CN104831446A - 一种抑菌防辐射材料及其制备方法 - Google Patents

一种抑菌防辐射材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抑菌防辐射材料的制备方法，步骤包括有：A、配置牛奶蛋白纤维溶液；B、配置纳米银颗粒溶液；C、将牛奶蛋白纤维溶液和配置纳米银颗粒溶液进行混合；D、静电纺丝；E、表面深度处理；F、交联；G、纺织。本发明还公开了一种抑菌防辐射材料。本发明能够改进现有技术的不足，利用纳米级银颗粒的特性，实现了抑菌防辐射的效果，且耐用性强。

Description

一种抑菌防辐射材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，尤其是一种抑菌防辐射材料及其制备方法。
背景技术
牛奶蛋白纤维具有蚕丝般光泽和柔软手感，有较好的吸湿和导湿性，较好的强度和延伸性，非常适用于贴身材料的制作。但是，现在人们对贴身材料的功能性要求越来越高，普通的牛奶蛋白纤维已经无法满足。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种抑菌防辐射材料及其制备方法，能够解决现有技术的不足，利用纳米级银颗粒的特性，实现了抑菌防辐射的效果，且耐用性强。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种抑菌防辐射材料的制备方法，包括以下步骤：
以下百分比均为质量百分比；
A、将牛奶蛋白纤维溶于10％的乙酸溶液中，形成饱和溶液；
B、配置5％的硝酸银溶液，然后按照1∶1的比例加入2％的甲醛溶液，加热至40℃～50℃，搅拌30min～1h，形成纳米银颗粒溶液；
C、将步骤A中的牛奶蛋白纤维饱和溶液和步骤B中的纳米银颗粒溶液按照5∶1的比例混合，然后加入苯胺、十六烷基三甲基溴化铵和聚乙酸乙烯酯，其中苯胺的比例为2％，十六烷基三甲基溴化铵的比例为1.5％，聚乙酸乙烯酯的比例为5％；
D、将步骤C中配置的混合溶液采用静电纺丝的方法进行纺丝；
E、将步骤D中制成的纤维丝浸入去离子水中，加热至35℃～60℃，通入过氧乙酰硝酸酯气体，持续30min～50min；
F、将经过步骤E处理过的纤维丝浸入4-丁二醇二缩水甘油醚和硝酸银的混合溶液中，加热至50℃～55℃，搅拌1h～2h，其中4-丁二醇二缩水甘油醚的比例为3％，硝酸银的比例为5％；
G、将经过步骤F处理过的纤维丝使用去离子水冲洗5～10min，烘干，然后纺织成面料。
作为优选，步骤B中，加热温度为45℃，搅拌速度为100r／min，搅拌时间为50min。
作为优选，步骤C中，将配置好的混合溶液进行10min的超声波振荡，振荡频率为40Hz。
作为优选，步骤D中，静电纺丝使用的电压为25kV，挤出速度为0.3mL／h，收集距离为8cm，环境湿度小于20％；在挤出管路上逆向设置有氮气管路，氮气以5m／s的速度逆向吹入待挤出液体，氮气管路的接入点距离挤出口5mm。
作为优选，步骤E中，加热温度为35℃，加热时间为45min。
作为优选，步骤F中，加热温度为55℃，搅拌时间为2h，搅拌速度为60r／min。
一种抑菌防辐射材料，使用上述的制备方法制成。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：甲醛将部分硝酸银中的银离子还原为银颗粒，由于还原出的银颗粒为纳米级，所以银颗粒是悬浮在溶液中的。将其加入牛奶蛋白纤维饱和溶液中，是银颗粒与牛奶蛋白充分混合，苯胺作为稳定剂，可以提高混合溶液后期工艺步骤中的化学稳定性，十六烷基三甲基溴化铵作为表面活性剂，可以提高混合溶液的混合度。聚乙酸乙烯酯用来调节混合溶液的粘稠度，为静电纺丝做准备。采用带有逆向氮气注入的静电纺丝工艺，制成的牛奶蛋白银纤维丝蓬松柔软，而且纤维上可以形成密布的孔洞，可以提高后续步骤银离子与牛奶蛋白的交联作用。过氧乙酰硝酸酯可以对纤维表面的孔洞的内壁进行轻微腐蚀，在使用4-丁二醇二缩水甘油醚作为交联剂的作用下，使银离子与牛奶蛋白充分接触反应，形成交联体。使用本发明的制备方法制作的抑菌防辐射材料，适应各种染烫加工工艺，穿着使用舒适，抑菌效果持续时间长，辐射屏蔽率高。
