CN113979894B - 一种安全的持久抗菌天然纺织材料及其制备方法 - Google Patents

一种安全的持久抗菌天然纺织材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113979894B
CN113979894B CN202111357040.8A CN202111357040A CN113979894B CN 113979894 B CN113979894 B CN 113979894B CN 202111357040 A CN202111357040 A CN 202111357040A CN 113979894 B CN113979894 B CN 113979894B
Authority
CN
China
Prior art keywords
textile material
antibacterial
natural textile
antibacterial finishing
terminal isocyanate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111357040.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113979894A (zh
Inventor
徐江琪
王兴
范光森
陈洲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Technology and Business University
Original Assignee
Beijing Technology and Business University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Technology and Business University filed Critical Beijing Technology and Business University
Priority to CN202111357040.8A priority Critical patent/CN113979894B/zh
Publication of CN113979894A publication Critical patent/CN113979894A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113979894B publication Critical patent/CN113979894B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C271/00—Derivatives of carbamic acids, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atom not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C271/06—Esters of carbamic acids
    • C07C271/32—Esters of carbamic acids having oxygen atoms of carbamate groups bound to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings
    • C07C271/38—Esters of carbamic acids having oxygen atoms of carbamate groups bound to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings with the nitrogen atom of at least one of the carbamate groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N47/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom not being member of a ring and having no bond to a carbon or hydrogen atom, e.g. derivatives of carbonic acid
    • A01N47/08—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom not being member of a ring and having no bond to a carbon or hydrogen atom, e.g. derivatives of carbonic acid the carbon atom having one or more single bonds to nitrogen atoms
