CN114947262A - 一种长效杀菌校服 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种长效杀菌校服，涉及校服领域。其中，长效杀菌校服由长效杀菌面料制成，所述长效杀菌面料包括基础面料层、紧贴所述基础面料层的耐水粘接层以及设于所述耐水粘接层背离基础面料层一侧的杀菌层；其中，所述耐水粘接层为耐水型水性聚氨酯乳液，所述杀菌层为纳米二氧化钛胶浆，所述纳米二氧化钛胶浆包括以下重量份的原料：纳米二氧化钛20‑30重量份、分散介质100重量份。本申请中的长效杀菌校服经水洗100次后，杀菌率仍在80%以上，具有长久杀菌的作用。

Description

一种长效杀菌校服

技术领域

本申请涉及校服领域，尤其是涉及一种长效杀菌校服。

背景技术

校服的服务对象主要是学生群体。学生是年轻富有活力的群体，喜欢进行户外活动。但是，夏天天气炎热，学生们在进行户外活动的时候，容易出汗。而目前的校服，长期浸湿在汗液中后，容易滋生细菌，导致校服出现一些黑色霉点，不仅会给人一种邋遢的感觉，且校服上黑色霉点的长期存在时，有黑色霉点的地方还容易产生破洞，影响校服的继续使用。

目前，为解决校服容易滋生细菌的问题，相关技术采用纳米二氧化钛胶浆对制作校服的面料进行处理，制得了具有杀菌性能的校服面料。但是，这种杀菌面料上的纳米二氧化钛经水洗后容易脱落，故杀菌面料的杀菌作用不持久。

发明内容

为了改善相关技术中校服面料杀菌作用不持久的问题，本申请提供一种长效杀菌校服。

本申请提供的一种长效杀菌校服采用如下的技术方案：

一种长效杀菌校服，由长效杀菌面料制成，所述长效杀菌面料包括基础面料层、紧贴所述基础面料层的耐水粘接层以及设于所述耐水粘接层背离基础面料层一侧的杀菌层；

其中，所述耐水粘接层为耐水型水性聚氨酯乳液，所述杀菌层为纳米二氧化钛胶浆，所述纳米二氧化钛胶浆包括以下重量份的原料：

纳米二氧化钛：20-30重量份

分散介质：100重量份。

可选的，所述基础面料层选用棉面料、涤纶面料中的任意一种。

本申请中的长效杀菌校服由长效杀菌面料制成。其中，制备长效杀菌面料时，先在基础面料层的外侧涂覆一层耐水型水性聚氨酯乳液，形成耐水粘接层后，再在耐水粘接层上涂覆杀菌层，一方面有利于显著提高杀菌层的附着牢度；另一方面，耐水型水性聚氨酯乳液的耐水性能好，能够预防杀菌层经水洗而脱落的问题，从而使得采用长效杀菌面料制成的校服具有长效杀菌效果。此外，本申请中的杀菌层具体由二氧化钛胶浆制成，二氧化钛在光的催化下，可以产生超氧化物阴离子自由基，该超氧化物阴离子自由基能够分解各种细菌，杀菌效果明显。

可选的，所述耐水型水性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：

(1)将100重量份异丙醇与50-70重量份水均匀混合，然后加入酸调节pH至1-1.5后，得到预混液；将预混液升温至80-85℃后，恒温，以2g/min-5g/min的速度加入40-50重量份环氧大豆油，加完后，超声震动20-30min，接着升温至60-70℃，继续反应2-3h，降温，得到多元醇；

(2)将多元醇加入2,2-二羟甲基丙酸中，搅拌至均匀分散后，加入丁酮；然后加入二异氰酸酯、催化剂以及低分子二醇，继续搅拌至均匀分散，升温至70-80℃恒温反应2-3h；接着降温至40-50℃，加入三乙胺，反应0.5-1h后，加入水，高速搅拌0.5-1h；最后除去丁酮，制得耐水型水性聚氨酯乳液；

其中，二异氰酸酯中异氰酸根与多元醇、低分子二醇中羟基总量的摩尔比为0.8-0.9。

耐水型水性聚氨酯乳液采用上述方法制得的耐水型水性聚氨酯乳液时，以棉面料为基础面料层的长效杀菌面料水洗100次后，长效杀菌面料的杀菌效果仍能保持80％以上。原因可能是该法制得的耐水型水性聚氨酯乳液与棉型基础面料层的结合牢度较好，同时耐水型水性聚氨酯的耐水性能较好。

