CN108950731A - 海藻纤维及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海藻纤维及其制备方法，海藻纤维采用以下原料制成：海藻酸盐与复合抗菌剂溶液，所述海藻酸盐与复合抗菌剂溶液的质量比为1～10:100；所述复合抗菌剂溶液包括抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ；所述抗菌剂Ⅰ采用钙铁纳米粉剂、海藻酸钠和水制成；所述抗菌剂Ⅱ采用水性硅酸盐、水、醇、水溶性聚合物、PH调节剂、抗菌金属盐、锌制剂和四氯化钛制成。钙铁纳米粉剂使附着于其表面的组份能够很好的与海藻酸盐分子团中的羧基、氨基和羟基键发生螯合链接，钙离子被包围在相邻的分子链之间，形成一个类似鸡蛋盒的结构加强纤维强度的工艺，增加了新型纳米材料作为螯合载体的纤维韧性极大增强，并且海藻纤维具有了优良的抗菌防霉消除生物臭味功能。

Description

海藻纤维及其制备方法

技术领域

本发明涉及纤维材料技术领域，特别是涉及海藻纤维及其制备方法。

背景技术

在当前土地资源和石油资源日益紧缺和面临枯竭，以及“绿色服装”、“绿色消费”成为主导世界纺织品和服装发展潮流的现实背景下，实现海藻纤维在纺织服装领域的应用聚聚重大的意义和社会经济效益。海藻纤维不仅扩大了纺织纤维的原料来源，丰富了服用纺织品的品种，提上了服用纺织品的档次；而且其生产和使用过程中，不使用和产生有毒有害化学物质，以一种可以安全使用的绿色环保纤维，符合现代社会发展对环保的要求。

目前，海藻纤维可以被广泛的应用于医院、宾馆和家庭等场所的床单、被套、毛巾、餐巾、毛毯、鞋子、沙发布、窗帘布、高性能内衣、卫生防护用品、个人保健用品等领域的产品。但如何增加海藻纤维的断裂强度及抗菌性是目前亟需解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种海藻纤维，其具有高机械强度、抗菌、防霉消臭的特点。

一种海藻纤维，该海藻纤维采用以下原料制成：海藻酸盐与复合抗菌剂溶液，海藻酸盐与复合抗菌剂溶液的质量比为1～10:100；

复合抗菌剂溶液包括抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ；

抗菌剂Ⅰ采用钙铁纳米粉剂、海藻酸钠和水制成；

抗菌剂Ⅱ采用水性硅酸盐、水、醇、水溶性聚合物、PH调节剂、抗菌金属盐、锌制剂和四氯化钛制成。

上述海藻纤维，复合抗菌剂溶液中具有钙铁纳米粉剂作为海藻酸钠、水性硅酸盐、醇、水溶性聚合物、抗菌金属盐、锌制剂和四氯化钛的载体，提供较大的比表面积，使附着于钙铁纳米粉剂表面的组份能够很好的与海藻酸盐分子团中的羧基、氨基和羟基键发生螯合链接，使海藻纤维的生产过程中，有效减少了二价的钙离子通过离子键结合临近海藻酸分子链上的羧酸基团后，钙离子被包围在相邻的分子链之间，形成一个类似鸡蛋盒的结构加强纤维强度的工艺，增加了新型纳米材料作为螯合载体的纤维韧性极大增强，并且复合抗菌剂的抗菌能力同时使新制备的海藻纤维具有了优良的抗菌防霉消除生物臭味功能，增加了海藻纤维的实用性，为在医用保健纺织品领域及服装纺织领域的大范围应用奠定了坚实的性能基础。

在其中一个实施例中，钙铁纳米粉剂、海藻酸钠和水占抗菌剂Ⅰ的质量百分含量分别为：钙铁纳米粉剂18％～22％、海藻酸钠0.05％～10％、水30％～80％。

在其中一个实施例中，钙铁纳米粉剂的制备方法为：取钙、铁、锌矿石，将钙、铁采用微孔镶嵌技术嵌入锌矿石中，然后进行球磨，获得钙铁纳米粉剂。

在其中一个实施例中，钙铁纳米粉剂的粒径为10～100nm。

在其中一个实施例中，抗菌剂Ⅱ的制备方法包括以下步骤：

提供水性硅酸盐、水、醇、水溶性聚合物、PH调节剂、抗菌金属盐、锌制剂和四氯化钛；

取水性硅酸盐、水、醇混合制成溶液A，水性硅酸盐、水、醇占溶液A的质量百分含量分别为：水性硅酸盐2～75wt％、水及醇余量，醇和水的体积比90:1～1:1100；

往溶液A中加入水溶性聚合物，溶液A与水溶性聚合物的质量比为：10～30:1，并用PH调节剂将pH值调至7.5～14，于50℃～75℃温度下，恒温搅拌时间为6～18小时，获得溶液B；