具体实施方式
第一优选实施例：
一种抑菌防辐射材料的制备方法，包括以下步骤：
以下百分比均为质量百分比；
A、将牛奶蛋白纤维溶于10％的乙酸溶液中，形成饱和溶液；
B、配置5％的硝酸银溶液，然后按照1∶1的比例加入2％的甲醛溶液，加热至45℃，搅拌速度为100r／min，搅拌50min，形成纳米银颗粒溶液；
C、将步骤A中的牛奶蛋白纤维饱和溶液和步骤B中的纳米银颗粒溶液按照5∶1的比例混合，然后加入苯胺、十六烷基三甲基溴化铵和聚乙酸乙烯酯，其中苯胺的比例为2％，十六烷基三甲基溴化铵的比例为1.5％，聚乙酸乙烯酯的比例为5％；将配置好的混合溶液进行10min的超声波振荡，振荡频率为40Hz。
D、将步骤C中配置的混合溶液采用静电纺丝的方法进行纺丝；静电纺丝使用的电压为25kV，挤出速度为0.3mL／h，收集距离为8cm，环境湿度小于20％；在挤出管路上逆向设置有氮气管路，氮气以5m／s的速度逆向吹入待挤出液体，氮气管路的接入点距离挤出口5mm。
E、将步骤D中制成的纤维丝浸入去离子水中，加热至35℃，通入过氧乙酰硝酸酯气体，持续45min；
F、将经过步骤E处理过的纤维丝浸入4-丁二醇二缩水甘油醚和硝酸银的混合溶液中，加热至55℃，搅拌2h，其中4-丁二醇二缩水甘油醚的比例为3％，硝酸银的比例为5％；搅拌速度为60r／min。
G、将经过步骤F处理过的纤维丝使用去离子水冲洗5min，烘干，然后纺织成面料。
其中，步骤A中的牛奶蛋白纤维采用中国专利CN1884650B中使用的牛奶蛋白纤维原料。
一种抑菌防辐射材料，使用上述的制备方法制成。
对比实施例1：
将优选实施例的步骤B中硝酸银溶液与甲醛溶液的比例变为2∶1，其它工艺条件不变。
对比实施例2：
将优选实施例的步骤C中加入苯胺、十六烷基三甲基溴化铵和聚乙酸乙烯酯的部分删除，仅进行牛奶蛋白纤维饱和溶液和纳米银颗粒溶液的混合及超声波振荡，其它工艺条件不变。
对比实施例3：
将优选实施例的步骤C中超声波振荡的步骤删除，其它工艺条件不变。
对比实施例4：
将优选实施例的步骤D中氮气逆向充入的部分删除，其它工艺条件不变。
对比实施例5：
将优先实施例中的步骤E和步骤F删除，其它工艺条件不变。
从抑菌效果、辐射隔离效果、透气性三方面的初始效果和10次洗涤之后的效果进行比较，
从上表可以看出，使用本发明的制备方法制作的抑菌防辐射材料，适应各种染烫加工工艺，穿着使用舒适，抑菌效果持续时间长，辐射屏蔽率高。
第二优选实施例：
一种抑菌防辐射材料的制备方法，包括以下步骤：
以下百分比均为质量百分比；
A、将牛奶蛋白纤维溶于10％的乙酸溶液中，形成饱和溶液；
B、配置5％的硝酸银溶液，然后按照1∶1的比例加入2％的甲醛溶液，加热至45℃，搅拌速度为100r／min，搅拌50min，形成纳米银颗粒溶液；
C、将步骤A中的牛奶蛋白纤维饱和溶液和步骤B中的纳米银颗粒溶液按照5∶1的比例混合，然后加入苯胺、十六烷基三甲基溴化铵和聚乙酸乙烯酯，其中苯胺的比例为2％，十六烷基三甲基溴化铵的比例为1.5％，聚乙酸乙烯酯的比例为5％；将配置好的混合溶液进行10min的超声波振荡，振荡频率为40Hz；然后向配置好的溶液中加入0.7％的碳酸氢铵。
