CN115198423B - 一种抗菌阻燃涤纶面料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗菌阻燃涤纶面料及其制备方法，涉及涤纶面料技术领域，包含如下步骤；步骤10、对涤纶纤维采用多孔氧化铝配合纳米氧化锌进行改性；步骤20、对部分改性纤维进行阻燃改性，对另一部分的改性纤维进行拒水改性；步骤30、以阻燃纤维作为经线、以拒水纤维作为纬线，两者比值在0.6至1.5之间，采用编织设备，完成改性涤纶面料的制备；步骤40、面料杀菌改性处理，制备完成。可以氧化还原吸附在表面的有机气体分子，达成了杀菌除菌的目的。含氟和硅的物质既可阻燃又有拒水作用，能够在纤维表面整齐排列，从而可以降低纤维表面能，使织物具有一定的阻燃性和疏水性。分散剂具有很好的吸附络合效果，很大程度上增加颜料吸附效果。
Description
技术领域
本发明涉及涤纶面料技术领域，具体为一种抗菌阻燃涤纶面料及其制备方法。
背景技术
涤纶面料是日常生活中用得非常多的一种化纤服装面料，其最大的优点是抗皱性和保形性很好，因此，适合做外套服装、各类箱包和帐篷等户外用品。但是涤纶面料由于其功能已经过于单一，不再满足需求，因此各种由涤纶改性而成的面料也逐渐被制备出来。
现在较为常见的涤纶面料大多具备抗菌效果，少部分的涤纶面料还兼具阻燃效果，但是经过阻燃剂整理之后的面料通常都具备较佳的阻燃性能，也正由于阻燃剂的整理，现有的涤纶面料透气性能通常较差，而且由于现有抗菌剂通常为无机抗菌剂，例如说为银离子系列抗菌剂，其杀菌原理同样适用在人体上，也就是说，少部分的用户会因此产生皮肤损伤或者过敏，安全性不足。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种抗菌阻燃涤纶面料及其制备方法，对涤纶纤维采用多孔氧化铝配合纳米氧化锌进行改性；对选部分改性纤维进行阻燃改性，对另一部分的改性纤维进行拒水改性；采用编制设备，完成改性涤纶面料的制备；从而起到氧化还原吸附在表面的有机气体分子等作用，达成了杀菌除菌的目的，解决背景技术中的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种抗菌阻燃涤纶面料的制备方法，包含如下步骤；步骤10、对涤纶纤维采用多孔氧化铝配合纳米氧化锌进行改性；步骤20、对部分改性纤维进行阻燃改性，对另一部分的改性纤维进行拒水改性；步骤30、以阻燃纤维作为经线、以拒水纤维作为纬线，两者比值在0.6至1.5之间，采用编织设备，完成改性涤纶面料的制备；步骤40、面料杀菌改性处理，制备完成。
进一步的，步骤10中包含有：步骤11、将质量为1比1的纳米氧化锌和多孔氧化铝作为添加剂，通过磁力搅拌器搅拌，使两者在容器内分布均匀；步骤12、将混合后的添加剂在真空烘箱中150℃干燥最少2h；步骤13、将涤纶切片，将切片投入真空烘箱干燥，干燥温度设置为100至120℃，干燥时间最少为2h；步骤14、向混合添加剂中加入适量的分散剂，在熔融状态下，利用高速混合设备进行高速共混处理；冷却后，将改性后的涤纶采用螺杆挤出，形成丝条。
进一步的，步骤20、包含如下内容；步骤21、制备质量浓度500g/L的AMOP阻燃剂整理液中，并在阻燃剂整理液中加入20g/L氯化铵引发，在酸性条件下，加入渗透剂JFC；步骤22、将一次改性纤维投入至混合液中，充分反应最少60min，生成阻燃改性物。
进一步的，在步骤22之后还包括：步骤23、在室温下，对阻燃改性物进行风干，接着焙烘3min，焙烘温度为100至120℃；步骤24、将烘焙后阻燃改性纤维冷却，此时阻燃改性纤维完成。
进一步的，步骤30包含如下内容；步骤31、配置拒水整理液，柔软剂的质量比为2，SFA拒水剂的质量份为4-6，渗透剂JFC为2，有机酸1；步骤32、浸泡改性：将一次改性纤维投入拒水整理液中，浸泡最少4h，直至反应充分；步骤33、焙烘处理，烘焙的温度为130℃，持续时间为3min；步骤34、待纤维冷却，拒水改性完成。