往溶液B中加入抗菌金属盐，并在25℃～250℃温度下搅拌，充分反应，获得悬浮液C，悬浮液C中水性硅酸盐的质量百分含量为0.5％～20％；

往悬浮液C中加入锌制剂和四氯化钛，并将悬浮液的pH值调至6.5～7.5，然后在50℃～100℃恒温搅拌至最终混合均匀稳定，获得抗菌剂Ⅱ，抗菌剂Ⅱ中锌制剂和四氯化钛的质量百分含量分别为：锌制剂0.1％～3％、四氯化钛1％～5％。

在其中一个实施例中，醇为乙醇或丙醇，PH调节剂为质子酸。

在其中一个实施例中，水溶性聚合物为含醚键、羟基、羧基或氨基的水溶性聚合物。

在其中一个实施例中，抗菌金属盐为AgNO₃、AgClO₄、FeCl₃、Fe(NO₃)₃或Cu(ClO₃)₂·6H₂O。

在其中一个实施例中，抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ的质量比为3～5:1。

本发明还提供了一种海藻纤维的制备方法，方法简易，可操作性强。

一种海藻纤维的制备方法，包括以下步骤：

取抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ按质量比为3～5:1混合，获得复合抗菌剂，并用水稀释至复合抗菌剂的质量百分含量为8％～20％，获得复合抗菌剂溶液，然后对复合抗菌剂溶液进行超声波处理，使分散均匀；

按海藻酸盐与复合抗菌剂溶液的质量比为1～10:100，往复合抗菌剂溶液中加入海藻酸盐，混合后静置，待二者充分相融、气泡完全消失后制成纺丝液；

采用湿法纺丝工艺将纺丝液制成海藻纤维初成品，将海藻纤维初成品干燥，获得海藻纤维。

附图说明

图1为采用实施例3海藻纤维制成的梭织布及空白纯棉纱布在菌室中培养25天后的抗菌性对照示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下列实施例中未注明具体条件的试验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书建议的调节进行选择。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过市售购买获得的常规产品。

本发明提供了一种海藻纤维，该海藻纤维采用以下原料制成：海藻酸盐与复合抗菌剂溶液，海藻酸盐与复合抗菌剂溶液的质量比为1～10:100；

复合抗菌剂溶液包括抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ；

抗菌剂Ⅰ采用钙铁纳米粉剂、海藻酸钠和水制成；

抗菌剂Ⅱ采用水性硅酸盐、水、醇、水溶性聚合物、PH调节剂、抗菌金属盐、锌制剂和四氯化钛制成。

钙铁纳米粉剂中，钙及铁以氧化物的形态存在，构成改性纳米氧化物粉剂，在制备过程中，钙铁纳米粉剂作为海藻酸钠、水性硅酸盐、醇、水溶性聚合物、抗菌金属盐、锌制剂和四氯化钛的载体，提供较大的比表面积及承载空间，使附着于钙铁纳米粉剂表面的组份能够很好的与海藻酸盐分子团中的羧基、氨基和羟基键发生螯合链接，改变了传统海藻纤维用仅靠氯化钙作为凝固液生产海藻酸纤维的工业上最常用的生产方法，使海藻纤维的生产过程中，有效减少了二价的钙离子通过离子键结合临近海藻酸分子链上的羧酸基团后，钙离子被包围在相邻的分子链之间，形成一个类似鸡蛋盒的结构加强纤维强度的工艺，增加了新型纳米材料作为螯合载体的纤维韧性极大增强，并且复合抗菌剂的抗菌能力同时使新制备的海藻纤维具有了优良的抗菌防霉消除生物臭味功能，增加了海藻纤维的实用性，为在医用保健纺织品领域及服装纺织领域的大范围应用奠定了坚实的性能基础。

