CN105172272A - 一种抗菌防水透湿复合面料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗菌防水透湿复合面料及其制备方法。本复合面料包括顺次贴合在一起的外层聚丙烯无纺布、TPU膜或TPE膜、内层聚丙烯无纺布，所述外层聚丙烯无纺布与TPU膜或TPE膜之间以及TPU膜或TPE膜与内层聚丙烯无纺布之间均通过PUR胶即单组分湿固化聚氨酯热熔胶粘合固接在一起。制备时首先采用熔融共混工艺制备聚醚型热塑性聚氨酯膜，然后采用辊涂工艺制备复合面料，其中外层聚丙烯无纺布的面密度为10～35g/m2，内层聚丙烯无纺布的面密度为15～35g/m2，PUR胶为点状分布，PUR胶的用量为3～5g/m2。本发明中的面料不但具有高张力、高拉力、强韧、耐老化以及光稳定性强的特性，而且还具有防水透气、抗菌、阻微生物穿透的优点。

Description

一种抗菌防水透湿复合面料及其制备方法
技术领域
本发明涉及面料技术领域，尤其涉及一种抗菌防水透湿复合面料及其制备方法。
背景技术
医护工作者是直接与细菌、病毒对话的人群，他们的工作环境中存在各式各样的病菌，特别是工作在输液、外伤处理、医疗抢险、手术操作等一线的医生，他们时常会接触病人的体液或是血液，感染的机率非常高，其自身的健康常常受到威胁。所以医护工作者不得不穿上防护服以防止感染。
现有医用的防护服较为厚重，一方面增加了医护工作者自身的负担，降低了他们行动的灵活性和舒适度；另一方面，防护服面料的功能叠加后会出现矛盾和漏洞，譬如，在防水的同时，降低了面料的透气性，同时现有医用防护服大多抗菌功能较差，很难保证防护的效率。
因此如何提供一种具有多功能，尤其是具有较强抗菌、阻微生物穿透和透湿气功能的防护服面料，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的之一是克服现有技术的不足，制备了一种抗菌防水透湿复合面料，本复合面料不但具有防水防雨以及透气的功能，还具有很强的抗菌特性，有效地防止了细菌可能给人体带来的伤害，而且材料结构稳定，耐低温性能好，韧性高，方便储存。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种抗菌防水透湿复合面料，本复合面料包括顺次贴合在一起的外层聚丙烯无纺布、TPU膜或TPE膜、内层聚丙烯无纺布，所述外层聚丙烯无纺布与TPU膜或TPE膜之间以及TPU膜或TPE膜与内层聚丙烯无纺布之间均通过PUR胶即单组分湿固化聚氨酯热熔胶粘合固接在一起。
优选的，所述TPU膜为聚醚型热塑性聚氨酯膜，所述聚醚型热塑性聚氨酯膜由以下质量份的组分经熔融共混工艺制成：聚醚型热塑性聚氨酯100份，马来酸酐接枝苯乙稀-乙烯/丙稀-苯乙烯15份，抗氧剂1份，光稳定剂0.5份、抗菌剂8份，增韧剂1份，润滑剂0.6份。
优选的，所述外层聚丙烯无纺布和内层聚丙烯无纺布的生产物料相同，且生产物料的制备方法如下：
1)按照如下重量份配比组分
PP粉料100份，水滑石0.02份，2,4,6-三叔丁基苯酚0.15份，叔丁基过氧化新戊酸酯1份，双特丁基过氧化物1.5份，其中水滑石的粒径为0.01-5微米；
2)将上述配比好的组分经高速混合机混合，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒即可。