可选的，所述环氧大豆油的加料速度为3g/min-3.5g/min。

通过采用上述技术方案，环氧大豆油的加料速度控制在3g/min-3.5g/min时，耐水型水性聚氨酯乳液的耐水性能，有利于进一步提高长效杀菌面料的持久杀菌性能。

可选的，所述催化剂选用二月桂酸二丁基锡、环烷酸锌中的任意一种或两种的组合物。

通过采用上述技术方案，二月桂酸二丁基锡、环烷酸锌的加入有利于加速异氰酸根与多元醇反应。

可选的，所述低分子二醇选用丙二醇、1,4-丁二醇中的任意一种或几种的组合物。

通过采用上述技术方案，丙二醇、1,4丁二醇等低分子二醇一方面能够使聚氨酯反应体系迅速地扩链和交联，另一方面，丙二醇、1,4丁二醇等低分子二醇能够进入水性聚氨酯的主链中，影响水性聚氨酯的性能。

可选的，所述低分子二醇选用2-甲基-1,3-丙二醇。

通过采用上述技术方案，低分子二醇选用2-甲基-1,3-丙二醇时，耐水型水性聚氨酯乳液与涤纶或锦纶基础面料层的结合牢度更好。

可选的，所述纳米二氧化钛胶浆中还加入了1-3重量份硅烷偶联剂。

通过采用上述技术方案，纳米二氧化钛选用硅烷偶联剂改性纳米二氧化钛时，有利于进一步提高纳米二氧化钛在分散介质中的分散性能，从而获得均匀的纳米二氧化钛胶浆。

可选的，所述分散介质选用乙醇水溶液。

通过采用上述技术方案，分散介质选用乙醇水溶液有利于加速耐水型水性聚氨酯乳液的固化。

可选的，所述长效杀菌面料的制备方法包括以下步骤：

S1、往基础面料层上涂覆一层耐水型水性聚氨酯乳液；

S2、往耐水型水性聚氨酯乳液上喷涂纳米二氧化钛胶浆，干燥固化后，制得长效杀菌面料。

通过采用上述技术方案，制备长效杀菌面料时，先在基础面料层的外侧涂覆一层耐水型水性聚氨酯乳液，形成耐水粘接层后，再在耐水粘接层上涂覆杀菌层，一方面有利于显著提高杀菌层的附着牢度；另一方面，耐水型水性聚氨酯乳液的耐水性能好，能够预防杀菌层经水洗而脱落的问题，从而使得采用长效杀菌面料制成的校服具有长效杀菌效果。

综上所述，本申请至少具备以下有益效果：

(1)制备长效杀菌面料时，先在基础面料层的外侧涂覆一层耐水型水性聚氨酯乳液，形成耐水粘接层后，再在耐水粘接层上涂覆杀菌层，一方面有利于显著提高杀菌层的附着牢度；另一方面，耐水型水性聚氨酯乳液的耐水性能好，能够预防杀菌层经水洗而脱落的问题，从而使得采用长效杀菌面料制成的校服具有长效杀菌效果。

(2)耐水型水性聚氨酯乳液采用上述方法制得的耐水型水性聚氨酯乳液时，以棉面料为基础面料层的长效杀菌面料水洗100次后，长效杀菌面料的杀菌效果仍能保持80％以上。原因可能是该法制得的耐水型水性聚氨酯乳液与棉型基础面料层的结合牢度较好，同时耐水型水性聚氨酯的耐水性能较好。

(3)低分子二醇选用2-甲基-1,3-丙二醇时，耐水型水性聚氨酯乳液与涤纶或锦纶基础面料层的结合牢度更好。

具体实施方式

以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。

制备例

制备例1

一种耐水型水性聚氨酯乳液，其制备方法包括以下步骤：

(1)将100kg异丙醇与70kg水均匀混合，然后加入硫酸调节pH至1.5后，得到预混液；将预混液升温至85℃后，恒温，以2g/min的速度加入50kg环氧大豆油，加完后，超声震动30min，接着升温至60℃，继续反应3h，降至室温，得到多元醇；