进一步的，步骤40中，以阻燃纤维作为经线、以拒水纤维作为纬线，两者1比1，采用编织设备，完成改性涤纶面料的制备。
进一步的，步骤40包含如下内容：步骤41、选用纳米二氧化钛、内交联剂及分散剂，温度为60至85度的碱性条件下制备混合溶液，并采用磁力搅拌器进行充分搅拌，直至纳米二氧化钛在混合溶液中充分分散。
进一步的，在步骤41之和之后还存在：步骤42、将改性面料投入至混合液中，充分浸渍2至3h；步骤43、取出浸泡后的改性面料，在通风条件下，自然风干，此时改性面料制备完成。
一种抗菌阻燃涤纶面料，其至少包含有质量份的：纳米二氧化钛2-4份、拒水剂3-5份、纳米氧化锌3-5份、阻燃剂3-5份、纳米碳酸钙3-5份；其中，阻燃改性涤纶纤维作为经线，拒水改性涤纶纤维作为纬线，两者质量份比值在0.6至1.5之间，共计200份；%阻燃剂和%多孔氧化铝与%纳米二氧化钛之和的比值加上%纳米氧化锌与%多孔氧化铝的比值在1和2之间。
（三）有益效果
本发明提供了一种抗菌阻燃涤纶面料及其制备方法。具备以下有益效果：
纳米ZnO及纳米TiO2表面的氧分子在俘获高活性电子（e-）之后，其表面的H2O或OH－俘获带正电荷的空穴（h+），分别形成了－O2 －和－OH，而这些基团具有较好的氧化能力，能够氧化还原吸附在表面的有机气体分子，例如说蛋白质分子，高分子有机物等，生成对环境无害的水和二氧化碳等物质，从而将空气中的有害气体去除达到除味净化的目的，在此过程中，也达成了杀菌除菌的目的，相对于银离子杀菌剂，安全性更高。
聚硅氧烷类阻燃拒水整理剂常利用带活性基团的阻燃单体与聚硅氧烷反应，使其分子上既有硅元素也有其他的阻燃元素，达到同时赋予纺织品拒水和阻燃性能的效果；含氟和硅的物质既可阻燃又有拒水作用，能够在纤维表面整齐排列，从而可以降低纤维表面能，使织物具有一定的阻燃性和疏水性。此外，长链烷基化合物也具有较低的表面能，将其整理到织物上，能够降低织物的表面能，使织物具有疏水性。
含氟拒水拒油整理剂中氟原子的电负性大，直径小，且键的键能高，因此含有大量碳氟键的化合物分子间凝聚力小，使化合物的表面自由能显著降低，使水与织物的接触角达到120°以上，与氢原子相比，氟原子更容易将键屏蔽起来，保持高度的稳定性，含氟整理剂有低浓度、高效果的特点，可以使处理后的织物保持良好的手感，优异的透气性、透湿性，耐磨性性能更好，而且还具有一定的阻燃性能。
通过利用拒水剂拒水改性，增加涤纶纤维表面的接触角，使其表面的接触角最少不低于120度，从而使其具备较好的拒水性，赋予涤纶纤维的较佳的拒水性；通过添加分散剂，一方面是使纳米二氧化钛在面料表面分散得更加均匀，而且分散剂具有很好的吸附络合效果，能够很大程度上增加颜料吸附效果。
附图说明
图1为本发明中抗菌阻燃涤纶面料制备方法示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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
请参阅图1，本发明提供一种抗菌阻燃涤纶面料，在其制备过程中，包含如下步骤；
步骤S10、对涤纶纤维采用多孔氧化铝配合纳米氧化锌进行改性；其包含有：
S11、将质量大致为1比1的纳米氧化锌和多孔氧化铝作为添加剂，通过磁力搅拌器搅拌，使两者在容器内分布均匀；添加剂的质量比为占比为大致为3%至5%，两种添加剂之间大致为1比1。
S12、将混合后的添加剂在真空烘箱中150℃干燥最少2h；
S13、将涤纶切片，将切片投入真空烘箱干燥，干燥温度设置为100至120℃，干燥时间最少为2h，以确保切片处于干燥状态，水分能够被充分去除；
