CN106566352A - 一种复合纤维改性抗菌皮革涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合纤维改性抗菌皮革涂料，它是由下述重量份的原料组成的：羟基硬脂酸0.4‑1、甲苯基二苯基磷酸酯0.1‑0.2、聚乙烯吡咯烷酮1.7‑2、聚丙烯酰胺0.8‑1、氯化亚锡1.6‑2、三乙醇胺0.1‑0.13、甲基丙烯酸甲酯190‑200、十二烷基硫酸钠3‑4、乌洛托品0.1‑0.2、过硫酸铵0.2‑0.3、20‑25%的甲醛溶液6‑7、乙酸锌16‑20、硝酸银4‑7、烷基苯磺酸钠0.8‑1、氟化镁1‑2、丙酸纤维素1‑2、三异丙醇胺0.1‑0.2、丙烯醇2‑3、羧甲基纤维素1‑2。本发明的涂料具有良好的抗菌性、优异的透水汽性及耐水性，所得乳液涂饰后的皮革抗菌性良好、卫生性能优异。

Description

一种复合纤维改性抗菌皮革涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及皮革涂料技术领域，尤其涉及一种复合纤维改性抗菌皮革涂料及其制备方法。
背景技术
皮革涂饰剂/纺织涂层剂是一种均匀涂布于皮革/纺织表面的高分子类化合物。它通过粘合作用在皮革/织物表面形成一层或多层薄膜。因此，涂层材料好坏，不仅直接影响着产品外观、质量，而且在很大程度上决定着产品的性能。聚丙烯酸酯乳液具有成膜柔韧富有弹性，涂层耐光、耐老化、耐湿擦性能优异等特点，是目前广泛应用的一类皮革纺织涂层材料。但是，传统聚丙烯酸酯乳液中一些极性基团的存在，以及产品在存储、运输、使用过程中受到环境条件的影响，往往会出现霉变、细菌滋生等现象，严重时不仅浪费原材料，而且会成为疾病的重要传播源，危害人类健康。与此同时，涂层材料在皮革/织物表面形成了一层致密的薄膜，严重堵塞了人体散发的汗液扩散至外界的通道，导致革制品/纺织品的卫生性能遭到极大影响，穿着舒适性下降。近年来，随着人类生活水平的不断提高，研究开发抗菌性突出、卫生性能优异的皮革/纺织用涂层材料迫在眉睫。
以提高聚丙烯酸酯涂层的抗菌性、卫生性能为目标利用纳米ZnO及纳米ZO/Ag复合粒子的抗菌性，防止涂层滋 生细菌、发生霉变；利用纳米ZO及纳米ZnO/Ag复合粒子巨大的比表面积，提高涂层的卫生性能。
纳米材料本身具有尺寸小，表面能高等特点，因此易于团聚、分散性差。另外，在纳米复合材料的制备过程中，纳米材料与表面能较低的聚合物基体的亲和性差，二者相互混合时难以相容，界面易出现空隙，存在相分离现象。为了使纳米材料均匀地分散在聚合物基体中，对其表面进行改性必不可少。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种复合纤维改性抗菌皮革涂料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种复合纤维改性抗菌皮革涂料，它是由下述重量份的原料组成的：
羟基硬脂酸0.4-1、甲苯基二苯基磷酸酯0.1-0.2、聚乙烯吡咯烷酮1.7-2、聚丙烯酰胺0.8-1、氯化亚锡1.6-2、三乙醇胺0.1-0.13、甲基丙烯酸甲酯190-200、十二烷基硫酸钠3-4、乌洛托品0.1-0.2、过硫酸铵0.2-0.3、20-25%的甲醛溶液6-7、乙酸锌16-20、硝酸银4-7、烷基苯磺酸钠0.8-1、氟化镁1-2、丙酸纤维素1-2、三异丙醇胺0.1-0.2、丙烯醇2-3、羧甲基纤维素1-2。