(2)将5.2kg多元醇加入20kg2,2-二羟甲基丙酸中，搅拌至均匀分散后，加入40kg丁酮；然后加入10kg4'4-二苯基甲烷二异氰酸酯、0.1kg二月桂酸二丁基锡以及2.5kg丙二醇，继续搅拌至均匀分散，升温至70℃恒温反应3h；接着降温至40℃，加入5kg三乙胺，反应1h后，加入10kg水，1000r/min搅拌1h；最后旋蒸除去丁酮，制得耐水型水性聚氨酯乳液；其中，4'4-二苯基甲烷二异氰酸酯中异氰酸根与多元醇、丙二醇中羟基总量的摩尔比为0.8。

制备例2

一种耐水型水性聚氨酯乳液，其制备方法包括以下步骤：

(1)将100kg异丙醇与50kg水均匀混合，然后加入硫酸调节pH至1后，得到预混液；将预混液升温至80℃后，恒温，以2g/min的速度加入40kg环氧大豆油，加完后，超声震动20min，接着升温至70℃，继续反应2h，降至室温，得到多元醇；

(2)将3.6kg多元醇加入20kg2,2-二羟甲基丙酸中，搅拌至均匀分散后，加入40kg丁酮；然后加入10kg4'4-二苯基甲烷二异氰酸酯、0.1kg二月桂酸二丁基锡以及2.5kg丙二醇，继续搅拌至均匀分散，升温至70℃恒温反应3h；接着降温至40℃，加入5kg三乙胺，反应1h后，加入10kg水，1000r/min搅拌1h；最后旋蒸除去丁酮，制得耐水型水性聚氨酯乳液；其中，4'4-二苯基甲烷二异氰酸酯中异氰酸根与多元醇、丙二醇中羟基总量的摩尔比为0.9。

制备例3

一种耐水型水性聚氨酯乳液，其制备方法包括以下步骤：

将34kg分子量为6000的聚醚多元醇加入20kg2,2-二羟甲基丙酸中，搅拌至均匀分散后，加入40kg丁酮；然后加入10kg4'4-二苯基甲烷二异氰酸酯、0.1kg二月桂酸二丁基锡以及2.5kg丙二醇，继续搅拌至均匀分散，升温至70℃恒温反应3h；接着降温至40℃，加入5kg三乙胺，反应1h后，加入10kg水，1000r/min搅拌1h；最后旋蒸除去丁酮，制得耐水型水性聚氨酯乳液；

其中，4'4-二苯基甲烷二异氰酸酯中异氰酸根与聚醚多元醇、丙二醇中羟基总量的摩尔比为0.8。

制备例4

一种耐水型水性聚氨酯乳液，其制备方法包括以下步骤：

丙二醇采用等摩尔量的2-甲基-1,3-丙二醇代替,2-甲基-1,3-丙二醇的加入量为2.96kg。

制备例5

一种耐水型水性聚氨酯乳液，其制备方法包括以下步骤：4'4-二苯基甲烷二异氰酸酯的加料速度为3.2g/min。

制备例6

一种耐水型水性聚氨酯乳液，其制备方法包括以下步骤：4'4-二苯基甲烷二异氰酸酯的加料速度为5g/min。

实施例

实施例1

一种长效杀菌校服，由长效杀菌面料制成，长效杀菌面料包括棉型基础面料层、紧贴棉型基础面料层的由耐水型水性聚氨酯乳液制成的耐水粘接层以及设于耐水粘接层背离棉型基础面料层一侧的由纳米二氧化钛胶浆制成的杀菌层。耐水粘接层的厚度在0.2-0.4mm，杀菌层的厚度在0.05-0.15mm。本实施例中，耐水粘接层的厚度以0.3mm为例，杀菌层的厚度以0.1mm为例。