一个实施例中，钙铁纳米粉剂、海藻酸钠和水占抗菌剂Ⅰ的质量百分含量分别为：钙铁纳米粉剂18％～22％、海藻酸钠0.05％～10％、水30％～80％。

钙铁纳米粉剂的制备方法为：取钙、铁、锌矿石，钙与铁的质量比为1：1～3，钙与锌矿石的质量比为1：3～6，将钙、铁采用微孔镶嵌技术嵌入锌矿石中，增大钙、铁的比表面积，进而增加钙、铁与海藻酸盐的接触面积，并为各组分提供较宽的承载场所。然后进行球磨，获得钙铁纳米粉剂。

一个实施例中，球磨后的钙铁纳米粉剂的粒径为10～100nm。

一个实施例中，抗菌剂Ⅱ的制备方法包括以下步骤：

提供水性硅酸盐、水、醇、水溶性聚合物、PH调节剂、抗菌金属盐、锌制剂和四氯化钛；

取水性硅酸盐、水、醇混合制成溶液A，水性硅酸盐、水、醇占溶液A的质量百分含量分别为：水性硅酸盐2％～75％、水及醇余量，醇和水的体积比90:1～1:1100，优选地，醇和水的体积比为50:1～1:50；

往溶液A中加入水溶性聚合物，溶液A与水溶性聚合物的质量比为：10～30:1，并用PH调节剂将pH值调至7.5～14，优选地，pH值调至9.5～11，然后于50℃～75℃温度下，恒温搅拌时间为6～18小时，使各组分充分分散均匀，并保持化合物活性，获得溶液B；

往溶液B中加入抗菌金属盐，并在25℃～250℃温度下搅拌，优选地，搅拌的温度选为50℃～100℃，充分反应，获得悬浮液C，悬浮液C中水性硅酸盐的质量百分含量为0.5％～20％；

往悬浮液C中加入锌制剂和四氯化钛，并将悬浮液的pH值调至6.5～7.5，然后在50℃～100℃恒温搅拌至最终混合均匀稳定，获得抗菌剂Ⅱ，抗菌剂Ⅱ中锌制剂和四氯化钛的质量百分含量分别为：锌制剂0.1％～3％、四氯化钛1％～5％。

一个实施例中，醇为乙醇或丙醇，醇与水混合为水性硅酸盐提供较好的溶液环境，使分散均匀。

一个实施例中，PH调节剂为质子酸，质子酸例如可以为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、醋酸、柠檬酸、氯化铵和硫酸铵中的至少一种。PH调节剂中质子酸的总浓度为0.2～30mol/L，优选地，质子酸的总浓度为0.6～12.5mol/L，更优地，质子酸的总浓度为1～2.2mol/L。其中，如果含酸的总浓度小于0.6mol/L，则可能由于使用的PH调节剂的量过大，造成最终产物中有效抗菌元素分布浓度不均匀；如果含酸的总浓度大于12.5mol/L，则可能造成最终产物中大量有效抗菌元素裸露在最终颗粒表面上，而未被埋入钙铁纳米粉剂的内部，造成不必要的浪费。

一个实施例中，水溶性聚合物为含醚键、羟基、羧基或氨基的水溶性聚合物，例如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸及其盐、聚氧乙烷、羧甲基纤维素等。与海藻酸盐分子团中的羧基、氨基和羟基键协同作用，与各组分发生螯合连接，形成交织网，增加纤维的韧性与强度。

一个实施例中，抗菌金属盐为AgNO₃、AgClO₄、FeCl₃、Fe(NO₃)₃或Cu(ClO₃)₂·6H₂O。

一个实施例中，锌制剂为氯化锌、硝酸锌、硫酸锌和醋酸锌中的一种或多种。

一个实施例中，复合抗菌剂溶液中抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ的质量比为3～5:1，各组分的螯合连接效果最佳，保证海藻纤维韧性及强度的同时，兼具抗菌消臭的作用。

上述海藻纤维的制备方法，包括以下步骤：

取抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ按质量比为3～5:1混合，获得复合抗菌剂，并用水稀释至复合抗菌剂的质量百分含量为8％～20％，获得复合抗菌剂溶液，然后对复合抗菌剂溶液进行超声波处理，使分散均匀；