    • A01N47/10—Carbamic acid derivatives, i.e. containing the group —O—CO—N<; Thio analogues thereof
    • A01N47/20—N-Aryl derivatives thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N47/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom not being member of a ring and having no bond to a carbon or hydrogen atom, e.g. derivatives of carbonic acid
    • A01N47/40—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom not being member of a ring and having no bond to a carbon or hydrogen atom, e.g. derivatives of carbonic acid the carbon atom having a double or triple bond to nitrogen, e.g. cyanates, cyanamides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/322—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
    • D06M13/402—Amides imides, sulfamic acids
    • D06M13/425—Carbamic or thiocarbamic acids or derivatives thereof, e.g. urethanes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M16/00—Biochemical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. enzymatic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00—Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/12—Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
    • C07C2601/14—The ring being saturated
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/02—Natural fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/04—Vegetal fibres
    • D06M2101/06—Vegetal fibres cellulosic
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/02—Natural fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/10—Animal fibres

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种安全的持久抗菌天然纺织材料。该材料利用表面立体化学的新抗菌策略，通过设计合成含端异氰酸酯的抗菌整理剂实现了天然纺织材料的一步法修饰，制备工艺简单，适合大规模推广应用。该抗菌天然纺织材料对真菌、细菌(包括耐药菌)均具有优异的抑菌性能，且结构稳定，抗菌性能持久、耐洗涤；同时，该材料具有良好的安全性，无毒性，无皮肤刺激和致敏性，不会影响皮肤正常的自有菌群。可广泛应用于医疗、卫生、环保、食品和服装等产业。

Description

一种安全的持久抗菌天然纺织材料及其制备方法
技术领域
本发明属于生物抗菌材料技术领域，涉及一种安全的持久抗菌天然纺织材料及其制备方法，具体涉及一种生物安全性良好且具有持久抗菌性能的天然纺织材料及其制备方法。
背景技术
天然纺织品在人们日常生活中应用广泛，但同时也非常容易受到有害微生物的入侵和污染，以致在织物上形成菌斑，从而使纺织品发生霉变、变质甚至威胁人类的健康。随着科技的进步和人们卫生安全意识的提高，消费者对于纺织品的抗菌功能也提出了更高的需求。天然纤维吸湿透气性能好且穿着舒适，更多应用于像内衣、袜子、毛巾、床单、口罩、医用纱布等与人体皮肤直接接触的贴身用品，因此在运用各种抗菌剂对天然纤维进行抗菌改性时，其生物安全性(包括毒性、皮肤刺激性、皮肤致敏性和皮肤菌群安全性等)成为了学术界和产业界共同关注的研究热点。另外，在实际应用的过程中还要考虑到纺织品的耐洗性和抗菌效果持久性，这也是评价抗菌纺织品性能的重要指标。
