CN111335044B - 缓释微胶囊及其制备方法和含有该缓释微胶囊的整理剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了缓释微胶囊及其制备方法和含有该缓释微胶囊的整理剂及其制备方法和应用。该缓释微胶囊包括囊芯和囊壁；囊芯包括含氯消毒剂的凝胶体，囊壁包括聚氨酯材料；该整理剂包括10～40份所述缓释微胶囊、20～40份有机防水剂、20～40份有机粘合剂和0.1～1份有机分散剂和50～70份水；将有机防水剂、有机粘合剂、有机分散剂搅拌、缓释微胶囊和水混合，搅拌至充分溶解，即可制备出整理剂。通过该整理剂处理的面料具备优异的防水和消毒抗菌功能，特别适用于防护衣、防护帽、口罩、鞋套等防护用品，能够降低使用者感染病菌概率，并且缓释微胶囊能够被稳定粘附在面料上，缓慢释放出含氯消毒剂，其释放周期长达3～6个月，能够实现防护用具的重复使用。

Description

缓释微胶囊及其制备方法和含有该缓释微胶囊的整理剂及其 制备方法和应用
技术领域
本发明涉及面料整理剂技术领域，尤其涉及缓释微胶囊及其制备方法和含有该缓释微胶囊的整理剂及其制备方法和应用。
背景技术
医院、诊所和护理机构等场所，由于多以接纳病人为主，因此存在各类病毒和细菌，然而，这类场所一般只进行定期消毒，无形之中增加了病人和医生及护理人员发生交叉感染的风险。2019年底爆发的COVID～19新型肺炎，其中发现超过40％的病例是在医院中交叉感染，很多医生也因防护不足而感染了病毒，严重威胁生命安全。
面对传染病的爆发，在这些场所中的工作人员都需要穿戴防护服、防护帽和口罩等，对于防护用具的需求会急剧增加，防护工具会存在短缺问题，医护人员可能会面临需要长时间使用防护用具，对于需要长期使用的防护纺织品，简单的隔离作用已无法满足需求；这是由于病毒和细菌在纺织物上一般还会生存一段时间，病毒和细菌会沾染在防护服、口罩和防护帽等，会存在一定的接触风险。如口鼻接触防护用品，或擦拭眼镜等都可能会将病菌引入体内，继而造成感染。为了降低病毒和细菌的沾染概率，一般都会对防护用品所采用的纺织品进行防水处理，这也是对病菌隔离的一种有效手段。但防水处理无法完全防止病毒和细菌沾染在防护用品上，仍然会造成一定的感染风险。为解决这一问题，许多机构研发了具有抑菌、杀菌功能的纤维或面料。目前常见的抗菌消毒整理，主要是将天然抗菌剂、纳米无机抗菌剂以及季铵盐等整理到纺织品上，对病菌进行接触式杀灭。但这类抗菌剂对细菌效果较好，对病毒效果较差。即便是较为先进的复合季铵盐消毒剂，对本次爆发的COVID～19新型肺炎的冠状病毒杀灭效果仍不理想。卫健委推荐使用的消毒剂为75度医用酒精、含氯消毒剂、过氧消毒剂等高效消毒产品。而对民用生活中则主要推荐75度医用酒精和含氯消毒剂(次氯酸钠、二氧化氯、三氯生)等。75度医用酒精由于使用浓度要求高、易挥发导致其只适用于短时快速消毒，不适于整理到纺织品上使用。含氯消毒剂中，次氯酸钠和二氧化氯是较为常用，也是比较推荐的高效消毒剂。
现有技术中是将纺织品浸泡在消毒液中并烘干的方法，但是该方法作用周期短，洗涤后消毒效果即消失，实际的消毒效果并不理想，防护用具不能长时间使用。因此，需要一种缓释消毒的后整理产品和技术，可以长期对纺织品表面和内部进行自消毒处理。消毒剂的缓释技术目前多以凝胶、粉末为主，虽然具有很好的缓释效果，其作用周期也只能达到一个月，由于缓释周期短、后整理难度大等问题难以用于纺织品种。目前缺乏将高效消毒剂微胶囊化并应用于纺织品的技术。