长效杀菌面料的制备方法包括以下步骤：

S1、往棉型基础面料层上涂覆一层制备例1中制得的耐水型水性聚氨酯乳液；

S2、往耐水型水性聚氨酯乳液上喷涂纳米二氧化钛胶浆，干燥固化后，制得长效杀菌面料。

其中，本实施例的纳米二氧化钛胶浆由20kg纳米二氧化钛与100kg乙醇水溶液均匀混合制成，乙醇水溶液的质量浓度为20％。

实施例2

一种长效杀菌校服，与实施例1的区别在于：

采用的耐水型水性聚氨酯乳液由制备例2制得；

纳米二氧化钛胶浆由30kg纳米二氧化钛与100kg乙醇水溶液制成，乙醇水溶液的质量浓度为30％。

实施例3

一种长效杀菌校服，与实施例1的区别在于：

采用的耐水型水性聚氨酯乳液由制备例3制得。

实施例4

一种长效杀菌校服，与实施例1的区别在于：

采用的耐水型水性聚氨酯乳液由制备例4制得。

实施例5

一种长效杀菌校服，与实施例1的区别在于：

采用的耐水型水性聚氨酯乳液由制备例5制得。

实施例6

一种长效杀菌校服，与实施例1的区别在于：

采用的耐水型水性聚氨酯乳液由制备例6制得。

实施例7

一种长效杀菌校服，与实施例5的区别在于：

本实施例的纳米二氧化钛胶浆由20kg纳米二氧化钛、1kg硅烷偶联剂KH550以及100kg乙醇水溶液均匀混合制成，乙醇水溶液的质量浓度为20％。

实施例8

一种长效杀菌校服，与实施例5的区别在于：

本实施例的纳米二氧化钛胶浆由20kg纳米二氧化钛、3kg硅烷偶联剂KH550以及100kg乙醇水溶液均匀混合制成，乙醇水溶液的质量浓度为20％。

实施例9

一种长效杀菌校服，与实施例1的区别在于：

棉型基础面料层采用涤纶基础面料层代替。

实施例10

一种长效杀菌校服，与实施例4的区别在于：

棉型基础面料层采用涤纶基础面料层代替。

对比例

对比例1

一种校服，与实施例1的区别在于：

由杀菌面料制成，杀菌面料的制备方法如下：

往棉型基础面料层上喷涂由20kg纳米二氧化钛与100kg质量浓度为20％的乙醇水溶液均匀混合制成的纳米二氧化钛胶浆，干燥固化后，制得杀菌层厚度为0.1mm的杀菌面料。

对比例2

一种校服，与实施例1的区别在于：

由杀菌面料制成，杀菌面料的制备方法如下：

将纳米二氧化钛胶浆与耐水型水性聚氨酯均匀混合后，得到杀菌处理液；

往棉型基础面料层上喷涂杀菌处理液，干燥固化后，制得杀菌层厚度为0.4mm的杀菌面料。

性能检测数据杀菌率：以金黄色葡萄球菌的杀菌效果为例，测试不同杀菌面料对金黄色葡萄球菌的杀菌效果，其中，杀菌率≥98％时，杀菌效果为5A+，90％≤杀菌率<98％时，杀菌效果为5A；80％≤杀菌率<90％时，杀菌效果为4A；70％≤杀菌率<80％时，杀菌效果为3A；60％≤杀菌率<70％时，杀菌效果为2A；50％≤杀菌率<60％时，杀菌效果为A。

表1实施例1-8与对比例1-2中杀菌面料的杀菌率

分析实施例1与对比例1并结合表1中的数据可知，若直接在基础面料层上涂覆纳米二氧化钛胶浆制得杀菌面料时，该杀菌面料水洗100次后，杀菌等级急剧下降。由此可见，直接在基础面料层上涂覆纳米二氧化钛胶浆时，由纳米二氧化钛胶浆制成的杀菌层的耐水性能极差，不利于获得长效杀菌面料。

分析实施例1与对比例2并结合表1中的数据可知，若直接在基础面料层上一步涂覆由耐水型水性聚氨酯乳液与纳米二氧化钛胶浆两者的混合液时，杀菌面料水洗前的杀菌等级降低，也就是杀菌面料的杀菌性能降低。

分析实施例1与实施例3并结合表1中的数据可知，实施例3与实施例1所采用的多元醇不一样，实施例1中的多元醇由环氧大豆油与异丙醇制成，实施例3中的多元醇采用分子量为6000的聚醚多元醇，结合表1中的数据可知，实施例1中的长效杀菌面料经100次水洗后的杀菌等级优于实施例3中的长效杀菌面料，由此可见，实施例1中所采用的耐水型水性聚氨酯乳液的耐水性能更优。

分析实施例1与实施例4并结合表1中的数据可知，实施例1与实施例4的区别在于低分子二醇不同，实施例4采用支链化的2-甲基-1,3-丙二醇，结合表1中的数据可知，低分子二醇采用2-甲基-1,3-丙二醇时，长效杀菌面料水洗100次后的杀菌等级更高。原因可能是低分子二醇采用2-甲基-1,3-丙二醇时，耐水型水性聚氨酯乳液与棉型基础面料层的结合牢度与耐水性能进一步提高。

