CN109295708A - 具有抗菌杀菌作用的导电纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有抗菌杀菌作用的导电纤维的制备方法，包括以下步骤：1)将具有抗菌杀菌作用的银纳米粒子负载于高比表面积的碳材料表面；2)将负载有银纳米粒子的碳材料均匀分散于聚合物粘结剂中，制成具有抗菌杀菌作用的碳材料聚合物导电浆料；3)将纤维浸渍于具有抗菌杀菌作用的碳材料聚合物导电浆料中；4)将纤维取出，烘干，得到具有抗菌杀菌作用的导电纤维；本发明制备的导电纤维技术简单易行，其导电纤维在具有加热效果的同时，还拥有优异的抗菌杀菌功能，由于大比表面积碳材料的引入，有效的分散价格昂贵的银纳米颗粒，提升银纳米颗粒抗菌杀菌效果，降低产品生产成本，使其具有很好的工业化前景。
Description
技术领域
本发明涉及纤维材料技术领域，具体涉及一种具有抗菌杀菌作用的导电纤维的制备方法。
背景技术
随着人们物质生活的不断丰富，人们对对衣食住行的要求也逐渐提升。在寒冷的冬天，人们为了抵抗寒风不得不穿上厚重的衣物，盖上厚重的被褥，严重影响了美观与舒适度。近年来，碳纤维、石墨烯纤维等导电纤维的出现逐渐引起了人们的重视，在电加热领域得到了广泛的应用，特别是在没有集中供暖的长三角地区，对电加热的使用尤为广泛。然而，细菌的最佳繁殖温度与人体体温相近，因此导电纤维在为人们带来温暖的同时，也成为细菌繁殖的摇篮。
然而现有的导电纤维并未具备抗菌杀菌的效果，使得电加热给人们带来温暖的同时也可能带来疾病。因此，发明一种能解决上述技术问题的具有抗菌杀菌作用的导电纤维是一项有待解决的技术问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有抗菌杀菌作用的导电纤维的制备技术，使导电纤维在具有加热效果的同时，赋予其抗菌杀菌的功能。
(二)技术方案
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种具有抗菌杀菌作用的导电纤维的制备方法，包括以下步骤：
1)将具有抗菌杀菌作用的银纳米粒子负载于高比表面积的碳材料表面；
2)将负载有银纳米粒子的碳材料均匀分散于聚合物粘结剂中，制成具有抗菌杀菌作用的碳材料聚合物导电浆料；
3)将纤维浸渍于具有抗菌杀菌作用的碳材料聚合物导电浆料中；
4)将纤维取出，烘干，得到具有抗菌杀菌作用的导电纤维。
优选地，步骤1中所述的高比表面积碳材料为高比表面积导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或两种混合物。
优选地，步骤2中所述的聚合物粘结剂为纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液、聚氨酯乳液、聚四氟乙烯粘结剂、聚偏氟乙烯粘结剂、乙烯-醋酸乙烯酯乳液、酚醛树脂、脲醛树脂中的一种或两种混合物。
优选地，步骤3中所述的纤维为涤纶、锦纶、维纶、丙纶、氯纶、醋酸纤维、铜氨纤维、玻璃纤维中一种或几种混合纤维。
优选地，所述银纳米粒子、碳材料和聚合物粘结剂的重量比为1：20～40：70～120。
优选地，步骤3中所述的纤维浸渍时间为25～60min。
优选地，步骤4中所述的烘干温度为60～90℃。
(三)有益效果
本发明所开发的制备具有抗菌杀菌作用的导电纤维技术简单易行，对设备无特殊要求，成本低、效率高，易大规模实施。导电纤维在具有加热效果的同时，还拥有优异的抗菌杀菌功能。不仅如此，由于大比表面积碳材料的引入，有效的分散价格昂贵的银纳米颗粒，提升银纳米颗粒抗菌杀菌效果，降低产品生产成本，使其具有很好的工业化前景。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
