施例3)、防水透湿面料S2(实施例3)、防水透湿面料D1(对比例3)、防水透湿面料D2(对比例4)、防水透湿面料D3(对比例5)。
防水透湿面料防水、透湿性能测试
对防水透湿面料S1～S2，以及防水透湿面料D1～D3在温度为38℃相对湿度为90％时的耐静水压和透湿性进行测试。防水性能测试参照GB/T4744-1997《纺织织物抗渗水性测定静水压试验》，每个样品测试5次，取平均值；透湿性测试参照GB/T12704.2-1997《纺织织物织物透湿性试验方法》中的吸湿法测试，测试结果如表1所示。
表1
| 实例 | 面料S1 | 面料S2 | 面料D1 | 面料D2 | 面料D3 |
| 耐静水压kPa | 6.82 | 6.79 | 6.85 | 6.63 | 5.12 |
| 透湿量gm-2day-1 | 8500 | 8320 | 8550 | 8280 | 5580 |
抗菌性能测试
对防水透湿面料S1～S2，以及防水透湿面料D1～D3的抗菌性能进行测试。大肠杆菌抗菌性能测试方法如下：菌种：大肠杆菌；培养基：牛肉膏0.3g，蛋白胨1.0g，氯化钠0.5g，琼脂1.8g，蒸馏水100mL，pH7.5。金黄色葡萄球菌抗菌性能测试方法如下：菌种：金黄色葡萄球菌；培养基：牛肉膏0.4g，麦芽提取物1.0g，葡萄糖0.5g，琼脂1.8g，蒸馏水100mL，pH7.3。在无菌环境下分别移取稀释的金黄色葡萄球菌以及大肠杆菌到相应的培养基上，将上述得到的抗菌面料剪成直径为1cm的圆片，放置于培养基上，并在培养箱中保持24小时，培养箱的温度保持在37℃。实验结果如表2所示。
表2
| 实例 | 面料S1 | 面料S2 | 面料D1 | 面料D2 | 面料D3 |
| 金黄色葡萄球菌抑菌圈/mm | 8.0 | 8.0 | 5.0 | 4.0 | 5.5 |
| 大肠杆菌抑菌圈/mm | 8.0 | 8.0 | 4.0 | 4.0 | 5.5 |
Claims (4)
1.一种具有抗菌功能的防水透湿面料，包括经过拒水拒油整理的面料基布，其特征在于：在所述面料基布上浸涂水性功能涂层剂并于130～135℃固化处理5.0～7.5min得到功能涂层；并且所述功能涂层的涂层量为20～30g/m2；所述水性功能涂层剂由20～22质量份的4，4’-MDI，10～12质量份的聚四氢呋喃醚二醇，2～3质量份的聚醚三醇N-3050，2～3质量份的3，5-二乙基甲苯二胺，2～3质量份的1，4-丁二醇，2.5～3.0质量份的抗菌添加剂，2.5～3.0质量份的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯，0.20～0.25质量份的二月桂酸二丁基锡，0.1～0.2质量份的UV-327，0.1～0.2质量份的抗氧剂1010在75～80℃下反应1.5～2.0小时；降温至室温后加入80～100质量份的去离子水，8～10质量份的羧甲基纤维素钠，3～5质量份的聚乙烯吡咯烷酮，3～5质量份的二甲基甲酰胺，搅拌并分散后即可得到所述水性功能涂层剂。
2.根据权利要求1所述的具有抗菌功能的防水透湿面料，其特征在于：所述面料基布为涤纶基布，所述拒水拒油整理是指在拒水拒油整理剂中一浸一轧，轧余率50％；预烘条件为100℃，3min；烘焙条件为160℃，2.5min。
3.根据权利要求1所述的具有抗菌功能的防水透湿面料，其特征在于：所述抗菌添加剂通过以下方法制备得到：
(1)将占载银二氧化钛质量8～10wt％的乳化剂加入去离子水中并在1000～1500rpm的搅拌速度下搅拌反应15～20分钟中形成浓度为1.0～1.2wt％的溶液；其中所述载银二氧化钛的平均粒径为0.5～2微米；
(2)将载银二氧化钛，以及占载银二氧化钛质量3.0～5.0wt％的N-乙烯基己内酰胺在转速为500～800rpm的搅拌速度下分散到乙二醇二甲基丙烯酸酯中得到混合液；所述乙二醇二甲基丙烯酸酯的质量为载银二氧化钛质量的3倍；
(3)将步骤(2)得到的混合液加入到步骤(1)得到的溶液中，在1500～2000rpm的搅拌速度下搅拌反应25～30分钟得到乳化液，随后转移到反应器中，在N2气氛保护下，持续搅拌加入乙二醇二甲基丙烯酸酯质量0.5％的过氧化苯甲酰，然后在85～90℃的条件下，反应3个小时，经过过滤、洗涤和干燥即可得到所述的抗菌添加剂。
4.根据权利要求3所述的具有抗菌功能的防水透湿面料，其特征在于：所述乳化剂为具有以下通式结构的化合物：
其中，R为含有10～15个碳的烷基；R'为(CH2)nSO3Na，并且n为3～5的整数。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Waterproof moisture-permeable anti-bacterial fabric Effective date of registration: 20200221 Granted publication date: 20160525 Pledgee: Industrial Commercial Bank of China Ltd Jiaxing branch Pledgor: Wilke Industrial Textile (Jiaxing) Co., Ltd. Registration number: Y2020330000060 |