CN109112838A - 一种抗菌除异味纳米防水羽绒的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗菌除异味纳米防水羽绒的制备方法，属于功能羽绒加工技术领域。本发明通过多种可溶性金属盐、高分子络合剂、乙醇、碱剂等协同作用及反应条件的控制得到微晶尺寸在5nm以下的多组分纳米金属氢氧化物水性分散体，再与防水剂及交联剂进行组合，在一定条件下植入到羽绒的微孔中，以微孔为反应器原位生成多组分纳米金属氧化物复合物，与防水剂一起有效沉积到羽绒的微小孔隙中，在不损害羽绒原有的保温透气性能下，得到抗菌、除异味的防水纳米羽绒，不仅有效的提高了羽绒的附加值，而且工艺简单，成本低，绿色环保。

Description

一种抗菌除异味纳米防水羽绒的制备方法

技术领域

本发明涉及一种抗菌除异味纳米防水羽绒的制备，属于功能羽绒加工技术领域。

背景技术

羽绒在衣食住行中的衣和住中都有较为广泛的应用，十分贴近人们的生活。羽绒的绒丝是星朵状的结构，呈辐射状向四周发散，绒丝表面通过显微镜可以看出是鱼鳞状的，有非常多的微小孔隙，能够存蓄大量的空气，空气的导热系数很低，所以能够形成良好的保暖性，是非常理想的保暖材料。并且它的蓬松度也很高，相当于棉花和羊毛的数倍，非常有弹性，触感也很好。除此之外，产量大，成本低等特点能够创造更好的经济效益。但是羽绒属于一种角蛋白纤维，其耐碱性较差，在人们日常使用中用肥皂或一般洗衣粉清洗，较强的碱性会破坏其表面的脂肪膜，加上存放不当，极易滋生细菌，并产生异味。人的皮肤每时每刻都在新陈代谢，分泌皮脂、汗液、角质、废气等代谢废物，成为了细菌生长的养分，同时影响和皮肤接触的纺织品，使其发臭，尤其在我国南方湿气重的环境下更容易这样。那么无论是保护人体不受环境中有害细菌和气味的侵害，还是防止细菌在羽绒制品上的生长和散发异味，对其进行抗菌除异味处理都是有必要的。

近年来随着纳米抗菌剂的不断研发，新型纳米抗菌剂在羽绒加工技术领域得到应用，中国发明专利CN104499297A，提供了一种微波协同纳米氧化锌对羽绒进行杀菌除臭的方法，包括以下步骤：将水洗过后的羽绒与无菌水混匀，加入纳米氧化锌混合，采用微波辐照激发纳米氧化锌，然后过滤，得到除臭杀菌后的羽绒，其杀菌率可达到89.13％。该方法中滤液会造成浪费，且产生环境污染，纳米氧化锌容易团聚，且不易附着在羽绒上。中国发明专利CN 103556477A，提供了一种羽绒纤维表面复合功能纳米粒子的方法，通过聚苯乙烯磺酸钠、磺酸基分散剂以及功能纳米银之间通过层层分子间的作用，使分散好的功能纳米银牢固地复合在羽绒纤维表面，从而赋予羽绒纤维多种功能。但是纳米银价格贵，容易变色，对环境和人体健康有一定影响。

发明内容

本发明针对现有羽绒制品的杀菌除臭工艺存在的不足，提供一种工艺简单，生产成本低，抗菌、除异味效果好，具有防水功能的纳米羽绒及其制备方法，能有效提高羽绒产品的附加值。

实现本发明目的的技术方案是提供一种抗菌除异味纳米防水羽绒的制备方法，包括如下步骤：

（1）纳米多组分金属氢氧化物水性分散胶体的合成

将高分子络合分散剂按质量百分比2～5%充分溶解在乙醇中，按浓度0.01～0.05M加入三种或三种以上的可溶性金属盐化合物充分溶解, 所述的可溶性金属盐化合物中，至少含有一种稀土可溶性金属盐化合物，其浓度为0.001～0.005M, 得到混合溶液；再在搅拌条件下将浓度为0.01～0.05M的稀碱水溶液逐渐加入到混合溶液中，在温度为80～90℃的条件下反应30～60min，得到多组分金属氢氧化物水性分散胶体；