向250mL的氮气保护的圆底烧瓶中加入1g银纳米粒子和100g水，随后缓慢向其中加入30克石墨烯，将含有石墨烯和银纳米粒子的水分散液置于超声水浴中进行1小时超声分散，使银纳米粒子吸附于石墨烯表面并均匀分散于水溶液中，接着在搅拌状态下将100g纯丙乳液缓慢倒入含有石墨烯和银纳米粒子的水分散液中，搅拌1小时后将所得到的浆料置于砂磨机中研磨1小时，得到具有抗菌杀菌作用的碳材料聚合物导电浆料。
将涤纶纤维浸渍于上述浆料中30分钟后取出，放入80℃干燥箱中进行充分干燥，最终获得具有抗菌杀菌作用的导电纤维。经过实验测得本实施例的导电纤维的方阻为900Ω。
实施例2：
向250mL的氮气保护的圆底烧瓶中加入1g银纳米粒子和100g水，随后缓慢向其中加入30克石墨烯，将含有石墨烯和银纳米粒子的水分散液置于超声水浴中进行1小时超声分散，使银纳米粒子吸附于石墨烯表面并均匀分散于水溶液中，接着在搅拌状态下将100g苯丙乳液缓慢倒入含有石墨烯和银纳米粒子的水分散液中，搅拌1小时后将所得到的浆料置于砂磨机中研磨1小时，得到具有抗菌杀菌作用的碳材料聚合物导电浆料。
将涤纶纤维浸渍于上述浆料中30分钟后取出，放入80℃干燥箱中进行充分干燥，最终获得具有抗菌杀菌作用的导电纤维。经过实验测得本实施例的导电纤维的方阻为950Ω。
实施例3：
向250mL的氮气保护的圆底烧瓶中加入1g银纳米粒子和100g水，随后缓慢向其中加入30克石墨烯，将含有石墨烯和银纳米粒子的水分散液置于超声水浴中进行1小时超声分散，使银纳米粒子吸附于石墨烯表面并均匀分散于水溶液中，接着在搅拌状态下将100g聚氨酯乳液缓慢倒入含有石墨烯和银纳米粒子的水分散液中，搅拌1小时后将所得到的浆料置于砂磨机中研磨1小时，得到具有抗菌杀菌作用的碳材料聚合物导电浆料。
将涤纶纤维浸渍于上述浆料中30分钟后取出，放入80℃干燥箱中进行充分干燥，最终获得具有抗菌杀菌作用的导电纤维。经过实验测得本实施例的导电纤维的方阻为850Ω。
实施例4：
向250mL的氮气保护的圆底烧瓶中加入1g银纳米粒子和100g水，随后缓慢向其中加入30克石墨烯，将含有石墨烯和银纳米粒子的水分散液置于超声水浴中进行1小时超声分散，使银纳米粒子吸附于石墨烯表面并均匀分散于水溶液中，接着在搅拌状态下将100g硅丙乳液缓慢倒入含有石墨烯和银纳米粒子的水分散液中，搅拌1小时后将所得到的浆料置于砂磨机中研磨1小时，得到具有抗菌杀菌作用的碳材料聚合物导电浆料。
将涤纶纤维浸渍于上述浆料中30分钟后取出，放入80℃干燥箱中进行充分干燥，最终获得具有抗菌杀菌作用的导电纤维。经过实验测得本实施例的导电纤维的方阻为600Ω。
实施例5：
向250mL的氮气保护的圆底烧瓶中加入1g银纳米粒子和100g水，随后缓慢向其中加入30克碳纳米管，将含有碳纳米管和银纳米粒子的水分散液置于超声水浴中进行1小时超声分散，使银纳米粒子吸附于碳纳米管表面并均匀分散于水溶液中，接着在搅拌状态下将100g纯丙乳液缓慢倒入含有碳纳米管和银纳米粒子的水分散液中，搅拌1小时后将所得到的浆料置于砂磨机中研磨1小时，得到具有抗菌杀菌作用的碳材料聚合物导电浆料。
将涤纶纤维浸渍于上述浆料中30分钟后取出，放入80℃干燥箱中进行充分干燥，最终获得具有抗菌杀菌作用的导电纤维。经过实验测得本实施例的导电纤维的方阻为650Ω。
实施例6：
向250mL的氮气保护的圆底烧瓶中加入1g银纳米粒子和100g水，随后缓慢向其中加入30克石墨烯，将含有导电炭黑和银纳米粒子的水分散液置于超声水浴中进行1小时超声分散，使银纳米粒子吸附于导电炭黑表面并均匀分散于水溶液中，接着在搅拌状态下将100g纯丙乳液缓慢倒入含有导电炭黑和银纳米粒子的水分散液中，搅拌1小时后将所得到的浆料置于砂磨机中研磨1小时，得到具有抗菌杀菌作用的碳材料聚合物导电浆料。
将涤纶纤维浸渍于上述浆料中30分钟后取出，放入80℃干燥箱中进行充分干燥，最终获得具有抗菌杀菌作用的导电纤维。经过实验测得本实施例的导电纤维的方阻为900Ω。
实施例7：