一种所述的复合纤维改性抗菌皮革涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将上述乙酸锌、乌洛托品混合，加入到混合料重量60-100倍的去离子水中，搅拌均匀，为液a；
（2）取上述羧甲基纤维素，加入到其重量36-40倍的去离子水中，60-70℃下保温搅拌6-10分钟，加入上述氟化镁，超声1-2分钟，得纤维分散液a；
（3）将上述丙酸纤维素、烷基苯磺酸钠混合，加入到混合料重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀，得纤维分散液b；
（4）将上述聚乙烯吡咯烷酮加入到其重量20-30倍的、70-75%的乙醇溶液中，搅拌均匀，与上述液a混合，超声20-30分钟，送入到聚四氟乙烯反应釜中，在160-170℃下微波水热20-30分钟，冷却至常温，过滤，将沉淀用去离子水、乙醇依次洗涤3-4次，置于烘箱中，干燥，得改性氧化锌；
（5）将上述改性氧化锌、氯化亚锡混合，加入到混合料重量100-120倍的无水乙醇中，超声3-5分钟，加入上述硝酸银、三乙醇胺，搅拌均匀，滴加上述20-25%的甲醛溶液，滴加完毕后离心除去上清液，将沉淀用去离子水、乙醇依次洗涤3-4次，置于烘箱中，在90-100℃下干燥10-17分钟，得银掺杂改性氧化锌；
（6）将上述聚丙烯酰胺加入到其重量80-100倍的去离子水中，搅拌均匀，加入醋酸或氨水，调节pH为6-7，加入上述银掺杂改性氧化锌，超声20-30分钟，得改性分散液；
（7）将上述纤维分散液a、纤维分散液b、改性分散液混合，300-400转/分搅拌6-10分钟，得纤维改性分散液；
（8）将上述过硫酸铵加入到其重量17-20倍的去离子水中，搅拌均匀；
（9）将上述甲苯基二苯基磷酸酯加入到丙烯醇中，搅拌均匀，加入羟基硬脂酸，升高温度为80-90℃，保温搅拌20-30分钟，加入上述甲基丙烯酸甲酯重量的10-13%，搅拌至常温，加入三异丙醇胺，搅拌均匀，得改性单体；
（10）取剩余甲基丙烯酸甲酯重量的70-80%，与十二烷基硫酸钠混合，加入到上述纤维改性分散液中，升高温度为76-80℃，保温搅拌10-14分钟，加入上述改性单体，保温搅拌4-10分钟，分别滴加剩余的甲基丙烯酸甲酯和过硫酸铵水溶液，滴加完毕后保温反应120-130分钟，出料，加入剩余各原料，搅拌至常温，得所述涂料。
所述的一种复合纤维改性抗菌皮革涂料，该涂料的使用方法为：使用前将本发明的涂料超声处理20-30分钟，用喷枪在0.2MPa的压力下喷涂于皮革表面，常温干燥，在76-80℃、80bar的条件下熨烫，之后再次喷涂本发明的涂料，常温干燥，即可。
本发明的优点是：本发明首先将氧化锌粒子均匀地分散到氯化亚锡的乙醇溶液中，Sn2+将迅速地吸附到氧化锌表面；接着，向上述反应液中加入Ag(TEA)2+的乙醇溶液，Sn2+可与加入的Ag(TEA)2+发生离子交换反应， 使得Ag+吸附在氧化锌表面形成银种；反应后期，向溶液中逐渐滴加甲醛溶液并持续搅拌，使Ag被还原成Ag颗粒；
本发明的ZnO /Ag复合粒子本身耐水性较好，将其引入聚丙烯酸酯中可以有效防止水分子渗透到薄膜中，进而降低复合薄膜的吸水率，提高其耐水性；
本发明的ZnO /Ag复合粒子具有很好的抗菌性能，在光照条件下，ZnO表面产生大量的电子及空穴，纳米Ag捕获生成的电子，得到Ag-，接着，Ag-与ZnO表面吸附的氧分子反应，生成超氧离子;超氧离子与水进一步反应，生成过羟基和双氧水;空穴与ZnO表面吸附的H2O或HO-离子反应，形成具有强氧化性的活性羟基，活性羟基相互合并生成双氧水。活性羟基的氧化能力是水体氧化剂中最强的，能够降解许多有机物；此外，氧化剂超氧离子、双氧水、过羟基等均可通过氧化反应与蛋白质、酶类、脂类以及核酸等生物大分子作用，破坏生物细胞结构，从而杀死细菌。反应过程中，银离子起催化活性中心的作用，其本身并不消耗。纳米Ag由于粒度极小、比表面积大，表面能较高，容易被各种细菌所吸附，这样便约束了细菌的活动，使细菌的生存环境紊乱失调，抑制其呼吸，最终导致细菌发生“接触死亡”。