S14、向混合添加剂中，加入适量的分散剂，在熔融状态下，利用高速混合设备进行高速共混处理；冷却后，将改性后的涤纶采用螺杆挤出，形成丝条；
此时，涤纶的第一改性完成，通过多孔氧化铝及纳米氧化锌的改性，能够赋予涤纶较好的抗菌性能及透气性能，其中，添加剂的质量比为占比为大致为3%至5%，两种添加剂之间大致为1比1。
纳米ZnO及纳米TiO2表面的氧分子在俘获高活性电子（e-）之后，其表面的H2O或OH－俘获带正电荷的空穴（h+），分别形成了－O2－和－OH，而这些基团具有较好的氧化能力，能够氧化还原吸附在表面的有机气体分子，例如说蛋白质分子，高分子有机物等，生成对环境无害的水和二氧化碳等物质，从而将空气中的有害气体去除达到除味净化的目的，在此过程中，也达成了杀菌除菌的目的。
通过加入多孔氧化铝，能够调节透气材料的孔洞的数量及孔隙率，进而能够增加透气材料的透气性能；而且多孔氧化铝在反应过程中，会发生体积收缩效应，会在透气粉中形成新的气孔，也会增加透气粉的透气性能。
步骤S20、选用一部分的改性纤维进行阻燃改性；具体的包含如下内容；
S21、制备质量浓度500g/L的AMOP阻燃剂整理液中，并在阻燃剂整理液中加入20g/L氯化铵进行引发，在酸性条件下，加入渗透剂JFC；
S22、将一次改性纤维投入至混合液中，充分反应最少60min，生成阻燃改性物；
S23、在室温下，对阻燃改性物进行风干，接着焙烘3min，焙烘温度为100至120℃；
S24、将烘焙后阻燃改性纤维冷却，此时阻燃改性纤维完成。
聚硅氧烷类阻燃拒水整理剂常利用带活性基团的阻燃单体与聚硅氧烷反应，使其分子上既有硅元素也有其他的阻燃元素，达到同时赋予纺织品拒水和阻燃性能的效果；含氟和硅的物质既可阻燃又有拒水作用，能够在纤维表面整齐排列，从而可以降低纤维表面能，使织物具有一定的阻燃性和疏水性。此外，长链烷基化合物也具有较低的表面能，将其整理到织物上，能够降低织物的表面能，使织物具有疏水性。
步骤S30、选用一部分的改性纤维进行拒水改性；具体的包含如下内容；
S31、配置拒水整理液；其中，柔软剂的质量比为2，SFA拒水剂的质量份为4-6，渗透剂JFC为2，有机酸1；
S32、浸泡改性：将一次改性纤维投入拒水整理液中，浸泡最少4h，直至反应充分；
S33、焙烘处理，烘焙的温度为130℃，持续时间为3min；
S34、待纤维冷却，拒水改性完成；
含氟拒水拒油整理剂中氟原子的电负性大，直径小，且键的键能高，因此含有大量碳氟键的化合物分子间凝聚力小，使化合物的表面自由能显著降低，使水与织物的接触角达到120°以上，与氢原子相比，氟原子更容易将键屏蔽起来，保持高度的稳定性，含氟整理剂有低浓度、高效果的特点，可以使处理后的织物保持良好的手感，优异的透气性、透湿性，耐磨性性能更好，而且还具有一定的阻燃性能。通过利用拒水剂拒水改性，增加涤纶纤维表面的接触角，使其表面的接触角最少不低于120度，从而使其具备较好的拒水性，赋予涤纶纤维的较佳的拒水性。
步骤S40、以阻燃纤维作为经线、以拒水纤维作为纬线，两者4比6，采用编织设备，完成改性涤纶面料的制备。
使用时，基于此，能够减少改性成本的前提下，同时赋予涤纶面料较好的拒水性和阻燃性，以及抗菌性能。
步骤S50、面料杀菌改性处理；包含如下内容：
S51、选用纳米二氧化钛、内交联剂及分散剂，60至85度的碱性条件下制备混合溶液，并采用磁力搅拌器进行充分搅拌，直至纳米二氧化钛在混合溶液中充分分散；
S52、将改性面料投入至混合液中，充分浸渍2至3h；
S53、取出浸泡后的改性面料，在通风条件下，自然风干，此时改性面料制备完成。
在本方案中，所采用的分散剂为三聚磷酸钠、聚羧酸盐、烷基芳基磷酸盐、烷基苯磺酸盐中的一种活动多种混合物；其中，通过添加分散剂，一方面是使纳米二氧化钛在面料表面分散得更加均匀，而且分散剂具有很好的吸附络合效果，能够很大程度上增加颜料吸附效果。