优选的，所述外层聚丙烯无纺布的外侧涂覆有防水涂层。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168的混合抗氧剂，且抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为1:2；光稳定剂为UV-329和UV-622的混合物，且UV-329和UV-622的质量比为1:1.5。
优选的，所述抗菌剂为载银累托石。
优选的，所述增韧剂为聚酰胺树脂；所述润滑剂为苯甲基硅油。
进一步的，所述载银累托石的制备方法如下：
1)称取累托石，所述累托石为纯度在90％以上的钠基累托石；配制硝酸银溶液，银离子浓度为0.3mol/L；
2)将称取好的累托石加入到配制好的硝酸银溶液中，使得硝酸银溶液中的累托石浓度为20g/100ml，在PH值为6的常温环境下交换吸附2～3小时，在吸附过程中保持搅拌；
3)真空过滤或离心脱水，干燥后得到含银累托石。
更进一步的，步骤1)中的累托石首先进行钠化改性处理，钠化改性处理过程如下：将天然累托石充分分散在蒸馏水中，在不断搅拌的情况下，将混合后碳酸钠和多聚磷酸钠加入到水合浆状的天然累托石浆液中，其中碳酸钠和多聚磷酸钠的摩尔比为1:1，碳酸钠和多聚磷酸钠的总投加质量为累托石质量的6～8％，搅拌均匀并充分滚磨，取出密封陈化24h后，得钠化累托石浆液；然后对得到的钠化累托石浆液在70℃、pH值为7.37的条件下，利用十六烷基三甲基溴化胺进行改性，十六烷基三甲基溴化胺的投加质量为累托石质量的8～10％，反应时间为2～3h，即可得到钠化改性处理后的累托石。
本发明的目的之二是提供一种制备上述抗菌防水透湿复合面料的方法，其技术方案如下：
1)采用共混工艺制备聚醚型热塑性聚氨酯膜
将聚醚型热塑性聚氨酯100份，马来酸酐接枝苯乙稀-乙烯/丙稀-苯乙烯15份，抗氧剂1份，光稳定剂0.5份、抗菌剂8份，增韧剂1份，润滑剂0.6份，在高速捏合机上共混，然后在双螺杆挤出机上熔融挤出，双螺杆挤出机的前段温度为80～110℃，中段温度为130～150℃，后段温度为150～170℃，机头温度为80～100℃，将挤出的物料造粒即可得到聚醚型热塑性聚氨酯膜；
2)采用辊涂工艺制备复合面料
将外层聚丙烯无纺布、聚醚型热塑性聚氨酯膜以及内层聚丙烯无纺布按照辊涂的方式，通过PUR胶粘合固定在一起，其中外层聚丙烯无纺布的面密度为10～35g/m2，内层聚丙烯无纺布的面密度为15～35g/m2，PUR胶为点状分布，PUR胶的用量为3～5g/m2。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1)、本发明中的面料采用三层结构，由外而内依次为：外层聚丙烯无纺布、聚醚型热塑性聚氨酯膜以及内层聚丙烯无纺布，所述聚丙烯无纺布经过三防功能整理，具有拒水、抗酒精、抗血液的优良特性，而夹设在两层无纺布之间的聚醚型热塑性聚氨酯膜则具有优良的透湿气功能(即能够防止水进入内侧，而能够使水汽从内层向外层散逸)，同时聚醚型热塑性聚氨酯膜还能够阻止病菌以及大分子病毒进入，从而本发明中的三层结构的面料不但具有防水防雨以及透气的功能，还具有很强的阻微生物穿透特性，有效地防止了细菌可能给人体带来的伤害，而且材料轻便，结构稳定，耐低温性能好，方便储存，同时韧性高，制备工艺简单。
2)、本发明的聚醚型热塑性聚氨酯膜的组分中设置有抗氧剂和光稳定剂，从而不但使得本发明中的面料具有优异的抗老化性能和耐热性能，聚醚型热塑性聚氨酯膜的机械性能如拉伸强度、伸长率和剥离强度等指标均较好，而且使得面料具有优良的耐黄变性及紫外线稳定性能，保证了面料在户外恶劣环境中长时间使用时也不会发生变色现象。