本发明的涂料具有良好的抗菌性、优异的透水汽性及耐水性，所得乳液涂饰后的皮革抗菌性良好、卫生性能优异。本发明加入了丙酸纤维素、羧甲基纤维素，可以有效的提高成品涂膜的表面强度，提高抗刮伤性能。
具体实施方式
一种复合纤维改性抗菌皮革涂料，它是由下述重量份的原料组成的：
羟基硬脂酸0.4、甲苯基二苯基磷酸酯0.1、聚乙烯吡咯烷酮1.7、聚丙烯酰胺0.8、氯化亚锡1.6、三乙醇胺0.1、甲基丙烯酸甲酯190、十二烷基硫酸钠3、乌洛托品0.1、过硫酸铵0.2、20%的甲醛溶液6、乙酸锌16、硝酸银4、烷基苯磺酸钠0.8、氟化镁1、丙酸纤维素1、三异丙醇胺0.1、丙烯醇2、羧甲基纤维素1。
一种所述的复合纤维改性抗菌皮革涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将上述乙酸锌、乌洛托品混合，加入到混合料重量60倍的去离子水中，搅拌均匀，为液a；
（2）取上述羧甲基纤维素，加入到其重量36倍的去离子水中，60℃下保温搅拌6分钟，加入上述氟化镁，超声1分钟，得纤维分散液a；
（3）将上述丙酸纤维素、烷基苯磺酸钠混合，加入到混合料重量20倍的去离子水中，搅拌均匀，得纤维分散液b；
（4）将上述聚乙烯吡咯烷酮加入到其重量20倍的、70%的乙醇溶液中，搅拌均匀，与上述液a混合，超声20分钟，送入到聚四氟乙烯反应釜中，在160℃下微波水热20分钟，冷却至常温，过滤，将沉淀用去离子水、乙醇依次洗涤3次，置于烘箱中，干燥，得改性氧化锌；
（5）将上述改性氧化锌、氯化亚锡混合，加入到混合料重量100倍的无水乙醇中，超声3分钟，加入上述硝酸银、三乙醇胺，搅拌均匀，滴加上述20%的甲醛溶液，滴加完毕后离心除去上清液，将沉淀用去离子水、乙醇依次洗涤3次，置于烘箱中，在90℃下干燥10分钟，得银掺杂改性氧化锌；
（6）将上述聚丙烯酰胺加入到其重量80倍的去离子水中，搅拌均匀，加入醋酸或氨水，调节pH为6，加入上述银掺杂改性氧化锌，超声20分钟，得改性分散液；
（7）将上述纤维分散液a、纤维分散液b、改性分散液混合，300转/分搅拌6分钟，得纤维改性分散液；
（8）将上述过硫酸铵加入到其重量17倍的去离子水中，搅拌均匀；
（9）将上述甲苯基二苯基磷酸酯加入到丙烯醇中，搅拌均匀，加入羟基硬脂酸，升高温度为80℃，保温搅拌20分钟，加入上述甲基丙烯酸甲酯重量的10%，搅拌至常温，加入三异丙醇胺，搅拌均匀，得改性单体；
（10）取剩余甲基丙烯酸甲酯重量的70%，与十二烷基硫酸钠混合，加入到上述纤维改性分散液中，升高温度为76℃，保温搅拌10分钟，加入上述改性单体，保温搅拌4分钟，分别滴加剩余的甲基丙烯酸甲酯和过硫酸铵水溶液，滴加完毕后保温反应120分钟，出料，加入剩余各原料，搅拌至常温，得所述涂料。
所述的一种复合纤维改性抗菌皮革涂料，该涂料的使用方法为：使用前将本发明的涂料超声处理20分钟，用喷枪在0.2MPa的压力下喷涂于皮革表面，常温干燥，在76℃、80bar的条件下熨烫，之后再次喷涂本发明的涂料，常温干燥，即可。
性能测试：
液涂饰后的皮革对白色念珠菌的抑菌率为96.33%，对霉菌的抑菌率为80.0%。