D、将步骤C中配置的混合溶液采用静电纺丝的方法进行纺丝；静电纺丝使用的电压为25kV，挤出速度为0.3mL／h，收集距离为8cm，环境湿度小于20％；在挤出管路上逆向设置有氮气管路，氮气以5m／s的速度逆向吹入待挤出液体，氮气管路的接入点距离挤出口5mm。
E、将步骤D中制成的纤维丝浸入去离子水中，加热至60℃，通入过氧乙酰硝酸酯气体，持续45min；
F、将经过步骤E处理过的纤维丝浸入4-丁二醇二缩水甘油醚和硝酸银的混合溶液中，加热至55℃，搅拌2h，其中4-丁二醇二缩水甘油醚的比例为3％，硝酸银的比例为5％；搅拌速度为60r／min。
G、将经过步骤F处理过的纤维丝使用去离子水冲洗5min，烘干，然后纺织成面料。
其中，步骤A中的牛奶蛋白纤维采用中国专利CN1884650B中使用的牛奶蛋白纤维原料。
一种抑菌防辐射材料，使用上述的制备方法制成。
第二优选实施例与第一优选实施例相比，在步骤C中加入了碳酸氢铵并提高了步骤E的加热温度。碳酸氢铵在步骤E中，受热分解，生成大量二氧化碳气体，可以从纤维丝内部向外形成许多微小的气孔，与纤维丝表面孔洞融为一体，可以提高将银离子的附着度提高30％以上，同时由于气孔的增加，可以进一步提高透气度和体感舒适度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种抑菌防辐射材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
以下百分比均为质量百分比；
A、将牛奶蛋白纤维溶于10％的乙酸溶液中，形成饱和溶液；
B、配置5％的硝酸银溶液，然后按照1∶1的比例加入2％的甲醛溶液，加热至40℃～50℃，搅拌30min～1h，形成纳米银颗粒溶液；
C、将步骤A中的牛奶蛋白纤维饱和溶液和步骤B中的纳米银颗粒溶液按照5∶1的比例混合，然后加入苯胺、十六烷基三甲基溴化铵和聚乙酸乙烯酯，其中苯胺的比例为2％，十六烷基三甲基溴化铵的比例为1.5％，聚乙酸乙烯酯的比例为5％；
D、将步骤C中配置的混合溶液采用静电纺丝的方法进行纺丝；
E、将步骤D中制成的纤维丝浸入去离子水中，加热至35℃～60℃，通入过氧乙酰硝酸酯气体，持续30min～50min；
F、将经过步骤E处理过的纤维丝浸入4-丁二醇二缩水甘油醚和硝酸银的混合溶液中，加热至50℃～55℃，搅拌1h～2h，其中4-丁二醇二缩水甘油醚的比例为3％，硝酸银的比例为5％；
G、将经过步骤F处理过的纤维丝使用去离子水冲洗5～10min，烘干，然后纺织成面料。
2.根据权利要求1所述的抑菌防辐射材料的制备方法，其特征在于：步骤B中，加热温度为45℃，搅拌速度为100r／min，搅拌时间为50min。
3.根据权利要求1所述的抑菌防辐射材料的制备方法，其特征在于：步骤C中，将配置好的混合溶液进行10min的超声波振荡，振荡频率为40Hz。
4.根据权利要求1所述的抑菌防辐射材料的制备方法，其特征在于：步骤D中，静电纺丝使用的电压为25kV，挤出速度为0.3mL／h，收集距离为8cm，环境湿度小于20％；在挤出管路上逆向设置有氮气管路，氮气以5m／s的速度逆向吹入待挤出液体，氮气管路的接入点距离挤出口5mm。
5.根据权利要求1所述的抑菌防辐射材料的制备方法，其特征在于：步骤E中，加热温度为35℃，加热时间为45min。
6.根据权利要求1所述的抑菌防辐射材料的制备方法，其特征在于：步骤F中，加热温度为55℃，搅拌时间为2h，搅拌速度为60r／min。
7.根据权利要求1所述的抑菌防辐射材料的制备方法，其特征在于：步骤G中，使用去离子水冲洗5min。
8.一种抑菌防辐射材料，其特征在于：使用权利要求1～7任意一项所述的制备方法制成。
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