按海藻酸盐与复合抗菌剂溶液的质量比为1～10:100，往复合抗菌剂溶液中加入海藻酸盐，混合后静置，待二者充分相融、气泡完全消失后制成纺丝液；

采用湿法纺丝工艺将纺丝液制成海藻纤维初成品，将海藻纤维初成品干燥，获得海藻纤维。所述湿法纺丝工艺为传统的湿法纺丝工艺，为现有常规技术，在此不赘述。

海藻纤维的制备方法简易，可操作性强。

需要说明的是，本发明中采用的水均为去离子水或纯度更高的水，以避免杂质带来的不良影响。

以下为具体实施例。

实施例1

本实施例的海藻纤维采用以下原料制成：海藻酸盐与复合抗菌剂溶液，所述海藻酸盐与复合抗菌剂溶液的质量比为3:100；

所述复合抗菌剂溶液包括抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ；

抗菌剂Ⅰ采用钙铁纳米粉剂、海藻酸钠和水制成；

抗菌剂Ⅱ采用水性硅酸盐、水、醇、水溶性聚合物、PH调节剂、抗菌金属盐、锌制剂和四氯化钛制成。

上述海藻纤维的制备方法，包括以下步骤：

配制抗菌剂Ⅰ：取钙、铁、锌矿石，钙与铁的质量比为1：1，钙与锌矿石的质量比为1：5，将钙、铁采用微孔镶嵌技术嵌入锌矿石中，然后进行球磨，球磨后的钙铁纳米粉剂的粒径为30～50nm，获得钙铁纳米粉剂。

按质量百分含量计，分别取以下组分：钙铁纳米粉剂18％～22％、海藻酸钠0.05％～10％、水30％～80％，将钙铁纳米粉剂、海藻酸钠、水混合，充分搅拌均匀，获得抗菌剂Ⅰ。

配制抗菌剂Ⅱ：提供水性硅酸盐、水、乙醇、水溶性聚合物、PH调节剂、抗菌金属盐、锌制剂和四氯化钛。

PH调节剂为盐酸，盐酸的浓度为0.8mol/L。

水溶性聚合物为聚丙烯酰胺。

抗菌金属盐为AgClO₄。

锌制剂为氯化锌、硝酸锌、硫酸锌和醋酸锌，锌制剂中的氯化锌、硝酸锌、硫酸锌和醋酸锌的质量比为1:1:1:1。

取水性硅酸盐、水、醇混合制成溶液A，水性硅酸盐、水、醇占溶液A的质量百分含量分别为：水性硅酸盐20％、水及醇80％，醇和水的体积比50:1；

往溶液A中加入水溶性聚合物，溶液A与水溶性聚合物的质量比为：10:1，并用PH调节剂将pH值调至9.5，然后于50℃温度下，恒温搅拌时间为8小时，获得溶液B；

往溶液B中加入抗菌金属盐，并在50℃温度下搅拌，充分反应，获得悬浮液C，悬浮液C中水性硅酸盐的质量百分含量为10％；

往悬浮液C中加入锌制剂和四氯化钛，并将悬浮液的pH值调至6.5，然后在80℃恒温搅拌至最终混合均匀稳定，获得抗菌剂Ⅱ，抗菌剂Ⅱ中锌制剂和四氯化钛的质量百分含量分别为：锌制剂0.5％、四氯化钛5％。

取抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ按质量比为3:1混合，获得复合抗菌剂，并用水稀释至复合抗菌剂的质量百分含量为20％，获得复合抗菌剂溶液，然后进行超声波处理，使分散均匀。

取复合抗菌剂溶液测试各项性能指标，测试结果如表1。

表1

检测项目	标准要求	实测数据
			色状	白色或淡黄色	微淡黄色
电镜平均粒径/nm	<100	50～95
			XRD线宽化法平均粒径/nm	<100	50～95
最低抑菌浓度(MIC)/g/L	<4.0	3
			铅/(1000mg/kg)	<2	0
镉/(100mg/kg)	<2	0.5
			汞/(1000mg/kg)	<2	0
砷/(1000mg/kg)	<2	0