Claims (3)

1.一种复合纤维改性抗菌皮革涂料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
羟基硬脂酸0.4-1、甲苯基二苯基磷酸酯0.1-0.2、聚乙烯吡咯烷酮1.7-2、聚丙烯酰胺0.8-1、氯化亚锡1.6-2、三乙醇胺0.1-0.13、甲基丙烯酸甲酯190-200、十二烷基硫酸钠3-4、乌洛托品0.1-0.2、过硫酸铵0.2-0.3、20-25%的甲醛溶液6-7、乙酸锌16-20、硝酸银4-7、烷基苯磺酸钠0.8-1、氟化镁1-2、丙酸纤维素1-2、三异丙醇胺0.1-0.2、丙烯醇2-3、羧甲基纤维素1-2。
2.一种如权利要求1所述的复合纤维改性抗菌皮革涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将上述乙酸锌、乌洛托品混合，加入到混合料重量60-100倍的去离子水中，搅拌均匀，为液a；
（2）取上述羧甲基纤维素，加入到其重量36-40倍的去离子水中，60-70℃下保温搅拌6-10分钟，加入上述氟化镁，超声1-2分钟，得纤维分散液a；
（3）将上述丙酸纤维素、烷基苯磺酸钠混合，加入到混合料重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀，得纤维分散液b；
（4）将上述聚乙烯吡咯烷酮加入到其重量20-30倍的、70-75%的乙醇溶液中，搅拌均匀，与上述液a混合，超声20-30分钟，送入到聚四氟乙烯反应釜中，在160-170℃下微波水热20-30分钟，冷却至常温，过滤，将沉淀用去离子水、乙醇依次洗涤3-4次，置于烘箱中，干燥，得改性氧化锌；
（5）将上述改性氧化锌、氯化亚锡混合，加入到混合料重量100-120倍的无水乙醇中，超声3-5分钟，加入上述硝酸银、三乙醇胺，搅拌均匀，滴加上述20-25%的甲醛溶液，滴加完毕后离心除去上清液，将沉淀用去离子水、乙醇依次洗涤3-4次，置于烘箱中，在90-100℃下干燥10-17分钟，得银掺杂改性氧化锌；
（6）将上述聚丙烯酰胺加入到其重量80-100倍的去离子水中，搅拌均匀，加入醋酸或氨水，调节pH为6-7，加入上述银掺杂改性氧化锌，超声20-30分钟，得改性分散液；
（7）将上述纤维分散液a、纤维分散液b、改性分散液混合，300-400转/分搅拌6-10分钟，得纤维改性分散液；
（8）将上述过硫酸铵加入到其重量17-20倍的去离子水中，搅拌均匀；
（9）将上述甲苯基二苯基磷酸酯加入到丙烯醇中，搅拌均匀，加入羟基硬脂酸，升高温度为80-90℃，保温搅拌20-30分钟，加入上述甲基丙烯酸甲酯重量的10-13%，搅拌至常温，加入三异丙醇胺，搅拌均匀，得改性单体；
（10）取剩余甲基丙烯酸甲酯重量的70-80%，与十二烷基硫酸钠混合，加入到上述纤维改性分散液中，升高温度为76-80℃，保温搅拌10-14分钟，加入上述改性单体，保温搅拌4-10分钟，分别滴加剩余的甲基丙烯酸甲酯和过硫酸铵水溶液，滴加完毕后保温反应120-130分钟，出料，加入剩余各原料，搅拌至常温，得所述涂料。
3.根据权利要求1、2所述的一种复合纤维改性抗菌皮革涂料，其特征在于，该涂料的使用方法为：使用前将本发明的涂料超声处理20-30分钟，用喷枪在0.2MPa的压力下喷涂于皮革表面，常温干燥，在76-80℃、80bar的条件下熨烫，之后再次喷涂本发明的涂料，常温干燥，即可。
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