向250mL的氮气保护的圆底烧瓶中加入1g银纳米粒子和100g水，随后缓慢向其中加入30克石墨烯，将含有导电炭黑和银纳米粒子的水分散液置于超声水浴中进行1小时超声分散，使银纳米粒子吸附于导电炭黑表面并均匀分散于水溶液中，接着在搅拌状态下将100g纯丙乳液缓慢倒入含有导电炭黑和银纳米粒子的水分散液中，搅拌1小时后将所得到的浆料置于砂磨机中研磨1小时，得到具有抗菌杀菌作用的碳材料聚合物导电浆料。
将锦纶纤维浸渍于上述浆料中30分钟后取出，放入80℃干燥箱中进行充分干燥，最终获得具有抗菌杀菌作用的导电纤维。经过实验测得本实施例的导电纤维的方阻为810Ω。
实施例8：
向250mL的氮气保护的圆底烧瓶中加入1g银纳米粒子和100g水，随后缓慢向其中加入30克石墨烯，将含有导电炭黑和银纳米粒子的水分散液置于超声水浴中进行1小时超声分散，使银纳米粒子吸附于导电炭黑表面并均匀分散于水溶液中，接着在搅拌状态下将100g纯丙乳液缓慢倒入含有导电炭黑和银纳米粒子的水分散液中，搅拌1小时后将所得到的浆料置于砂磨机中研磨1小时，得到具有抗菌杀菌作用的碳材料聚合物导电浆料。
将丙纶纤维浸渍于上述浆料中30分钟后取出，放入80℃干燥箱中进行充分干燥，最终获得具有抗菌杀菌作用的导电纤维。经过实验测得本实施例的导电纤维的方阻为1000Ω。
对比组：
向250mL的氮气保护的圆底烧瓶中加入100g水，随后缓慢向其中加入30克石墨烯，将含有石墨烯的水分散液置于超声水浴中进行1小时超声分散，使石墨烯均匀分散于水溶液中，接着在搅拌状态下将100g纯丙乳液缓慢倒入含有石墨烯的水分散液中，搅拌1小时后将所得到的浆料置于砂磨机中研磨1小时，得到含有碳材料聚合物导电浆料。
将涤纶纤维浸渍于上述浆料中30分钟后取出，放入80℃干燥箱中进行充分干燥，最终获得导电纤维。经过实验测得本实施例的导电纤维的方阻为1500Ω。
从以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种具有抗菌杀菌作用的导电纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将具有抗菌杀菌作用的银纳米粒子负载于高比表面积的碳材料表面；
2)将负载有银纳米粒子的碳材料均匀分散于聚合物粘结剂中，制成具有抗菌杀菌作用的碳材料聚合物导电浆料；
3)将纤维浸渍于具有抗菌杀菌作用的碳材料聚合物导电浆料中；
4)将纤维取出，烘干，得到具有抗菌杀菌作用的导电纤维。
2.根据权利要求1所述的具有抗菌杀菌作用的导电纤维的制备方法，其特征在于，步骤1中所述的高比表面积碳材料为高比表面积导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或两种混合物。
3.根据权利要求1所述的具有抗菌杀菌作用的导电纤维的制备方法，其特征在于，步骤2中所述的聚合物粘结剂为纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液、聚氨酯乳液、聚四氟乙烯粘结剂、聚偏氟乙烯粘结剂、乙烯-醋酸乙烯酯乳液、酚醛树脂、脲醛树脂中的一种或两种混合物。
4.根据权利要求1所述的具有抗菌杀菌作用的导电纤维的制备方法，其特征在于，步骤3中所述的纤维为涤纶、锦纶、维纶、丙纶、氯纶、醋酸纤维、铜氨纤维、玻璃纤维中一种或几种混合纤维。
5.根据权利要求1所述的具有抗菌杀菌作用的导电纤维的制备方法，其特征在于，所述银纳米粒子、碳材料和聚合物粘结剂的重量比为1：20～40：70～120。
6.根据权利要求1所述的具有抗菌杀菌作用的导电纤维的制备方法，其特征在于，步骤3中所述的纤维浸渍时间为25～60min。
7.根据权利要求1所述的具有抗菌杀菌作用的导电纤维的制备方法，其特征在于，步骤4中所述的烘干温度为60～90℃。
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