由表1的测试结果得出，复合抗菌剂溶液符合溶液标准，各项性能指标表现良好，抑菌性佳。

按海藻酸盐与复合抗菌剂溶液的质量比为3:100，往复合抗菌剂溶液中加入海藻酸盐，混合后静置，待二者充分相融、气泡完全消失后制成纺丝液。

采用湿法纺丝工艺将纺丝液制成海藻纤维初成品，将海藻纤维初成品干燥，获得海藻纤维。

实施例2

本实施例的海藻纤维采用以下原料制成：海藻酸盐与复合抗菌剂溶液，所述海藻酸钾与复合抗菌剂溶液的质量比为1:100；

所述复合抗菌剂溶液包括抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ；

抗菌剂Ⅰ采用钙铁纳米粉剂、海藻酸钠和水制成；

抗菌剂Ⅱ采用水性硅酸盐、水、醇、水溶性聚合物、PH调节剂、抗菌金属盐、锌制剂和四氯化钛制成。

上述海藻纤维的制备方法，包括以下步骤：

配制抗菌剂Ⅰ：取钙、铁、锌矿石，钙与铁的质量比为1：2，钙与锌矿石的质量比为1：6，将钙、铁采用微孔镶嵌技术嵌入锌矿石中，然后进行球磨，球磨后的钙铁纳米粉剂的粒径为10～40nm，获得钙铁纳米粉剂。

按质量百分含量计，分别取以下组分：钙铁纳米粉剂18％、海藻酸钠1％、水40％，将钙铁纳米粉剂、海藻酸钠、水混合，充分搅拌均匀，获得抗菌剂Ⅰ。

配制抗菌剂Ⅱ：提供水性硅酸盐、水、乙醇、水溶性聚合物、PH调节剂、抗菌金属盐、锌制剂和四氯化钛。

PH调节剂为硫酸，硫酸的浓度为10mol/L。

水溶性聚合物为聚乙烯醇。

抗菌金属盐为AgNO₃。

锌制剂为氯化锌、硝酸锌、硫酸锌和醋酸锌，氯化锌、硝酸锌、硫酸锌和醋酸锌的质量比为1:1:1:1。

取水性硅酸盐、水、醇混合制成溶液A，水性硅酸盐、水、醇占溶液A的质量百分含量分别为：水性硅酸盐30％、水及醇70％，醇和水的体积比10:1；

往溶液A中加入水溶性聚合物，溶液A与水溶性聚合物的质量比为：30:1，并用PH调节剂将pH值调至10，然后于65℃温度下，恒温搅拌时间为8小时，获得溶液B；

往溶液B中加入抗菌金属盐，并在80℃温度下搅拌，充分反应，获得悬浮液C，悬浮液C中水性硅酸盐的质量百分含量为15％；

往悬浮液C中加入锌制剂和四氯化钛，并将悬浮液的pH值调至6.8，然后在100℃恒温搅拌至最终混合均匀稳定，获得抗菌剂Ⅱ，抗菌剂Ⅱ中锌制剂和四氯化钛的质量百分含量分别为：锌制剂1％、四氯化钛3％。

取抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ按质量比为3.5:1混合，获得复合抗菌剂，并用水稀释至复合抗菌剂的质量百分含量为15％，获得复合抗菌剂溶液，然后对复合抗菌剂溶液进行超声波处理，使分散均匀；

按海藻酸盐与复合抗菌剂溶液的质量比为1:100，往复合抗菌剂溶液中加入海藻酸盐，混合后静置，待二者充分相融、气泡完全消失后制成纺丝液。

采用湿法纺丝工艺将纺丝液制成海藻纤维初成品，将海藻纤维初成品干燥，获得海藻纤维。

实施例3

该海藻纤维包括海藻纤维采用以下原料制成：海藻酸盐与复合抗菌剂溶液，所述海藻酸盐与复合抗菌剂溶液的质量比为8:100；

所述复合抗菌剂溶液包括抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ；

抗菌剂Ⅰ采用钙铁纳米粉剂、海藻酸钠和水制成；

抗菌剂Ⅱ采用水性硅酸盐、水、醇、水溶性聚合物、PH调节剂、抗菌金属盐、锌制剂和四氯化钛制成。

上述海藻纤维的制备方法，包括以下步骤：

配制抗菌剂Ⅰ：取钙、铁、锌矿石，钙与铁的质量比为1：3，钙与锌矿石的质量比为1：6，将钙、铁采用微孔镶嵌技术嵌入锌矿石中，然后进行球磨，球磨后的钙铁纳米粉剂的粒径为70～100nm，获得钙铁纳米粉剂。