3)、本发明的聚醚型热塑性聚氨酯膜的组分中还设置有抗菌剂载银累托石，经过本发明中的特别工艺制备的载银累托石，不但因为含有银离子而具有对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌和黑曲霉的100％的杀菌率，同时具有良好的耐高温性能、抗菌持久性好等优点，而且结合累托石自身具有的对细菌、霉菌强烈的吸附固定作用，使得本发明中的面料还具备了抗菌效果好，不易使细菌产生耐受性的附加提升效果。
4)、本发明中的外层聚丙烯无纺布、聚醚型热塑性聚氨酯膜以及内层聚丙烯无纺布采用辊涂工艺粘贴在一起，不但具有高张力、高拉力、强韧、耐老化以及光稳定性强的特性，而且还具有防水透湿气、抗菌、阻微生物穿透的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明带有亲水纤维层的结构示意图。
附图标记的含义如下：
1—防水涂层2—外层聚丙烯无纺布
3—聚醚型热塑性聚氨酯膜4—内层聚丙烯无纺布
5—亲水纤维层
具体实施方式
为了便于理解,以下将通过具体的实施例和附图对本发明进行详细地描述。需特别指出的是，这些描述仅仅是示例性的描述，并不构成对本发明范围的限制。
图1中所示的抗菌防水透湿复合面料自外而内由防水涂层1、外层聚丙烯无纺布2、聚醚型热塑性聚氨酯膜3以及内层聚丙烯无纺布4构成。
所述外层聚丙烯无纺布与聚醚型热塑性聚氨酯膜之间以及聚醚型热塑性聚氨酯膜与内层聚丙烯无纺布之间点涂分布有用于粘合的PUR胶。
图2中所示的抗菌防水透湿复合面料自外而内由防水涂层1、外层聚丙烯无纺布2、聚醚型热塑性聚氨酯膜3、内层聚丙烯无纺布4、亲水纤维层5构成。
所述防水涂层1为聚四氟乙烯薄膜层。
当然需要指出的是，本发明中抗菌防水透湿复合面料的基体为外层聚丙烯无纺布2、聚醚型热塑性聚氨酯膜3以及内层聚丙烯无纺布4，基体既可以单独使用，还可以与防水涂层1构成四层结构，也可以与亲水纤维层5、构成四层结构，当然也可以做成如图2所示的五层结构。
亲水纤维层5的设置，使得汗液能够在毛细血管效应的作用下，从皮肤上转移到亲水纤维层5上，然后水分子再依次通过内层聚丙烯无纺布4、聚醚型热塑性聚氨酯膜3、外层聚丙烯无纺布2，最后散发到大气中去。从而本发明中的面料可以吸收过多的汗水蒸汽，避免了衣服内部水蒸汽超过饱和蒸汽压而转化为水滴，带给人更好的舒适感。
所述亲水纤维层5可以选择蚕丝、兔毛、驼毛、棉、麻等天然纤维，也可以选择人造纤维。
下面对抗菌防水透湿复合面料的制备过程做详细说明，需要指出的是，本制备过程仅涉及外层聚丙烯无纺布2、聚醚型热塑性聚氨酯膜3以及内层聚丙烯无纺布4三层结构的制备说明。
下述说明中所述操作方法，如无特殊说明，均为常规方法；方法中的所述试剂，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
1.1制备载银累托石
1)对累托石首先进行钠化改性处理
将天然累托石充分分散在蒸馏水中，在不断搅拌的情况下，将混合后碳酸钠和多聚磷酸钠加入到水合浆状的天然累托石浆液中，其中碳酸钠和多聚磷酸钠的摩尔比为1:1，碳酸钠和多聚磷酸钠的总投加质量为累托石质量的6％，搅拌均匀并充分滚磨，取出密封陈化24h后，得钠化累托石浆液；然后对得到的钠化累托石浆液在70℃、pH值为7.37的条件下，利用十六烷基三甲基溴化胺进行改性，十六烷基三甲基溴化胺的投加质量为累托石质量的8％，反应时间为2h，即可得到钠化改性处理后的累托石。