所述的高分子络合分散剂包括氨基羧酸、羟氨基羧酸、羧酸盐、乙醇胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚马来酸酐、聚季胺盐、聚乙二醇；

所述的可溶性金属盐包括含有锌、镁、钙、钛、铜、铝、锆、钡、锶、硅、镧、铈、钕元素的化合物；

所述的稀碱水溶液包括尿素、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠的水溶液；

(2)按浓度为30～100g/L多组分金属氢氧化物水性分散胶体、50～100g/L防水剂、5～20g/L交联剂和水混合，配成功能乳液；所述的防水剂包括聚氨酯、有机硅树脂、有机氟树脂；所述的交联剂包括三聚氰胺、2D树脂、聚羧酸、柠檬酸；

（3）将羽绒进行水洗、除脂、除杂处理后，烘干；

（4）将烘干后的羽绒在负压下抽至含有喷淋设备的滚筒烘箱中，烘箱温度控制在100~120℃，按相对于羽绒质量百分比为80～120%，将混合功能乳液均匀地喷施于羽绒上，边喷淋边滚动搅拌，处理10～15min后，再升温至140～150℃，处理2～5min；

（5）抽出处理后的羽绒，冷却至室温，得到一种抗菌除异味纳米防水羽绒。

与现有技术相比，本发明的突出优点是：通过可溶性金属盐、高分子络合剂、乙醇、碱剂等协同作用及反应条件的控制，得到微晶尺寸在5nm以下的多组分纳米金属氢氧化物水性分散胶体，再与防水剂、交联剂进行组合，在一定条件下植入到羽绒的微孔中，以微孔为反应器生成多组分纳米金属氧化物，有效固着在羽绒的微小孔隙中，在不损害羽绒原有的保温透气性能下，得到抗菌、除异味的防水纳米羽绒，不仅有效的提高了羽绒的附加值，而且工艺简单，成本低，零排放。

附图说明

图1是按本发明实施例1提供的工艺制备得到的羽绒产品与未处理羽绒的扫描电镜对比图。

图2是按本发明实施例1提供的工艺制备得到的羽绒产品与未处理羽绒的抗菌效果对比图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图，对本发明的技术方案作进一步的阐述。

实施例1：

将聚乙烯吡咯烷酮按3%质量比溶解在乙醇中，分别按0.05M加入硝酸锌、二氯化锆；待溶解完毕，将硝酸镧按0.001M溶解在上述配制的溶液中；将混合液体加入到三口烧瓶中，搅拌加热情况下加入碳酸钠稀碱液，控制温度在80℃，乙醇回收循环使用，反应50min，得到微晶尺寸在5nm以下的纳米金属氢氧化物水性分散胶体；然后取其中50毫升与100毫升有机氟防水剂、10g柠檬酸加到850毫升水中混合，配成混合功能乳液。

将1000克羽绒进行水洗、除脂、除杂后，烘干，将烘干后的羽绒在负压下抽到含有喷淋设备的滚筒烘箱中，烘箱温度控制在120℃，按照相对于羽绒质量比100%将混合功能乳液均匀地喷施于羽绒上，边喷淋边滚动搅拌，处理20min，升温至150℃, 处理5min，抽出冷却即可得到抗菌除异味纳米防水羽绒。

参见附图1提供的扫描电镜图，其中，A图为未处理羽绒，B图为经本实施例技术方案处理后的羽绒，由图1可见，按本实施例提供的加工方法制得的羽绒，表面明显有较多纳米颗粒，且分布均匀，无团聚。

参见附图2，它是按本实施例加工方法制得的羽绒与未处理羽绒的抗菌性能测试结果对比图，图2中，A图为未处理羽绒，B图为经本实施例技术方案处理后的羽绒，对比结果显示，经处理的羽绒具有明显的抗菌效果。