因此，研发一种结合防水和消毒功能的后整理技术，对于医用防护服、防护帽和口罩等防护用品具有很好的现实意义，可以大大降低医护人员感染病毒和细菌的概率，有效保护医护人员和患者的健康，减少交叉感染，同时可以在特殊阶段或特殊地区，如瘟疫爆发、流感盛行的阶段和区域，使用基于该技术获得的服装、用品。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种抗菌效果好、缓释周期长的缓释微胶囊及其制备方法；以及一种防水和抗菌效果好、杀菌消毒周期长的含有该缓释微胶囊的整理剂及其制备方法和应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种缓释微胶囊，所述缓释微胶囊包括囊芯和囊壁；所述囊芯包括含氯消毒剂的凝胶体，所述囊壁包括聚氨酯材料。
优选的，所述缓释微胶囊包括如下质量份数的原料：20～40份含氯消毒剂，0.01～0.05份硼氢化钠，0.1～1份瓜尔胶，1～5份聚乙烯醇，60～80份水不溶性有机溶剂，5～10份聚氨酯预聚体和0.001～0.005份偶氮二异丁腈。
优选的，所述含氯消毒剂为次氯酸钠水溶液和二氧化氯水溶液的一种或两种，且所述含氯消毒剂的有效氯含量大于5％。
优选的，所述缓释微胶囊的原料还包括0.05～0.1份水溶性芳香剂；所述水不溶性有机溶剂包括甲苯和二甲苯的一种或两种。
如上所述的缓释微胶囊的制备方法，包括如下步骤：
S1.将含氯消毒剂、水溶性芳香剂和硼氢化钠按上述质量份数混合，搅拌至充分溶解，加入瓜尔胶和聚乙烯醇搅拌至充分溶解，静置一端时间至气泡完全排出，得到混合液A；将水不溶性有机溶剂和聚氨酯预聚体按上述质量份数混合，搅拌至完全溶解；得到混合液B；
S2.将步骤S1中的混合液A缓慢滴加至混合液B中，边滴加边搅拌，滴加完成后继续搅拌，搅拌转速为1000～3000rpm，搅拌时间为1～3h；
S3.向步骤S2得到的混合液中加入上述质量份数的偶氮二异丁腈，搅拌均匀后，置于60～80℃的温度下，在200～500rpm转速下搅拌1～2h；收集混合液中的沉淀物，即获得所述缓释微胶囊。
一种整理剂，包括如上所述的缓释微胶囊或如上所述的制备方法制备的缓释微胶囊。
优选的，所述整理剂包括如下质量份数的原料：10～40份缓释微胶囊、20～40份有机防水剂、20～40份有机粘合剂和0.1～1份有机分散剂和50～70份水。
优选的，所述有机防水剂包括甲基含氢硅油乳液、甲基硅酸钠乳液、C6防水乳液和C8防水乳液中的一种或多种；所述有机粘合剂包括水性聚氨酯乳液和水性丙烯酸酯乳液中的一种或两种；所述有机分散剂包括吐温和司班中的一种或两种。
一种如上所述的整理剂的制备方法，将所述有机防水剂、有机粘合剂、有机分散剂、缓释微胶囊和水按上述质量份数混合，搅拌至充分溶解，即得到所述整理剂。
一种防水消毒抗菌面料，使用如上所述的整理剂；具体使用过程如下：将所述整理剂稀释50～100倍后，形成整理液，将面料浸渍于所述整理液中，浸渍一段时间后，取出所述面料并将其烘干，即得到防水消毒抗菌面料。
本发明的缓释微胶囊的制备原理如下：聚乙烯醇富含亲水基团羟基，可以降低溶液体系的界面张力，使得含氯消毒剂、水溶性芳香剂、瓜尔胶和硼氢化钠在溶液体系中均匀分散；向其混合液中加入水不溶性有机溶剂，由于聚乙烯醇的亲水疏油作用，整个混合溶液体系分为水相和油相，其中油相为聚氨酯预聚体和水不溶性有机溶剂形成；水相为含氯消毒剂、水溶性芳香剂、瓜尔胶和硼氢化钠组成，水相和油相通过混合搅拌，水相中形成一个个小液滴，小液滴的四周被油相包裹；在一定温度下，水相中瓜尔胶与硼氢化钠发生交联反应，在交联过程中形成凝胶，含氯消毒剂和水溶性芳香剂被凝胶包裹形成凝胶状的囊芯；在偶氮二异丁腈的催化作用下，聚氨酯预聚体在油水相界面发生聚合形成聚氨酯囊壁。