按质量百分含量计，分别取以下组分：钙铁纳米粉剂22％、海藻酸钠2％、水70％，将钙铁纳米粉剂、海藻酸钠、水混合，充分搅拌均匀，获得抗菌剂Ⅰ。

配制抗菌剂Ⅱ：提供水性硅酸盐、水、丙醇、水溶性聚合物、PH调节剂、抗菌金属盐、锌制剂和四氯化钛。

PH调节剂为磷酸，磷酸的浓度为2mol/L。

水溶性聚合物为羧甲基纤维素。

抗菌金属盐为Fe(NO₃)₃。

锌制剂为氯化锌、硝酸锌、硫酸锌和醋酸锌，氯化锌、硝酸锌、硫酸锌和醋酸锌的质量比为1:1:1:1。

取水性硅酸盐、水、醇混合制成溶液A，水性硅酸盐、水、醇占溶液A的质量百分含量分别为：水性硅酸盐73％、水及醇27％，醇和水的体积比1:50；

往溶液A中加入水溶性聚合物，溶液A与水溶性聚合物的质量比为：10:1，并用PH调节剂将pH值调至12，然后于55℃温度下，恒温搅拌时间为18小时，获得溶液B；

往溶液B中加入抗菌金属盐，并在100℃温度下搅拌，充分反应，获得悬浮液C，悬浮液C中水性硅酸盐的质量百分含量为20％；

往悬浮液C中加入锌制剂和四氯化钛，并将悬浮液的pH值调至7.0，然后在100℃恒温搅拌至最终混合均匀稳定，获得抗菌剂Ⅱ，抗菌剂Ⅱ中锌制剂和四氯化钛的质量百分含量分别为：锌制剂3％、四氯化钛1％。

取抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ按质量比为5:1混合，获得复合抗菌剂，并用水稀释至复合抗菌剂的质量百分含量为14％，获得复合抗菌剂溶液，然后对复合抗菌剂溶液进行超声波处理，使分散均匀；

按海藻酸盐与复合抗菌剂溶液的质量比为8:100，往复合抗菌剂溶液中加入海藻酸盐，混合后静置，待二者充分相融、气泡完全消失后制成纺丝液。

采用湿法纺丝工艺将纺丝液制成海藻纤维初成品，将海藻纤维初成品干燥，获得海藻纤维。

实施例4

本实施例的海藻纤维采用以下原料制成：海藻酸盐与复合抗菌剂溶液，所述海藻酸盐与复合抗菌剂溶液的质量比为10:100；

所述复合抗菌剂溶液包括抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ；

抗菌剂Ⅰ采用钙铁纳米粉剂、海藻酸钠和水制成；

抗菌剂Ⅱ采用水性硅酸盐、水、醇、水溶性聚合物、PH调节剂、抗菌金属盐、锌制剂和四氯化钛制成。

上述海藻纤维的制备方法，包括以下步骤：

配制抗菌剂Ⅰ：取钙、铁、锌矿石，钙与铁的质量比为1：2，钙与锌矿石的质量比为1：5，将钙、铁采用微孔镶嵌技术嵌入锌矿石中，然后进行球磨，球磨后的钙铁纳米粉剂的粒径为60～80nm，获得钙铁纳米粉剂。

按质量百分含量计，分别取以下组分：钙铁纳米粉剂20％、海藻酸钠10％、水60％，将钙铁纳米粉剂、海藻酸钠、水混合，充分搅拌均匀，获得抗菌剂Ⅰ。

配制抗菌剂Ⅱ：提供水性硅酸盐、水、丙醇、水溶性聚合物、PH调节剂、抗菌金属盐、锌制剂和四氯化钛。

PH调节剂为硝酸，硝酸的浓度为1mol/L。

水溶性聚合物为聚乙烯醇。

抗菌金属盐为AgNO₃。

锌制剂为氯化锌、硝酸锌、硫酸锌和醋酸锌，氯化锌、硝酸锌、硫酸锌和醋酸锌的质量比为1:1:1:1。

取水性硅酸盐、水、醇混合制成溶液A，水性硅酸盐、水、醇占溶液A的质量百分含量分别为：水性硅酸盐25％、水及醇75％，醇和水的体积比1:10；

往溶液A中加入水溶性聚合物，溶液A与水溶性聚合物的质量比为：15:1，并用PH调节剂将pH值调至8，然后于55℃温度下，恒温搅拌时间为12小时，获得溶液B；

往溶液B中加入抗菌金属盐，并在45℃温度下搅拌，充分反应，获得悬浮液C，悬浮液C中水性硅酸盐的质量百分含量为12％；

往悬浮液C中加入锌制剂和四氯化钛，并将悬浮液的pH值调至7，然后在75℃恒温搅拌至最终混合均匀稳定，获得抗菌剂Ⅱ，抗菌剂Ⅱ中锌制剂和四氯化钛的质量百分含量分别为：锌制剂0.8％、四氯化钛2％。

取抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ按质量比为5:1混合，获得复合抗菌剂，并用水稀释至复合抗菌剂的质量百分含量为8％，获得复合抗菌剂溶液，然后对复合抗菌剂溶液进行超声波处理，使分散均匀；

按海藻酸盐与复合抗菌剂溶液的质量比为10:100，往复合抗菌剂溶液中加入海藻酸盐，混合后静置，待二者充分相融、气泡完全消失后制成纺丝液。

采用湿法纺丝工艺将纺丝液制成海藻纤维初成品，将海藻纤维初成品干燥，获得海藻纤维。

实施例5

本实施例的海藻纤维采用以下原料制成：海藻酸盐与复合抗菌剂溶液，所述海藻酸盐与复合抗菌剂溶液的质量比为4:100；

所述复合抗菌剂溶液包括抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ；

抗菌剂Ⅰ采用钙铁纳米粉剂、海藻酸钠和水制成；

抗菌剂Ⅱ采用水性硅酸盐、水、醇、水溶性聚合物、PH调节剂、抗菌金属盐、锌制剂和四氯化钛制成。

上述海藻纤维的制备方法，包括以下步骤：

配制抗菌剂Ⅰ：取钙、铁、锌矿石，钙与铁的质量比为1：1，钙与锌矿石的质量比为1：4，将钙、铁采用微孔镶嵌技术嵌入锌矿石中，然后进行球磨，球磨后的钙铁纳米粉剂的粒径为20～40nm，获得钙铁纳米粉剂。

按质量百分含量计，分别取以下组分：钙铁纳米粉剂19％、海藻酸钠6％、水60％，将钙铁纳米粉剂、海藻酸钠、水混合，充分搅拌均匀，获得抗菌剂Ⅰ。

配制抗菌剂Ⅱ：提供水性硅酸盐、水、乙醇、水溶性聚合物、PH调节剂、抗菌金属盐、锌制剂和四氯化钛。

PH调节剂为醋酸，PH调节剂中质子酸的总浓度为3mol/L。

水溶性聚合物为聚乙烯醇。

抗菌金属盐为AgClO₄。

锌制剂为氯化锌、硝酸锌、硫酸锌和醋酸锌，氯化锌、硝酸锌、硫酸锌和醋酸锌的质量比为1:1:1:1。

取水性硅酸盐、水、醇混合制成溶液A，水性硅酸盐、水、醇占溶液A的质量百分含量分别为：水性硅酸盐35wt％、水及醇65％，醇和水的体积比1:30；

往溶液A中加入水溶性聚合物，溶液A与水溶性聚合物的质量比为：12:1，并用PH调节剂将pH值调至11，然后于75℃温度下，恒温搅拌时间为6小时，获得溶液B；

往溶液B中加入抗菌金属盐，并在100℃温度下搅拌，充分反应，获得悬浮液C，悬浮液C中水性硅酸盐的质量百分含量为16％；

往悬浮液C中加入锌制剂和四氯化钛，并将悬浮液的pH值调至6.5，然后在100℃恒温搅拌至最终混合均匀稳定，获得抗菌剂Ⅱ，抗菌剂Ⅱ中锌制剂和四氯化钛的质量百分含量分别为：锌制剂0.3％、四氯化钛4％。

取抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ按质量比为3:1混合，获得复合抗菌剂，并用水稀释至复合抗菌剂的质量百分含量为20％，获得复合抗菌剂溶液，然后对复合抗菌剂溶液进行超声波处理，使分散均匀。