实施例2：

将氨基羧酸按照3%质量比溶解在乙醇中，按0.05M比例加入醋酸锌、醋酸铜；待溶解完毕，将硝酸铈按0.005M溶解在如上配制的溶液中；将混合液体加入到三口烧瓶中，搅拌加热情况下加入三乙醇胺稀碱液，控制温度在90℃，乙醇回收，反应40min，得到微晶尺寸在5nm以下的纳米金属氢氧化物水性分散体；然后取其中80毫升与80毫升聚氨酯防水剂、15克2D树脂加到840毫升水中混合，配成混合功能乳液。

将1000克羽绒进行水洗、除脂、除杂后，烘干，将烘干后的羽绒在负压下抽到含有喷淋设备的滚筒烘箱中，烘箱温度控制在110℃，按照相对于羽绒质量比80%将混合功能乳液均匀地喷施于羽绒上，边喷淋边滚动搅拌，处理30min，升温至150℃, 处理5min，抽出冷却即可得到抗菌除异味纳米防水羽绒。

实施例3：

将聚乙烯吡咯烷酮按照3%质量比溶解在乙醇中，按0.03M比例加入硝酸锌、醋酸铝、硝酸镁；待溶解完毕，将硝酸镧按0.001M溶解在前面配制的溶液中；将混合液体加入到三口烧瓶中，搅拌加热情况下加入氨水稀碱液，控制温度在70℃，乙醇回收，反应50min，得到微晶尺寸在5nm以下的纳米金属氢氧化物水性分散体；然后取其中80毫升与100毫升有机氟防水剂、20克聚羧酸加到820毫升水中混合，配成混合功能乳液。

将1000克羽绒进行水洗、除脂、除杂后，烘干，将烘干后的羽绒在负压下抽到含有喷淋设备的滚筒烘箱中，烘箱温度控制在120℃，按照相对于羽绒质量比100%将混合功能乳液均匀地喷施于羽绒上，边喷淋边滚动搅拌，处理20min，升温至140℃, 处理7min，抽出冷却即可得到抗菌除异味纳米防水羽绒。

Claims (1)

1.一种抗菌除异味纳米防水羽绒的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1） 纳米多组分金属氢氧化物水性分散胶体的合成

将高分子络合分散剂按质量百分比2～5%充分溶解在乙醇中，按浓度0.01～0.05M加入三种或三种以上的可溶性金属盐化合物充分溶解, 所述的可溶性金属盐化合物中，至少含有一种稀土可溶性金属盐化合物，其浓度为0.001～0.005M, 得到混合溶液；再在搅拌条件下将浓度为0.01～0.05M的稀碱水溶液逐渐加入到混合溶液中，在温度为80～90℃的条件下反应30～60min，得到多组分金属氢氧化物水性分散胶体；

所述的高分子络合分散剂包括氨基羧酸、羟氨基羧酸、羧酸盐、乙醇胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚马来酸酐、聚季胺盐、聚乙二醇；

所述的可溶性金属盐包括含有锌、镁、钙、钛、铜、铝、锆、钡、锶、硅、镧、铈、钕元素的化合物；

所述的稀碱水溶液包括尿素、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠的水溶液；

(2) 按浓度为30～100g/L多组分金属氢氧化物水性分散胶体、50～100g/L防水剂、5～20g/L交联剂和水混合，配成功能乳液；所述的防水剂包括聚氨酯、有机硅树脂、有机氟树脂；所述的交联剂包括三聚氰胺、2D树脂、聚羧酸、柠檬酸；

（3）将羽绒进行水洗、除脂、除杂处理后，烘干；

（4）将烘干后的羽绒在负压下抽至含有喷淋设备的滚筒烘箱中，烘箱温度控制在100～120℃，按相对于羽绒质量百分比为80～120%，将混合功能乳液均匀地喷施于羽绒上，边喷淋边滚动搅拌，处理10～15min后，再升温至140～150℃，处理2～5min；

（5）抽出处理后的羽绒，冷却至室温，得到一种抗菌除异味纳米防水羽绒。