实施例2
与实施例1的区别在于，
步骤S10、对涤纶纤维采用多孔氧化铝配合纳米氧化锌进行改性；
步骤S20、选用一部分的改性纤维进行阻燃改性；
步骤S30、选用一部分的改性纤维进行拒水改性；柔软剂的质量比为2，SFA拒水剂的质量份为4，渗透剂JFC为2，有机酸1；
步骤S40、以阻燃纤维作为经线、以拒水纤维作为纬线；两者4比6；
步骤S50、面料杀菌改性处理。
实施例3
与实施例1的区别在于，
步骤S10、对涤纶纤维采用多孔氧化铝配合纳米氧化锌进行改性；
步骤S20、选用一部分的改性纤维进行阻燃改性；
步骤S30、选用一部分的改性纤维进行拒水改性；柔软剂的质量比为2，SFA拒水剂的质量份为4，渗透剂JFC为2，有机酸1；
步骤S40、以阻燃纤维作为经线、以拒水纤维作为纬线；两者5比5；
步骤S50、面料杀菌改性处理。
实施例4
与实施例1的区别在于，
步骤S10、对涤纶纤维采用多孔氧化铝配合纳米氧化锌进行改性；
步骤S20、选用一部分的改性纤维进行阻燃改性；
步骤S30、选用一部分的改性纤维进行拒水改性；柔软剂的质量比为2，SFA拒水剂的质量份为4，渗透剂JFC为2，有机酸1；
步骤S40、以阻燃纤维作为经线、以拒水纤维作为纬线；两者6比4；
步骤S50、面料杀菌改性处理。
实施例5
与实施例1的区别在于，
步骤S10、对涤纶纤维采用多孔氧化铝配合纳米氧化锌进行改性；
步骤S20、选用一部分的改性纤维进行阻燃改性；
步骤S30、选用一部分的改性纤维进行拒水改性；柔软剂的质量比为2，SFA拒水剂的质量份为5，渗透剂JFC为2，有机酸1；
步骤S40、以阻燃纤维作为经线、以拒水纤维作为纬线；两者4比6；
步骤S50、面料杀菌改性处理。
实施例6
与实施例1的区别在于，
步骤S10、对涤纶纤维采用多孔氧化铝配合纳米氧化锌进行改性；
步骤S20、选用一部分的改性纤维进行阻燃改性；
步骤S30、选用一部分的改性纤维进行拒水改性；柔软剂的质量比为2，SFA拒水剂的质量份为5，渗透剂JFC为2，有机酸1；
步骤S40、以阻燃纤维作为经线、以拒水纤维作为纬线；两者5比5；
步骤S50、面料杀菌改性处理。
实施例7
与实施例1的区别在于，
步骤S10、对涤纶纤维采用多孔氧化铝配合纳米氧化锌进行改性；
步骤S20、选用一部分的改性纤维进行阻燃改性；
步骤S30、选用一部分的改性纤维进行拒水改性；柔软剂的质量比为2，SFA拒水剂的质量份为5，渗透剂JFC为2，有机酸1；
步骤S40、以阻燃纤维作为经线、以拒水纤维作为纬线；两者6比4；
步骤S50、面料杀菌改性处理。
实施例8
与实施例1的区别在于，
步骤S10、对涤纶纤维采用多孔氧化铝配合纳米氧化锌进行改性；
步骤S20、选用一部分的改性纤维进行阻燃改性；
步骤S30、选用一部分的改性纤维进行拒水改性；柔软剂的质量比为2，SFA拒水剂的质量份为6，渗透剂JFC为2，有机酸1；
步骤S40、以阻燃纤维作为经线、以拒水纤维作为纬线；两者4比6；
步骤S50、面料杀菌改性处理。
实施例9
与实施例1的区别在于，
步骤S10、对涤纶纤维采用多孔氧化铝配合纳米氧化锌进行改性；
步骤S20、选用一部分的改性纤维进行阻燃改性；
步骤S30、选用一部分的改性纤维进行拒水改性；柔软剂的质量比为2，SFA拒水剂的质量份为6，渗透剂JFC为2，有机酸1；
步骤S40、以阻燃纤维作为经线、以拒水纤维作为纬线；两者5比5；
步骤S50、面料杀菌改性处理。
实施例10
与实施例1的区别在于，
步骤S10、对涤纶纤维采用多孔氧化铝配合纳米氧化锌进行改性；
步骤S20、选用一部分的改性纤维进行阻燃改性；
步骤S30、选用一部分的改性纤维进行拒水改性；柔软剂的质量比为2，SFA拒水剂的质量份为6，渗透剂JFC为2，有机酸1；
步骤S40、以阻燃纤维作为经线、以拒水纤维作为纬线；两者6比4；