目前市场上的抗菌纺织品，其制备方法主要有两种：一是将抗菌剂加入到纺丝原料中制成抗菌纤维，然后再纺织成各种抗菌纺织品。这种方法的抗菌性能更持久，耐洗性好，但对抗菌剂的要求高、技术难度大；另一种是在纺织品印染后整理过程中加入抗菌剂，从而赋予其抗菌性能。该法加工工艺相对简单，但也存在抗菌性能持久性差，耐洗性差的问题。现有的抗菌剂主要包括抗生素类、酚类、金属及其氧化物和盐类、季铵盐类和胍类等。但也都存在着抗菌效果不持久，耐洗性较差的问题，同时也存在着抗菌剂释放引起毒性，皮肤刺激性和耐药性的风险。因此开发新型更高效、安全、持久、耐洗的抗菌纺织品具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题，提供一种安全的持久抗菌天然纺织材料，该材料能有效持久地抑制细菌和真菌的黏附生长，结构稳定、耐水洗，且对皮肤无刺激性、无毒性，也不会导致耐药性；此外，该纺织材料的制备方法简单，适合于大规模推广应用。
为此，本发明第一方面提供了一种抗菌整理剂，其为含端异氰酸酯基的抗菌整理剂，其分子结构式如式(Ⅰ)所示：
Figure BDA0003357640530000021
式(Ⅰ)中，R1为二异氰酸酯化合物与羟基反应后留下的残基；R2为带有羟基的环状单萜化合物与异氰酸酯基反应后留下的残基。
上述的含端异氰酸酯基的抗菌整理剂具有异氰酸酯反应性官能团，其可与天然纺织材料界面发生化学键合作用，从而赋予纺织材料持久的抗菌性能。
在本发明的一些实施例中，所述二异氰酸酯化合物包括甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、四甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、对苯基二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、二亚甲基苯基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种。
在本发明的另一些实施例中，所述带有羟基的环状单萜化合物包括龙脑和/或薄荷醇。
本发明第二方面提供了一种如本发明第一方面所述的含端异氰酸酯基抗菌整理剂的制备方法，其包括：将二异氰酸酯化合物与带有羟基的环状单萜化合物溶于第Ⅰ溶剂中，在加热条件反应，制得含端异氰酸酯基抗菌整理剂。
在本发明的一些实施例中，所述二异氰酸酯化合物与带有羟基的环状单萜化合物的摩尔比为1:3-3:1。
在本发明的另一些实施例中，所述第Ⅰ溶剂的用量为反应物体积的3-10倍。
本发明中，所述第Ⅰ溶剂包括二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺、二氯甲烷、氯仿四氢呋喃、丙酮、丁酮、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、乙醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯和二甲基亚砜中的一种或几种。
在本发明的一些实施例中，所述反应的温度为30-60℃；和/或，所述反应的时间为2-12h。
本发明第三方面提供了一种安全的持久抗菌天然纺织材料，其通过含端异氰酸酯基的抗菌整理剂以键合的方式附着在天然纺织材料上构成，所述含端异氰酸酯基的抗菌整理剂为本发明第一方面所述的抗菌整理剂或如本发明第二方面所述的含端异氰酸酯基的抗菌整理剂。
具体地，本发明中所述安全的持久抗菌天然纺织材料通过含端异氰酸酯基的抗菌整理剂中的异氰酸酯基团与纺织材料表面的羟基或氨基键合附着在天然纺织材料上形成；所述键合牢固、结构稳定，使之具有持久的抗菌性能、耐洗性。
例如，在本发明图1所示出的本发明实施例1中含端异氰酸酯基抗菌整理剂及其制备安全的持久抗菌纺织材料的合成路线中安全的持久抗菌天然纺织材料通过含端异氰酸酯基的抗菌整理剂中的异氰酸酯基团与纺织材料表面的羟基键合附着在天然纺织材料上形成。
根据本发明，所述安全的持久抗菌天然纺织材料表面能够抑制或阻止微生物的黏附生长；优选地，所述微生物包括细菌和/或真菌；和/或，所述天然纺织材料包括棉纤维材料、棉纤维纺织品材料、麻纤维材料、麻纤维纺织品材料、竹纤维材料、竹纤维纺织品材料、壳聚糖纤维材料、壳聚糖纺织品材料以及上述纤维的混纺纤维材料和混纺纺织品材料(大于等于两种材料混纺)中的一种或几种。
本发明第四方面提供了本发明第三方面所述的安全的持久抗菌天然纺织材料的制备方法，其包括：
步骤A，将天然纺织材料与含有含端异氰酸酯基抗菌整理剂的抗菌整理液接触处理，获得含抗菌整理液的天然纺织材料；
步骤B，对含抗菌整理液的天然纺织材料干燥后，获得安全的持久抗菌天然纺织材料粗品；
步骤C，将安全的持久抗菌天然纺织材料粗品清洗、干燥得安全的持久抗菌天然纺织材料成品。
研究发现，通过重复步骤A到步骤B可以提高天然纺织材料表面含端异氰酸酯基抗菌整理剂的接枝率，具体重复次数可以根据接枝率选择；任选地，重复步骤A到步骤B至少1次。
在本发明的一些实施例中，所述接触处理包括将天然纺织材料浸没在含有含端异氰酸酯基抗菌整理剂的抗菌整理液中10s-360min，或在天然纺织材料上喷涂或刷涂含有含端异氰酸酯基抗菌整理剂的抗菌整理液。