2)称取累托石，所述累托石为纯度在90％以上的钠基累托石；配制硝酸银溶液，银离子浓度为0.3mol/L；
3)将称取好的累托石加入到配制好的硝酸银溶液中，使得硝酸银溶液中的累托石浓度为20g/100ml，在PH值为6的常温环境下交换吸附2小时，在吸附过程中保持搅拌；
4)真空过滤或离心脱水，干燥后得到含银累托石。
1.2采用共混工艺制备聚醚型热塑性聚氨酯膜
将聚醚型热塑性聚氨酯(TPU)100份，马来酸酐接枝苯乙稀-乙烯/丙稀-苯乙烯15份，抗氧剂10100.33份，抗氧剂1680.67份，光稳定剂UV-3290.2份、光稳定剂UV-6220.3份、含银累托石8份，聚酰胺树脂1份，苯甲基硅油0.6份，在高速捏合机上共混，然后在双螺杆挤出机上熔融挤出，双螺杆挤出机的前段温度为80～100℃，中段温度为130～140℃，后段温度为150～160℃，机头温度为80～90℃，将挤出的物料造粒即可得到聚醚型热塑性聚氨酯膜。
1.3采用辊涂工艺制备复合面料
将外层聚丙烯无纺布、聚醚型热塑性聚氨酯膜以及内层聚丙烯无纺布按照辊涂的方式，通过PUR胶粘合固定在一起，其中外层聚丙烯无纺布的密度为15g/m2，内层聚丙烯无纺布的密度为20g/m2，PUR胶为点状分布，PUR胶的用量为3g/m2。
实施例2
2.1制备载银累托石
1)对累托石首先进行钠化改性处理
将天然累托石充分分散在蒸馏水中，在不断搅拌的情况下，将混合后碳酸钠和多聚磷酸钠加入到水合浆状的天然累托石浆液中，其中碳酸钠和多聚磷酸钠的摩尔比为1:1，碳酸钠和多聚磷酸钠的总投加质量为累托石质量的7％，搅拌均匀并充分滚磨，取出密封陈化24h后，得钠化累托石浆液；然后对得到的钠化累托石浆液在70℃、pH值为7.37的条件下，利用十六烷基三甲基溴化胺进行改性，十六烷基三甲基溴化胺的投加质量为累托石质量的9％，反应时间为2.5h，即可得到钠化改性处理后的累托石。
2)称取累托石，所述累托石为纯度在90％以上的钠基累托石；配制硝酸银溶液，银离子浓度为0.3mol/L；
3)将称取好的累托石加入到配制好的硝酸银溶液中，使得硝酸银溶液中的累托石浓度为20g/100ml，在PH值为6的常温环境下交换吸附2.5小时，在吸附过程中保持搅拌；
4)真空过滤或离心脱水，干燥后得到含银累托石。
2.2采用共混工艺制备聚醚型热塑性聚氨酯膜
将聚醚型热塑性聚氨酯(TPU)100份，马来酸酐接枝苯乙稀-乙烯/丙稀-苯乙烯15份，抗氧剂10100.33份，抗氧剂1680.67份，光稳定剂UV-3290.2份、光稳定剂UV-6220.3份、含银累托石8份，聚酰胺树脂1份，苯甲基硅油0.6份，在高速捏合机上共混，然后在双螺杆挤出机上熔融挤出，双螺杆挤出机的前段温度为90～110℃，中段温度为140～150℃，后段温度为160～170℃，机头温度为90～100℃，将挤出的物料造粒即可得到聚醚型热塑性聚氨酯膜。
2.3采用辊涂工艺制备复合面料
将外层聚丙烯无纺布、聚醚型热塑性聚氨酯膜以及内层聚丙烯无纺布按照辊涂的方式，通过PUR胶粘合固定在一起，其中外层聚丙烯无纺布的面密度为25g/m2，内层聚丙烯无纺布的面密度为30g/m2，PUR胶为点状分布，PUR胶的用量为5g/m2。
实施例3
3.1制备载银累托石
1)对累托石首先进行钠化改性处理
将天然累托石充分分散在蒸馏水中，在不断搅拌的情况下，将混合后碳酸钠和多聚磷酸钠加入到水合浆状的天然累托石浆液中，其中碳酸钠和多聚磷酸钠的摩尔比为1:1，碳酸钠和多聚磷酸钠的总投加质量为累托石质量的8％，搅拌均匀并充分滚磨，取出密封陈化24h后，得钠化累托石浆液；然后对得到的钠化累托石浆液在70℃、pH值为7.37的条件下，利用十六烷基三甲基溴化胺进行改性，十六烷基三甲基溴化胺的投加质量为累托石质量的10％，反应时间为3h，即可得到钠化改性处理后的累托石。