步骤S50、面料杀菌改性处理。
抗菌性能测试
参照FZ/T73023标准中的振荡法进行测试，测试结果见表1：
表1、抗菌阻燃面料抗菌效果检测
阻燃性能
采用GB/T8410—2006《汽车内饰材料的燃烧特性》标准进行测试。测试前应在（23±2）℃和相对湿度45%～55%的标准状态下对试样进行状态调节至少24h。燃烧速度以所测5块样品的燃烧速度最大值为试验结果；
表2、抗菌阻燃面料阻燃效果检测
透气性的测定
根据GB/T5453-1997标准，织物压降选择100Pa，测试结果见表3；
表格3抗菌阻燃面料抗菌面料透气、拒水检测
。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种抗菌阻燃涤纶面料的制备方法，其特征在于：包含如下步骤：
步骤10、对涤纶纤维采用多孔氧化铝配合纳米氧化锌进行改性；
步骤20、对部分改性纤维进行阻燃改性；
步骤30、对另一部分的改性纤维进行拒水改性；
步骤40、以阻燃纤维作为经线、以拒水纤维作为纬线，两者比值在0.6至1.5之间，采用编织设备，完成改性涤纶面料的制备；
步骤50、面料杀菌改性处理，制备完成；
其中，步骤10中包含有：
步骤11、将质量为1比1的纳米氧化锌和多孔氧化铝作为添加剂，通过磁力搅拌器搅拌，使两者在容器内分布均匀；
步骤12、将混合后的添加剂在真空烘箱中150℃干燥最少2h；
步骤13、将涤纶切片，将切片投入真空烘箱干燥，干燥温度设置为100至120℃，干燥时间最少为2h；
步骤14、向混合添加剂中加入适量的分散剂，在熔融状态下，利用高速混合设备进行高速共混处理；冷却后，将改性后的涤纶采用螺杆挤出，形成丝条；
其中，步骤20中包含有：
步骤21、制备质量浓度500g/L的AMOP阻燃剂整理液中，并在阻燃剂整理液中加入20g/L氯化铵引发，在酸性条件下，加入渗透剂JFC；
步骤22、将部分改性纤维投入至混合液中，充分反应最少60min，生成阻燃改性物；
在步骤22之后还包括：步骤23、在室温下，对阻燃改性物进行风干，接着焙烘3min，焙烘温度为100至120℃；步骤24、将烘焙后阻燃改性纤维冷却，此时阻燃改性纤维完成。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌阻燃涤纶面料的制备方法，其特征在于：步骤30包含如下内容：
步骤31、配置拒水整理液，柔软剂的质量份为2，SFA拒水剂的质量份为4-6，渗透剂JFC的质量份为2，有机酸的质量份为1；
步骤32、浸泡改性：将另一部分的改性纤维投入拒水整理液中，浸泡最少4h，直至反应充分；
步骤33、焙烘处理，烘焙的温度为130℃，持续时间为3min；
步骤34、待纤维冷却，拒水改性完成。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌阻燃涤纶面料的制备方法，其特征在于：步骤40中，以阻燃纤维作为经线、以拒水纤维作为纬线，两者1比1，采用编织设备，完成改性涤纶面料的制备。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌阻燃涤纶面料的制备方法，其特征在于：步骤50包含如下内容：步骤51、选用纳米二氧化钛、内交联剂及分散剂，温度为60至85度的碱性条件下制备混合溶液，并采用磁力搅拌器进行充分搅拌，直至纳米二氧化钛在混合溶液中充分分散。
5.根据权利要求4所述的一种抗菌阻燃涤纶面料的制备方法，其特征在于：在步骤51之后还存在：步骤52、将改性涤纶面料投入至混合液中，充分浸渍2至3h；步骤53、取出浸泡后的改性涤纶面料，在通风条件下，自然风干，此时抗菌阻燃涤纶面料制备完成。
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