在本发明的一些实施例中，步骤B和C中，所述干燥包括晾干和/或烘干；优选地，所述烘干是在低于130℃条件下烘干。
根据本发明方法，所述的抗菌整理液含有如下重量百分比的组分：
含端异氰酸酯基抗菌整理剂：0.3％-30％；
第Ⅱ溶剂：70-99.7％。
在本发明的一些实施例中，所述第Ⅱ溶剂包括二氯甲烷、四氢呋喃、丙酮、丁酮、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、乙醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、氯仿、二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的一种或几种。
本发明的有益效果在于：(1)本发明将具有反应性官能团的含端异氰酸酯基的抗菌整染剂通过简单的一步法与天然纺织材料进行化学键合，其键合牢固、结构稳定，使之具有持久的抗菌性能、耐洗性；(2)本发明利用龙脑、薄荷醇这种天然环状单萜化合物特殊的立体化学结构抑制微生物的黏附和生长，能够保证材料的使用安全性，不会引起皮肤刺激致敏性，不会影响皮肤正常的自有菌群且不易产生耐药性；(3)本发明制备方法简单，易于操作和控制，适合于大规模工业化生产，可广泛应用于医疗、卫生、服装、环保和食品产业。
附图说明
下面结合附图来对本发明作进一步详细说明：
图1示出本发明实施例1中含端异氰酸酯基抗菌整理剂及其制备安全的持久抗菌纺织材料的合成路线。
图2为经过对照组(空白棉织物)和实验组(含端异氰酸酯基抗菌整理剂修饰后的棉织物)作用后的兔子背部皮肤图片。
具体实施方式
为使本发明容易理解，下面将详细说明本发明。但在详细描述本发明前，应当理解本发明不限于描述的具体实施方式。还应当理解，本文中使用的术语仅为了描述具体实施方式，而并不表示限制性的。
在提供了数值范围的情况下，应当理解所述范围的上限和下限和所述规定范围中的任何其他规定或居间数值之间的每个居间数值均涵盖在本发明内。这些较小范围的上限和下限可以独立包括在较小的范围中，并且也涵盖在本发明内，服从规定范围中任何明确排除的限度。在规定的范围包含一个或两个限度的情况下，排除那些包括的限度之任一或两者的范围也包含在本发明中。
除非另有定义，本文中使用的所有术语与本发明所属领域的普通技术人员的通常理解具有相同的意义。虽然与本文中描述的方法和材料类似或等同的任何方法和材料也可以在本发明的实施或测试中使用，但是现在描述了优选的方法和材料。
本发明中所述用语“纺织材料”是指纤维及纤维制品，包括纤维、纱线、织物及其复合物等。
本发明中所述用语“纺织品”是指纤维制品，纺织纤维经过加工织造而成的一种产品，包括织物(例如布料、编织物等)及其与纤维和/或纱线的复合物等。
本发明中所述用语“室温”是指室内一般温度，为20-25℃。
本发明所述用语“安全”是指本发明中所提供的抗菌天然纺织材料无毒性，无皮肤刺激性和致敏性，且不会影响皮肤的自有菌群，可以接触皮肤使用。
本发明所述用语“持久”是指本发明中所提供的抗菌天然纺织材料耐洗涤且抗菌效果持久；例如，其在经过100次洗涤后，对真菌和/或细菌仍具有90％以上的抑菌率。
本发明所述用语“任选地”是指选择性操作或步骤，亦指可以进行某操作或步骤，也可以不进行某操作或步骤。
实施例
以下通过具体实施例对于本发明进行具体说明。下文所述实验方法，如无特殊说明，均为实验室常规方法。下文所述实验材料、原料或组分，如无特别说明，均可由商业渠道获得。
以下实施例中依据GB/T 20944-2008进行抗细菌实验；依据GB/T 20944-2009进行抗真菌实验。
抗真菌实验或抗细菌实验用菌种包括：
黑曲霉(Aspergillus niger)(ATCC 16404)；毛霉(Mucor racemosus)(ATCC22365)；大肠杆菌(Escherichia coli)(ATCC 25922)；耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus)(ATCC 43300)，其中所述用语“ATCC”是指美国典型培养物保藏中心(American Type Culture Collection)。上述所有菌种均购置于中国工业微生物菌种保藏管理中心，各菌种分别单独作为实验菌种对待测样品进行抗真菌实验或抗细菌实验。
抗真菌实验中所使用的麦芽提取物(麦芽汁)琼脂培养基，抗细菌实验中用于细菌计数的营养琼脂培养基，以及用于配制细菌菌液的TSB培养基(胰酪大豆胨液体培养基)均购于北京奥博星生物技术有限责任公司。
实施例1：安全的持久抗菌纺织材料的制备
(1)将棉纺织品浸没在含有含端异氰酸酯基抗菌整理剂的抗菌整理液中30min；
(2)将经步骤(1)处理的棉纺织品在110℃下烘干；
(3)将经步骤(2)所得的样品清洗、干燥得成品。
所述的抗菌整理液含有如下重量百分比的组分：
含端异氰酸酯基抗菌整理剂：10％；乙醇：90％；
所述的含端异氰酸酯基抗菌整理剂的制备方法为：将二苯甲烷二异氰酸酯与薄荷醇按摩尔比为1:1反应，二甲基甲酰胺作第Ⅰ溶剂，于60℃搅拌条件下反应5h，反应结束后，纯化得到多含端异氰酸酯基抗菌整理剂固体粉末。