2)称取累托石，所述累托石为纯度在90％以上的钠基累托石；配制硝酸银溶液，银离子浓度为0.3mol/L；
3)将称取好的累托石加入到配制好的硝酸银溶液中，使得硝酸银溶液中的累托石浓度为20g/100ml，在PH值为6的常温环境下交换吸附3小时，在吸附过程中保持搅拌；
4)真空过滤或离心脱水，干燥后得到含银累托石。
3.2采用共混工艺制备聚醚型热塑性聚氨酯膜
将聚醚型热塑性聚氨酯(TPU)100份，马来酸酐接枝苯乙稀-乙烯/丙稀-苯乙烯15份，抗氧剂10100.33份，抗氧剂1680.67份，光稳定剂UV-3290.2份、光稳定剂UV-6220.3份、含银累托石8份，聚酰胺树脂1份，苯甲基硅油0.6份，在高速捏合机上共混，然后在双螺杆挤出机上熔融挤出，双螺杆挤出机的前段温度为100～110℃，中段温度为135～145℃，后段温度为160～170℃，机头温度为85～95℃，将挤出的物料造粒即可得到聚醚型热塑性聚氨酯膜。
3.3采用辊涂工艺制备复合面料
将外层聚丙烯无纺布、聚醚型热塑性聚氨酯膜以及内层聚丙烯无纺布按照辊涂的方式，通过PUR胶粘合固定在一起，其中外层聚丙烯无纺布的面密度为35g/m2，内层聚丙烯无纺布的面密度为20g/m2，PUR胶为点状分布，PUR胶的用量为5g/m2。
将上述制备的复合面料做成医用防护服，对医用防护服进行抗菌性能、防水性能、透湿性能测试，其检测标准和性能指标如表1所示，结果如表2所示。
表1检测标准和性能指标
注：本发明的抗菌实验所选用的细菌为：革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。其中革兰氏阳性菌：金黄葡萄球菌ATCC6538P；革兰氏阴性菌包括：大肠杆菌ATCC8099、肺炎克伯雷杆菌(ATCC4352)。
表2检测结果
从表2中可以看出，本发明中的复合面料具有良好的抗菌、防水以及透湿性能，可广泛应用于医用纺织品的生产中。
此外，本发明的面料的阻微生物穿透指标，通过了美国ASTM1670、1671标准的测试评价，符合医用防护服面料性能要求，用本发明面料制成的防护服产品，达到了美国AMMI防护服标准的最高防护等级4级的指标要求；本发明的面料的透湿性指标也超过了美国PGI公司的产品。

Claims (10)

1.一种抗菌防水透湿复合面料，其特征在于：本复合面料包括顺次贴合在一起的外层聚丙烯无纺布、TPU膜或TPE膜、内层聚丙烯无纺布，所述外层聚丙烯无纺布与TPU膜或TPE膜之间以及TPU膜或TPE膜与内层聚丙烯无纺布之间均通过PUR胶即单组分湿固化聚氨酯热熔胶粘合固接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌防水透湿复合面料，其特征在于：所述TPU膜为聚醚型热塑性聚氨酯膜，所述聚醚型热塑性聚氨酯膜由以下质量份的组分经熔融共混工艺制成：
聚醚型热塑性聚氨酯100份，马来酸酐接枝苯乙稀-乙烯/丙稀-苯乙烯15份，抗氧剂1份，光稳定剂0.5份、抗菌剂8份，增韧剂1份，润滑剂0.6份。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌防水透湿复合面料，其特征在于，所述外层聚丙烯无纺布和内层聚丙烯无纺布的生产物料相同，且生产物料的制备方法如下：