囊芯为包括含氯消毒剂的凝胶体，凝胶是一种非流动态，含氯消毒剂被凝胶包裹，使得含氯消毒剂的渗出速度非常缓慢，此外囊芯被外层的聚氨酯囊壁包裹，含氯消毒剂只能通过聚氨酯囊壁的纳米级微孔缓慢渗出，进一步降低了含氯消毒剂的渗出速度，从而延长了缓释微胶囊的抗菌周期。
整理剂包括缓释微胶囊，有机防水剂、有机粘合剂、有机分散剂和水；通过加入有机粘合剂，使得缓释微胶囊能够稳定粘附在面料上；加入有机分散剂使得缓释微胶囊均匀分散，避免了缓释微胶囊发生絮凝，有利于提高整理剂的使用效果；加入有机防水剂，有利于提高面料的防水性，大大降低了飞沫、血液等液体停留在面料表面上的概率。
本发明制备的整理剂，可以用于处理面料，使得面料具备优异的防水和消毒抗菌功能，大幅降低活体病菌沾染在织物上的概率，这些经处理后的面料特别适用于防护衣、防护帽、口罩、鞋套等防护用品，达到大大降低使用者感染病菌概率。通过该整理剂处理的面料，缓释微胶囊能够被稳定粘附在面料上，缓释微胶囊通过缓慢释放含氯消毒剂，起到杀菌消毒作用，并且其释放周期可达6个月，能够实现防护用具的重复多次使用，解决了大部分防护用具只能一次性使用而产生短缺的问题。
附图说明
图1为本发明实施例的缓释微胶囊的制备方法的流程图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
如图1所示，本发明的一种缓释微胶囊的制备方法，具体实施步骤包括如下：
1.按质量份数计，取30份二氧化氯消毒剂置于烧杯中，其中二氧化氯消毒剂中有效率含量为5.5％，加入0.05份花香香料、0.01份硼氢化钠，溶解好之后再加入0.1份瓜尔胶和1份聚乙烯醇，溶解完全后，静置脱泡备用，得到混合液A；按质量份数计，取60份甲苯和5份聚氨酯预聚体，将其混合均匀，得到混合液B，其中预聚体是由多异氰酸酯和2～丁烯～1,4～二醇组成的混合物；
2.将混合液A缓慢滴加至混合液B中，边滴加边搅拌，滴加完成后继续搅拌，搅拌转速为3000rpm，搅拌时间为2h；
3.向步骤2得到的混合液中缓慢滴加0.001份偶氮二异丁腈，在60℃的温度下，以500rpm转速搅拌1h后，静置5h；收集混合液中的沉淀物，即获得所述缓释微胶囊。
本实施例制备得到的缓释微胶囊的颗粒平均直径为2微米；按重量份数计，取20份甲基含氢硅油乳液，20份水性聚氨酯和0.1份司班，将其混合均匀，向其混合液中加入10份缓释微胶囊，50份水，混合均匀，得到整理剂。
在实际使用过程中，将制备得到的整理剂稀释100倍后，形成整理液，将坯布浸渍于整理液中10分钟后取出，待坯布上无液滴下落后，将坯布送入120度的热风下烘干10分钟，并在160度环境下继续烘焙5分钟，即得到具有防水和抗菌性能的面料。通过该工艺处理聚酯机织布，处理后的聚酯机织布面料的静态接触角为121度，测试结果表明处理后的聚酯机织布的表面为疏水表面，大大提高了面料的防水性，大大降低了飞沫、血液等液体停留在面料表面上的概率，保障了使用者的安全性；按照国家标准GB/T20944.2～2007纺织品抗菌性能评价吸收法来测试该面料的抗菌效果，测试结果表明经防水消毒整理剂处理后的聚酯机织布，其抗菌效果达到99％以上。
实施例2
本实施例与实施例1中的步骤基本相同，不同之处在于，以重量份数计步骤1中，二氧化氯消毒剂为20份，二氧化氯消毒剂中有效率含量为10％，植物香料0.07份；硼氢化钠为0.03份，瓜尔胶为0.3份，聚乙烯醇为3份；二甲苯为70份，聚氨酯预聚体为7份；步骤2中，搅拌速率为2000rpm，搅拌时间为3h；步骤3中，偶氮二异丁腈为0.002份，反应温度为80℃，搅拌转速为400rpm，搅拌时间为2h。
本实施例制备得到的缓释微胶囊的颗粒平均直径为5微米；按重量份数计，取30份甲基硅酸钠乳液，30份水性聚氨酯乳液和0.4份司班，将其混合均匀，向其混合液中加入20份缓释微胶囊，60份水，混合均匀，得到整理剂。
使用时，将该整理剂稀释50倍后，形成整理液，用于处理聚酯机织布，经整理液处理后的聚酯机织布，其面料的静态接触角可达到142度，抗菌效果达到99％以上。
实施例3
本实施例与实施例1中的步骤基本相同，不同之处在于，以重量份数计步骤1中，二氧化氯消毒剂为40份，二氧化氯消毒剂中有效率含量为9％，果物香料0.06份；硼氢化钠为0.02份，瓜尔胶为0.2份，聚乙烯醇为2份；甲苯为80份，聚氨酯预聚体为7份；步骤2中，搅拌速率为2000rpm，搅拌时间为3h；步骤3中，偶氮二异丁腈为0.002份，反应温度为75℃，搅拌转速为350rpm，搅拌时间为2h。
本实施例制备得到的缓释微胶囊的颗粒平均直径为2微米；按重量份数计，取40份C6防水乳液，40份水性丙烯酸酯乳液和1份吐温，将其混合均匀，向其混合液中加入40份缓释微胶囊，70份水，混合均匀，得到整理剂。
使用时，将该整理剂稀释50倍后，形成整理液，用于处理聚丙烯无纺布，经整理液处理后的聚丙烯无纺布，测试其面料的静态接触角可达到148度，具备优异的防水性能，表面抗菌效果达到99％以上。
实施例4
本实施例与实施例1中的步骤基本相同，不同之处在于，以重量份数计步骤1中，次氯酸钠消毒剂为30份，次氯酸钠消毒剂中有效率含量为8％，植物香料0.08份；硼氢化钠为0.03份，瓜尔胶为0.3份，聚乙烯醇为3份；二甲苯为70份，聚氨酯预聚体为7份；步骤2中，搅拌速率为2000rpm，搅拌时间为3h；步骤3中，偶氮二异丁腈为0.002份，反应温度为80℃，搅拌转速为400rpm，搅拌时间为2h。
本实施例制备得到的缓释微胶囊的颗粒平均直径为5微米；按重量份数计，取30份甲基硅酸钠乳液，30份水性聚氨酯乳液和0.5份司班，将其混合均匀，向其混合液中加入30份缓释微胶囊，60份水，混合均匀，得到整理剂。
使用时，将该整理剂稀释50倍后，形成整理液，用于处理聚丙烯无纺布，经整理液处理后的聚丙烯无纺布，测试其面料的静态接触角可达到142度，具备优异的防水性能，表面抗菌效果达到99％以上。
将本发明实施例中的经过整理液处理的面料，进行抗菌周期测试，具体测试如下：将经过整理液处理的面料裁剪成尺寸为10cm×10cm的片状，将其放置于20℃的暗室内，分别放置30d、60d、90d、120d、150d和180d后，将其浸泡在100毫升水中，在20℃下浸泡5个小时，面料中的含氯消毒物质会溶入水中，通过测试溶液中的有效氯含量，来衡量面料是否还具备抗病毒效果，当溶出的有效氯含量低于10mg/L时，视为抗病毒效果消失，也即缓释微胶囊的缓释周期结束。本发明实施例中的经过整理液处理的面料抗菌周期测试的结果如表1。由表1可知，本发明实施例中经过整理液处理的面料，放置180d后，测试溶液中的有效氯含量均大于10mg/L，说明缓释微胶囊释放含氯消毒剂的周期可达6个月。
表1本发明实施例中的经过整理液处理的面料抗菌周期测试的结果表
Figure BDA0002432172020000081