上述含端异氰酸酯基抗菌整理剂及其制备安全的持久抗菌纺织材料的合成路线如图1所示。
采用大肠杆菌(ATCC 25922)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(ATCC 43300)、黑曲霉(ATCC 16404)、毛霉(ATCC 22365)分别单独作为实验菌株对本实施例中的抗菌纺织材料进行抗真菌实验或抗细菌实验。
依据ISO 10993.10-2010对材料的皮肤刺激致敏性进行评价，结果如图2所示，从图2可以看出，本发明所制备的安全的持久抗菌纺织材料无皮肤刺激性和致敏性，可以安全接触使用。
实施例2：安全的持久抗菌纺织材料的制备
(1)将棉纺织品浸没在含有含端异氰酸酯基抗菌整理剂的抗菌整理液中60min；
(2)将经步骤(1)处理的棉纺织品在80℃下烘干；
(3)将经步骤(2)所得的样品清洗、干燥得成品。
所述的抗菌整理液含有如下重量百分比的组分：
含端异氰酸酯基抗菌整理剂：20％；乙醇：80％；
所述的含端异氰酸酯基抗菌整理剂的制备方法为：将六亚甲基二异氰酸酯与薄荷醇按摩尔比为1:1反应，二甲基甲酰胺作第Ⅰ溶剂，于50℃搅拌条件下反应8h，反应结束后，纯化得到多含端异氰酸酯基抗菌整理剂固体粉末。
采用大肠杆菌(ATCC 25922)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(ATCC 43300)、黑曲霉(ATCC 16404)、毛霉(ATCC 22365)分别单独作为实验菌株对本实施例中的抗菌纺织材料进行抗真菌实验或抗细菌实验。
实施例3：安全的持久抗菌纺织材料的制备
(1)将棉纺织品浸没在含有含端异氰酸酯基抗菌整理剂的抗菌整理液中100min；
(2)将经步骤(1)处理的棉纺织品在70℃下烘干；
(3)将经步骤(2)所得的样品清洗、干燥得成品。
含端异氰酸酯基抗菌整理剂：5％；乙醇：95％；
所述的含端异氰酸酯基抗菌整理剂的制备方法为：将2,6-甲苯二异氰酸酯与龙脑按摩尔比为1:1.5反应，甲醇作第Ⅰ溶剂，于40℃搅拌条件下反应10h，反应结束后，纯化得到多含端异氰酸酯基抗菌整理剂固体粉末。
采用大肠杆菌(ATCC 25922)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(ATCC 43300)、黑曲霉(ATCC 16404)、毛霉(ATCC 22365)分别单独作为实验菌株对本实施例中的抗菌纺织材料进行抗真菌实验或抗细菌实验。
实施例4：安全的持久抗菌纺织材料的制备
(1)将棉麻混纺纺织品浸没在含有含端异氰酸酯基抗菌整理剂的抗菌整理液中120min；
(2)将经步骤(1)处理的棉麻混纺纺织品在60℃下烘干；
(3)将经步骤(2)所得的样品清洗、干燥得成品。
含端异氰酸酯基抗菌整理剂：15％；乙醇：85％；
所述的含端异氰酸酯基抗菌整理剂的制备方法为：将二环己基甲烷二异氰酸酯与龙脑按摩尔比为1:2反应，甲醇作第Ⅰ溶剂，于35℃搅拌条件下反应12h，反应结束后，纯化得到多含端异氰酸酯基抗菌整理剂固体粉末。
采用大肠杆菌(ATCC 25922)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(ATCC 43300)、黑曲霉(ATCC 16404)、毛霉(ATCC 22365)分别单独作为实验菌株对本实施例中的抗菌纺织材料进行抗真菌实验或抗细菌实验。
实施例5：安全的持久抗菌纺织材料的制备
(1)将棉麻混纺纺织品浸没在含有含端异氰酸酯基抗菌整理剂的抗菌整理液中20min；
(2)将经步骤(1)处理的棉麻混纺纺织品在100℃下烘干；
(3)将经步骤(2)所得的样品清洗、干燥得成品。
含端异氰酸酯基抗菌整理剂：10％；甲醇：90％；
所述的含端异氰酸酯基抗菌整理剂的制备方法为：将异佛尔酮二异氰酸酯与龙脑按摩尔比为2:1反应，四氢呋喃作第Ⅰ溶剂，于30℃搅拌条件下反应12h，反应结束后，纯化得到多含端异氰酸酯基抗菌整理剂固体粉末。
采用大肠杆菌(ATCC 25922)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(ATCC 43300)、黑曲霉(ATCC 16404)、毛霉(ATCC 22365)分别单独作为实验菌株对本实施例中的抗菌纺织材料进行抗真菌实验或抗细菌实验。
实施例6：安全的持久抗菌纺织材料的制备
(1)将壳聚糖无纺布浸没在含有含端异氰酸酯基抗菌整理剂的抗菌整理液中10min；
(2)将经步骤(1)处理的壳聚糖无纺布在110℃下烘干；
(3)将经步骤(2)所得的样品清洗、干燥得成品。
含端异氰酸酯基抗菌整理剂：5％；甲醇：95％；
所述的含端异氰酸酯基抗菌整理剂的制备方法为：将2,6-甲苯二异氰酸酯与薄荷醇按摩尔比为2:1反应，乙醚作第Ⅰ溶剂，于30℃搅拌条件下反应12h，反应结束后，纯化得到多含端异氰酸酯基抗菌整理剂固体粉末。
采用大肠杆菌(ATCC 25922)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(ATCC 43300)、黑曲霉(ATCC 16404)、毛霉(ATCC 22365)分别单独作为实验菌株对本实施例中的抗菌纺织材料进行抗真菌实验或抗细菌实验。