1)按照如下重量份配比组分
PP粉料100份，水滑石0.02份，2,4,6-三叔丁基苯酚0.15份，叔丁基过氧化新戊酸酯1份，双特丁基过氧化物1.5份，其中水滑石的粒径为0.01-5微米；
2)将上述配比好的组分经高速混合机混合，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒即可。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌防水透湿复合面料，其特征在于：所述外层聚丙烯无纺布的外侧涂覆有防水涂层。
5.根据权利要求2所述的一种抗菌防水透湿复合面料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168的混合抗氧剂，且抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为1:2；光稳定剂为UV-329和UV-622的混合物，且UV-329和UV-622的质量比为1:1.5。
6.根据权利要求2所述的一种抗菌防水透湿复合面料，其特征在于：所述抗菌剂为载银累托石。
7.根据权利要求2所述的一种抗菌防水透湿复合面料，其特征在于：所述增韧剂为聚酰胺树脂；所述润滑剂为苯甲基硅油。
8.根据权利要求6所述的一种抗菌防水透湿复合面料，其特征在于所述载银累托石的制备方法如下：
1)称取累托石，所述累托石为纯度在90％以上的钠基累托石；配制硝酸银溶液，银离子浓度为0.3mol/L；
2)将称取好的累托石加入到配制好的硝酸银溶液中，使得硝酸银溶液中的累托石浓度为20g/100ml，在PH值为6的常温环境下交换吸附2～3小时，在吸附过程中保持搅拌；
3)真空过滤或离心脱水，干燥后得到含银累托石。
9.根据权利要求8所述的一种抗菌防水透湿复合面料，其特征在于：步骤1)中的累托石首先进行钠化改性处理，钠化改性处理过程如下：将天然累托石充分分散在蒸馏水中，在不断搅拌的情况下，将混合后碳酸钠和多聚磷酸钠加入到水合浆状的天然累托石浆液中，其中碳酸钠和多聚磷酸钠的摩尔比为1:1，碳酸钠和多聚磷酸钠的总投加质量为累托石质量的6～8％，搅拌均匀并充分滚磨，取出密封陈化24h后，得钠化累托石浆液；然后对得到的钠化累托石浆液在70℃、pH值为7.37的条件下，利用十六烷基三甲基溴化胺进行改性，十六烷基三甲基溴化胺的投加质量为累托石质量的8～10％，反应时间为2～3h，即可得到钠化改性处理后的累托石。
10.一种权利要求1～9任一项所述抗菌防水透湿复合面料的制备方法，包括如下步骤：
1)采用共混工艺制备聚醚型热塑性聚氨酯膜
将聚醚型热塑性聚氨酯100份，马来酸酐接枝苯乙稀-乙烯/丙稀-苯乙烯15份，抗氧剂1份，光稳定剂0.5份、抗菌剂8份，增韧剂1份，润滑剂0.6份，在高速捏合机上共混，然后在双螺杆挤出机上熔融挤出，双螺杆挤出机的前段温度为80～110℃，中段温度为130～150℃，后段温度为150～170℃，机头温度为80～100℃，将挤出的物料造粒即可得到聚醚型热塑性聚氨酯膜；
2)采用辊涂工艺制备复合面料
将外层聚丙烯无纺布、聚醚型热塑性聚氨酯膜以及内层聚丙烯无纺布按照辊涂的方式，通过PUR胶粘合固定在一起，其中外层聚丙烯无纺布的面密度为10～35g/m2，内层聚丙烯无纺布的面密度为15～35g/m2，PUR胶为点状分布，PUR胶的用量为3～5g/m2。
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