分析实施例1与实施例5-6并结合表1中的数据可知，实施例1与实施例5-6的区别在于4'4-二苯基甲烷二异氰酸酯的加料速度不同，其中，4'4-二苯基甲烷二异氰酸酯的加料速度控制在3.2g/min时，耐水型水性聚氨酯乳液与基础面料层的结合牢度更强、耐水性能更优。

分析实施例5与实施例7-8并结合表1中的数据可知，实施例5与实施例7-8的区别在于纳米二氧化钛胶浆不同，当往纳米二氧化钛胶浆中加入硅烷偶联剂时，长效杀菌面料的杀菌等级进一步提高。原因可能是硅烷偶联剂的加入进一步提高了纳米二氧化钛在分散介质中的分散性能。

表2实施例1、4与实施例9-10长效杀菌面料的杀菌性能对比

分析实施例1与实施例9并结合表2中的数据可知，当低分子二醇采用丙二醇时，选用棉型基础面料层的长效杀菌面料水洗100次后，杀菌等级为4A级，选用涤纶基础面料层的长效杀菌面料水洗100次后，杀菌等级为3A等级。由此可见，当低分子二醇采用丙二醇时，基础面料层选用棉型基础面料层更优。

分析实施例4与实施例10并结合表2中的数据可知，当低分子二醇采用2-甲基-1,3-丙二醇时，无论基础面料层选用棉型基础面料层还是选用涤纶基础面料层，长效杀菌面料水洗100次后，杀菌等级仍有5A级。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种长效杀菌校服，其特征在于，由长效杀菌面料制成，所述长效杀菌面料包括基础面料层、紧贴所述基础面料层的耐水粘接层以及设于所述耐水粘接层背离基础面料层一侧的杀菌层；

其中，所述耐水粘接层为耐水型水性聚氨酯乳液，所述杀菌层为纳米二氧化钛胶浆，所述纳米二氧化钛胶浆包括以下重量份的原料：

纳米二氧化钛：20-30重量份

分散介质：100重量份。

2.根据权利要求1所述的一种长效杀菌校服，其特征在于：所述耐水型水性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：

（1）将100重量份异丙醇与50-70重量份水均匀混合，然后加入酸调节pH至1-1.5后，得到预混液；将预混液升温至80-85℃后，恒温，以2g/min-5g/min的速度加入40-50重量份环氧大豆油，加完后，超声震动20-30min，接着升温至60-70℃，继续反应2-3h，降温，得到多元醇；

（2）将多元醇加入2,2-二羟甲基丙酸中，搅拌至均匀分散后，加入丁酮；然后加入二异氰酸酯、催化剂以及低分子二醇，继续搅拌至均匀分散，升温至70-80℃恒温反应2-3h；接着降温至40-50℃，加入三乙胺，反应0.5-1h后，加入水，高速搅拌0.5-1h；最后除去丁酮，制得耐水型水性聚氨酯乳液；

其中，二异氰酸酯中异氰酸根与多元醇、低分子二醇中羟基总量的摩尔比为0.8-0.9。

3.根据权利要求2所述的一种长效杀菌校服，其特征在于：所述环氧大豆油的加料速度为3g/min-3.5g/min。

4.根据权利要求1所述的一种长效杀菌校服，其特征在于：所述催化剂选用二月桂酸二丁基锡、环烷酸锌中的任意一种或两种的组合物。

5.根据权利要求1所述的一种长效杀菌校服，其特征在于：所述低分子二醇选用丙二醇、1,4-丁二醇中的任意一种或几种的组合物。

6.根据权利要求1所述的一种长效杀菌校服，其特征在于：所述低分子二醇选用2-甲基-1,3-丙二醇。

7.根据权利要求1所述的一种长效杀菌校服，其特征在于：所述纳米二氧化钛胶浆中还加入了1-3重量份硅烷偶联剂。

8.根据权利要求1所述的一种长效杀菌校服，其特征在于：所述分散介质选用乙醇水溶液。

9.根据权利要求1所述的一种长效杀菌校服，其特征在于：所述长效杀菌面料的制备方法包括以下步骤：

S1、往基础面料层上涂覆一层耐水型水性聚氨酯乳液；

S2、往耐水型水性聚氨酯乳液上喷涂纳米二氧化钛胶浆，干燥固化后，制得长效杀菌面料。