实施例7：安全的持久抗菌纺织材料的制备
(1)将壳聚糖无纺布浸没在含有含端异氰酸酯基抗菌整理剂的抗菌整理液中5min；
(2)将经步骤(1)处理的壳聚糖无纺布在130℃下烘干；
(3)将经步骤(2)所得的样品清洗、干燥得成品。
含端异氰酸酯基抗菌整理剂：10％；甲醇：90％；
所述的含端异氰酸酯基抗菌整理剂的制备方法为：将二环己基甲烷二异氰酸酯与薄荷醇按摩尔比为1:3反应，乙酸乙酯作第Ⅰ溶剂，于30℃搅拌条件下反应12h，反应结束后，纯化得到多含端异氰酸酯基抗菌整理剂固体粉末。
采用大肠杆菌(ATCC 25922)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(ATCC 43300)、黑曲霉(ATCC 16404)、毛霉(ATCC 22365)分别单独作为实验菌株对本实施例中的抗菌纺织材料进行抗真菌实验或抗细菌实验。
实施例8安全的持久抗菌纺织材料的制备
(1)将抗菌整理剂采用喷涂的方式均匀涂覆于棉纺织品上；
(2)将经步骤(1)处理的棉纺织品在100℃下烘干；
(3)将经步骤(2)所得的样品清洗、干燥得成品。
含端异氰酸酯基抗菌整理剂：10％；乙醇：90％；
所述的含端异氰酸酯基抗菌整理剂的制备方法为：将六亚甲基二异氰酸酯与龙脑按摩尔比为1:3反应，四氢呋喃作第Ⅰ溶剂，于40℃搅拌条件下反应12h，反应结束后，纯化得到多含端异氰酸酯基抗菌整理剂固体粉末。
采用大肠杆菌(ATCC 25922)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(ATCC 43300)、黑曲霉(ATCC 16404)、毛霉(ATCC 22365)分别单独作为实验菌株对本实施例中的抗菌纺织材料进行抗真菌实验或抗细菌实验。
实施例9：安全的持久抗菌纺织材料的制备
(1)将抗菌整理剂采用刷涂的方式均匀涂覆于棉纺织品上；
(2)将经步骤(1)处理的棉纺织品在60℃下烘干；
(3)将经步骤(2)所得的样品清洗、干燥得成品。
含端异氰酸酯基抗菌整理剂：15％；乙醇：85％；
所述的含端异氰酸酯基抗菌整理剂的制备方法为：将异佛尔酮二异氰酸酯与薄荷醇按摩尔比为1:1反应，丙酮作第Ⅰ溶剂，于40℃搅拌条件下反应12h，反应结束后，纯化得到多含端异氰酸酯基抗菌整理剂固体粉末。
采用大肠杆菌(ATCC 25922)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(ATCC 43300)、黑曲霉(ATCC 16404)、毛霉(ATCC 22365)分别单独作为实验菌株对本实施例中的抗菌纺织材料进行抗真菌实验或抗细菌实验。
实施例10：安全的持久抗菌纺织材料的制备
(1)将抗菌整理剂采用喷涂的方式均匀涂覆于棉纺织品上；
(2)将经步骤(1)处理的棉纺织品在室温下晾干；
(3)将经步骤(2)所得的样品清洗、干燥得成品。
含端异氰酸酯基抗菌整理剂：25％；乙醇：75％；
所述的含端异氰酸酯基抗菌整理剂的制备方法为：将异佛尔酮二异氰酸酯与薄荷醇按摩尔比为2:1反应，四氢呋喃作第Ⅰ溶剂，于50℃搅拌条件下反应12h，反应结束后，纯化得到多含端异氰酸酯基抗菌整理剂固体粉末。
采用大肠杆菌(ATCC 25922)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(ATCC 43300)、黑曲霉(ATCC 16404)、毛霉(ATCC 22365)分别单独作为实验菌株对本实施例中的抗菌纺织材料进行抗真菌实验或抗细菌实验。
实施例11：安全的持久抗菌纺织材料的制备
(1)将抗菌整理剂采用喷涂的方式均匀涂覆于壳聚糖无纺布上；
(2)将经步骤(1)处理的壳聚糖无纺布在室温下晾干；
(3)将经步骤(2)所得的样品清洗、干燥得成品。
含端异氰酸酯基抗菌整理剂：30％；乙醇：70％；
所述的含端异氰酸酯基抗菌整理剂的制备方法为：将六亚甲基二异氰酸酯与龙脑按摩尔比为1:3反应，四氢呋喃作第Ⅰ溶剂，于30℃搅拌条件下反应10h，反应结束后，纯化得到多含端异氰酸酯基抗菌整理剂固体粉末。
采用大肠杆菌(ATCC 25922)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(ATCC 43300)、黑曲霉(ATCC 16404)、毛霉(ATCC 22365)分别单独作为实验菌株对本实施例中的抗菌纺织材料进行抗真菌实验或抗细菌实验，测试结果见表1。
表1抗菌纺织材料的抗菌性能
Figure BDA0003357640530000101
Figure BDA0003357640530000111