本发明制备的整理剂，可以用于面料，使得面料具备优异的防水和消毒抗菌功能，大幅降低活体病菌沾染在织物上的概率，这些面料特别适用于防护衣、防护帽、口罩、鞋套等防护用品，达到大大降低使用者感染病菌概率。经整理剂处理的面料，缓释微胶囊能够被稳定粘附在面料上，缓释微胶囊通过缓慢释放含氯消毒剂，起到杀菌消毒作用，并且其释放周期可达6个月，能够实现防护用具的重复多次使用，解决了大部分防护用具只能一次性使用而产生短缺的问题。
以上未涉及之处，适用于现有技术。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种缓释微胶囊的制备方法，其特征在于，所述缓释微胶囊包括囊芯和囊壁；所述囊芯包括含氯消毒剂的凝胶体，所述囊壁包括聚氨酯材料，所述缓释微胶囊由如下质量份数的原料：20~40份含氯消毒剂，0.01~0.05份硼氢化钠，0.1~1份瓜尔胶，1~5份聚乙烯醇，60~80份水不溶性有机溶剂，5~10份聚氨酯预聚体，0.001~0.005份偶氮二异丁腈和0.05~0.1份水溶性芳香剂制成，包括如下步骤：
S1.将含氯消毒剂、水溶性芳香剂和硼氢化钠按上述质量份数混合，搅拌至充分溶解，加入瓜尔胶和聚乙烯醇搅拌至充分溶解，静置一端时间至气泡完全排出，得到混合液A；将水不溶性有机溶剂和聚氨酯预聚体按上述质量份数混合，搅拌至完全溶解；得到混合液B；
S2.将步骤S1中的混合液A缓慢滴加至混合液B中，边滴加边搅拌，滴加完成后继续搅拌，搅拌转速为1000~3000rpm，搅拌时间为1~3h；
S3.向步骤S2得到的混合液中加入上述质量份数的偶氮二异丁腈，搅拌均匀后，置于60~80℃的温度下，在200~500rpm转速下搅拌1~2h；收集混合液中的沉淀物，即获得所述缓释微胶囊。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含氯消毒剂包括次氯酸钠水溶液和二氧化氯水溶液的一种或两种，且所述含氯消毒剂的有效氯含量大于5%。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水不溶性有机溶剂包括甲苯和二甲苯的一种或两种。
4.一种采用如权利要求1-3中任一项所述的制备方法制备得到的缓释微胶囊。
5.一种整理剂，其特征在于，包括如权利要求4所述的缓释微胶囊。
6.如权利要求5所述的一种整理剂，其特征在于，所述整理剂包括如下质量份数的原料：10～40份所述的缓释微胶囊、20～40份有机防水剂、20～40份有机粘合剂、0.1～1份有机分散剂和50~70份水。
7.如权利要求6所述的一种整理剂，其特征在于，所述有机防水剂包括甲基含氢硅油乳液、甲基硅酸钠乳液、C6防水乳液或C8防水乳液中的一种或多种；所述有机粘合剂包括水性聚氨酯乳液和水性丙烯酸酯乳液中的一种或两种；所述有机分散剂包括吐温和司班中的一种或两种。
8.一种如权利要求6-7中任一项所述的整理剂的制备方法，其特征在于，将所述有机防水剂、有机粘合剂、有机分散剂、缓释微胶囊和水按上述质量份数混合，搅拌至充分溶解，即得到所述整理剂。
9.一种防水消毒抗菌面料，其特征在于，使用如权利要求5-7中任一项所述的整理剂；具体使用过程如下：将所述整理剂稀释50~100倍后，形成整理液，将面料浸渍于所述整理液中，浸渍一段时间后，取出所述面料并将其烘干，即得到防水消毒抗菌面料。
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