按海藻酸盐与复合抗菌剂溶液的质量比为4:100，往复合抗菌剂溶液中加入海藻酸盐，混合后静置，待二者充分相融、气泡完全消失后制成纺丝液。

采用湿法纺丝工艺将纺丝液制成海藻纤维初成品，将海藻纤维初成品干燥，获得海藻纤维。

取实施例1至5的海藻纤维进行断裂强度、伸长率等性能的测试，测试结果如表2。

表2

由表2的测试结果可知，本发明的海藻纤维机械强度高，韧性佳，不易断裂，且回潮率较低，不易积聚水分，从而降低细菌的生长率。

取采用实施例3海藻纤维制成的梭织布及空白纯棉纱布进行抗菌性对照测试，结果如图1所示，图中白片分别为空白纯棉纱布和含有实施例3海藻纤维的梭织布，样品在菌室中培养25天后，空白纯棉纱布的表面已经布满青霉菌，而含有实施例3海藻纤维的梭织布表面完全没有青霉菌生长，说明本发明海藻纤维对青霉菌的抑制作用明显。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种海藻纤维，其特征在于，所述海藻纤维采用以下原料制成：海藻酸盐与复合抗菌剂溶液，所述海藻酸盐与复合抗菌剂溶液的质量比为1～10:100；

所述复合抗菌剂溶液包括抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ；

所述抗菌剂Ⅰ采用钙铁纳米粉剂、海藻酸钠和水制成；

所述抗菌剂Ⅱ采用水性硅酸盐、水、醇、水溶性聚合物、PH调节剂、抗菌金属盐、锌制剂和四氯化钛制成。

2.根据权利要求1所述的海藻纤维，其特征在于，所述钙铁纳米粉剂、海藻酸钠和水占所述抗菌剂Ⅰ的质量百分含量分别为：钙铁纳米粉剂18％～22％、海藻酸钠0.05％～10％、水30％～80％。

3.根据权利要求2所述的海藻纤维，其特征在于，所述钙铁纳米粉剂的制备方法为：取钙、铁、锌矿石，将所述钙、铁采用微孔镶嵌技术嵌入所述锌矿石中，然后进行球磨，获得钙铁纳米粉剂。

4.根据权利要求3所述的海藻纤维，其特征在于，所述钙铁纳米粉剂的粒径为10～100nm。

5.根据权利要求1所述的海藻纤维，其特征在于，所述抗菌剂Ⅱ的制备方法包括以下步骤：

提供水性硅酸盐、水、醇、水溶性聚合物、PH调节剂、抗菌金属盐、锌制剂和四氯化钛；

取水性硅酸盐、水、醇混合制成溶液A，所述水性硅酸盐、水、醇占所述溶液A的质量百分含量分别为：水性硅酸盐2～75wt％、水及醇余量，醇和水的体积比90:1～1:1100；

往溶液A中加入水溶性聚合物，溶液A与水溶性聚合物的质量比为：10～30:1，并用PH调节剂将pH值调至7.5～14，于50℃～75℃温度下，恒温搅拌时间为6～18小时，获得溶液B；

往溶液B中加入抗菌金属盐，并在25℃～250℃温度下搅拌，充分反应，获得悬浮液C，悬浮液C中水性硅酸盐的质量百分含量为0.5％～20％；

往悬浮液C中加入锌制剂和四氯化钛，并将悬浮液的pH值调至6.5～7.5，然后在50℃～100℃恒温搅拌至最终混合均匀稳定，获得抗菌剂Ⅱ，抗菌剂Ⅱ中锌制剂和四氯化钛的质量百分含量分别为：锌制剂0.1％～3％、四氯化钛1％～5％。

6.根据权利要求5所述的海藻纤维，其特征在于，所述醇为乙醇或丙醇，所述PH调节剂为质子酸。

7.根据权利要求5所述的海藻纤维，其特征在于，所述水溶性聚合物为含醚键、羟基、羧基或氨基的水溶性聚合物。

8.根据权利要求5所述的海藻纤维，其特征在于，所述抗菌金属盐为AgNO₃、AgClO₄、FeCl₃、Fe(NO₃)₃或Cu(ClO₃)₂·6H₂O。

9.根据权利要求1至8任一项所述的海藻纤维，其特征在于，所述复合抗菌剂溶液中所述抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ的质量比为3～5:1。

10.一种海藻纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

取抗菌剂Ⅰ和抗菌剂Ⅱ按质量比为3～5:1混合，获得复合抗菌剂，并用水稀释至复合抗菌剂的质量百分含量为8％～20％，获得复合抗菌剂溶液，然后对复合抗菌剂溶液进行超声波处理，使分散均匀；

按海藻酸盐与复合抗菌剂溶液的质量比为1～10:100，往复合抗菌剂溶液中加入海藻酸盐，混合后静置，待二者充分相融、气泡完全消失后制成纺丝液；

采用湿法纺丝工艺将纺丝液制成海藻纤维初成品，将海藻纤维初成品干燥，获得海藻纤维。