从表1可以看出，本发明制备得安全的持久抗菌天然纺织材料符合纺织品行业标准或国家标准，部分指标甚至远优于纺织品行业标准或国家标准。如本发明所制得的安全持久抗菌天然纺织材料其抗菌性能远超其行业标准规定，在经过50次标准洗涤后，其对黑曲霉(A.niger)、毛霉(M.racemosus)、大肠杆菌(E.coli)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抑菌率为98％左右，远高于行业标准。在经过100次标准洗涤后，其对黑曲霉(A.niger)、毛霉(M.racemosus)、大肠杆菌(E.coli)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抑菌率为95％左右。这说明本发明制得的安全持久抗菌天然纺织材料具有持久的抗菌性能和耐洗性能。且对耐药菌MRSA也具有同样的抑菌效果和耐洗性，证明了其抗菌广谱性。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明做出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (9)

1.一种抗菌整理剂，其为含端异氰酸酯基的抗菌整理剂，其分子结构式如式(Ⅰ)所示：
Figure FDA0004238188460000011
式(Ⅰ)中，R1为二异氰酸酯化合物与羟基反应后留下的残基；R2为带有羟基的环状单萜化合物与异氰酸酯基反应后留下的残基；所述二异氰酸酯化合物为异佛尔酮二异氰酸酯；所述带有羟基的环状单萜化合物为薄荷醇。
2.一种如权利要求1所述的含端异氰酸酯基的抗菌整理剂的制备方法，其包括：将二异氰酸酯化合物与带有羟基的环状单萜化合物溶于第Ⅰ溶剂中，在加热条件反应，制得含端异氰酸酯基的抗菌整理剂；
所述二异氰酸酯化合物与带有羟基的环状单萜化合物的摩尔比为1:3-3:1；
所述第Ⅰ溶剂的用量为反应物体积的3-10倍；所述第Ⅰ溶剂包括二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺、二氯甲烷、氯仿四氢呋喃、丙酮、丁酮、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、乙醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯和二甲基亚砜中的一种或几种；
所述反应的温度为30-60℃；所述反应的时间为2-12h。
3.一种持久抗菌天然纺织材料，其通过含端异氰酸酯基的抗菌整理剂以键合的方式附着在天然纺织材料上构成，所述含端异氰酸酯基的抗菌整理剂为权利要求1所述的抗菌整理剂或如权利要求2所述的制备方法制得的含端异氰酸酯基的抗菌整理剂。
4.根据权利要求3所述的抗菌天然纺织材料，其特征在于，所述持久抗菌天然纺织材料表面能够抑制或阻止微生物的黏附生长；所述微生物包括细菌和/或真菌；和/或，所述天然纺织材料包括棉纤维材料、麻纤维材料、竹纤维材料、壳聚糖纤维材料以及上述纤维的混纺纤维材料中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的抗菌天然纺织材料，其特征在于，所述天然纺织材料包括棉纤维纺织品材料、麻纤维纺织品材料、竹纤维纺织品材料、壳聚糖纺织品材料以及上述纤维的混纺纺织品材料中的一种或几种。
6.权利要求3-5中任意一项所述的持久抗菌天然纺织材料的制备方法，其包括：
步骤A，将天然纺织材料与含有含端异氰酸酯基的抗菌整理剂的抗菌整理液接触处理，获得含抗菌整理液的天然纺织材料；
步骤B，对含抗菌整理液的天然纺织材料干燥后，获得安全的持久抗菌天然纺织材料粗品；
步骤C，将安全的持久抗菌天然纺织材料粗品清洗、干燥得安全的持久抗菌天然纺织材料成品；
重复步骤A到步骤B至少1次；
所述含有含端异氰酸酯基的抗菌整理剂的抗菌整理液含有如下重量百分比的组分：
含端异氰酸酯基抗菌整理剂：0.3％-30％；
第Ⅱ溶剂：70-99.7％。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述接触处理包括将天然纺织材料浸没在含有含端异氰酸酯基的抗菌整理剂的抗菌整理液中10s-360min，或在天然纺织材料上喷涂或刷涂含有含端异氰酸酯基的抗菌整理剂的抗菌整理液；和/或，步骤B和C中，所述干燥包括晾干和/或烘干。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述烘干是在低于130℃条件下烘干。
9.根据权利要求6-8中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述第Ⅱ溶剂包括二氯甲烷、四氢呋喃、丙酮、丁酮、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、乙醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、氯仿、二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的一种或几种。
CN202111357040.8A 2021-11-16 2021-11-16 一种安全的持久抗菌天然纺织材料及其制备方法 Active CN113979894B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111357040.8A CN113979894B (zh) 2021-11-16 2021-11-16 一种安全的持久抗菌天然纺织材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111357040.8A CN113979894B (zh) 2021-11-16 2021-11-16 一种安全的持久抗菌天然纺织材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113979894A CN113979894A (zh) 2022-01-28
CN113979894B true CN113979894B (zh) 2023-06-23

Family

ID=79748839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111357040.8A Active CN113979894B (zh) 2021-11-16 2021-11-16 一种安全的持久抗菌天然纺织材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113979894B (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103025311B (zh) * 2010-05-25 2016-03-16 西姆莱斯有限公司 作为皮肤和/或毛发美白活性物的氨基甲酸薄荷酯化合物
CN109608637B (zh) * 2018-12-25 2020-12-11 北京化工大学 一种抗菌高分子材料及其制备方法与应用
CN110354113B (zh) * 2019-05-16 2023-05-26 北京化工大学 一种龙脑衍生物抗菌剂及其制备方法与应用
CN110306340B (zh) * 2019-05-16 2020-05-29 北京化工大学 表面修饰龙脑的抗菌天然纺织材料及其制备方法与应用
CN111101232B (zh) * 2019-12-27 2022-09-13 宁夏宁东泰和新材有限公司 一种抗菌氨纶的制备方法
CN111620794B (zh) * 2020-05-29 2021-08-10 北京化工大学 一种多巴胺衍生物抗菌剂及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN113979894A (zh) 2022-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110306340B (zh) 表面修饰龙脑的抗菌天然纺织材料及其制备方法与应用
CN111304918B (zh) 一种抗菌面料及其制备方法
CN112252046A (zh) 一种抗菌防螨面料及其制备方法
CN113737344B (zh) 一种抗菌除臭氨纶包覆纱
CN113979894B (zh) 一种安全的持久抗菌天然纺织材料及其制备方法
CN112779767B (zh) 一种用于纤维纱线以及布料的抗菌整理剂及其制备方法
CN109576980A (zh) 一种生态环保的涤棉混纺织物抗菌防皱整理方法
CN102094319A (zh) 一种纺织品抗菌剂及其制备与应用
CN112590317A (zh) 一种抗菌型纺粘无纺布材料及其制备方法
CN104805521B (zh) 一种具有抗菌功能的聚酯纤维的制备方法
CN111945423A (zh) 一种驱蚊抗菌织物制备方法
CN110761073A (zh) 一种抗菌面料
CN111772263A (zh) 一种口罩制造方法及采用该方法制得的口罩
CN103061125A (zh) 一种含有反应性官能团的卤胺类抗菌剂及其制备方法和应用
CN109457468A (zh) 一种纤维素类织物的抗菌整理方法
Hooda et al. Eco-friendly antimicrobial finish for wool fabric
CN112376265B (zh) 一种制备纺织品用抗微生物处理剂的方法
CN112680974A (zh) 一种蛋白质纤维生物法抗菌整理的方法
CN111434844A (zh) 一种生态型微生物控制材料及其制备方法
CN116516516B (zh) 一种抗菌改性氨纶纤维面料和制备方法
CN110306345B (zh) 一种医用抗菌棉纱布的制备方法
CN113756091B (zh) 一种添加香料的纺织品用整理剂
CN112709003B (zh) 无纺布及其制备方法
Christy et al. Assessment of anti-microbial activity on jute cotton blended fabric with aloe vera finish
Pachiyappan et al. Comparative study of antimicrobial activity of quaternary ammonium component coated knitted fabrics

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant