CN116041749A - 一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于抗菌纤维制备技术领域，具体涉及一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒及其制备方法，制备步骤包括如下：步骤一：按重量份数准备原料：纤维基料18‑25份、络氨铜粉体7‑10份、粉体树脂10‑12份、修饰剂1‑3份、还原剂1‑1.5份、活性炭3‑5份、去离子水2‑3份；步骤二：将修饰剂加入络氨铜粉体中并进行混合，混合60‑90min后即得纳米铜系粉体；本发明通过在母粒制备过程中添加铜离子，其物理特性可以介入破坏细菌的核，从而使得细菌失活，从而使得制得的母粒具备抗菌性能，而为避免失活细菌产生异味，本发明通过加入粉体树脂，且粉体树脂中添加十二烷基苯磺酸钠与多乙烯多胺能够有效吸附失活细菌的异味和羽绒服内部羽绒的异味。

Description

一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒及其制备方法
技术领域
本发明属于抗菌纤维制备技术领域，具体涉及一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒及其制备方法。
背景技术
由于现代生活中对于羽绒制品的卫生要求提升，抗菌类羽绒产品逐渐便得受到消费者的欢迎，羽绒类产品在制备过程中常将抗菌母粒和分散剂等助剂与纤维基体树脂混合，通过熔融纺丝生产抗菌的纤维布料，抗菌剂不仅存在于纤维的表面，而且均匀分散于纤维之中，抗菌效果比较持久。
各种抗菌剂均匀分散在基体树脂中作成浓缩体，即抗菌母粒。以一定量抗菌母粒和相应的树脂粒子掺混后，按照纤维的加工成型方法，即可制得表面具有抗菌作用(杀菌和抑菌作用)的抗菌纤维。
抗菌、除臭材料是通过添加一定的抗菌、除臭物质，使材料具有抑制或杀灭表面细菌能力的功能材料，但目前适合于添加到基体树脂的抗菌材料，其抗菌效果、毒性、环保性、安全性以及与塑料的结合效果并不能令人满意。
发明内容
本发明的目的就在于为了提供一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒及其制备方法，以解决背景技术中提出的问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒的制备方法，制备步骤包括如下：
步骤一：按重量份数准备原料：纤维基料18-25份、络氨铜粉体7-10份、粉体树脂10-12份、修饰剂1-3份、还原剂1-1.5份、活性炭3-5份、去离子水2-3份；
步骤二：将修饰剂加入络氨铜粉体中并进行混合，混合60-90min后即得纳米铜系粉体；
步骤三：将制得的纳米铜系粉体与粉体树脂混合均匀，混合完成后经挤出、造粒，挤出温度为150℃，即得到混合粉体树脂；
步骤四：将制得的混合粉体树脂浸泡在还原剂的水溶液中，用去离子水冲洗，冲洗后进行干燥2-3h，即得到铜纳米粒子树脂；
步骤五：将制得的铜纳米粒子树脂和活性炭、纤维基料熔融混炼，经过挤出、造粒，挤出温度为180℃，即得所述纳米抗菌除臭母粒。
进一步改进在于，所述粉体树脂的制备步骤包括：
步骤一：将十二烷基苯磺酸钠与多乙烯多胺按照摩尔比1:1进行混合，得到混合物；
步骤二：将上述混合物与PP树脂粉体按质量比2:3混合即得粉体树脂。
进一步改进在于，所述步骤二中混合操作具体为：将修饰剂和络氨铜粉体共同放入捏合机进行混合修饰，温度为20-25℃，搅拌速度为500r/min。
进一步改进在于，所述纤维基料为聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维、聚氯乙烯中的至少一种。
进一步改进在于，所述修饰剂选用乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种。
进一步改进在于，所述还原剂选用硼氢化钠、水合肼中的一种，其中还原剂的浓度是0.1～1g/L。
一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒，其由上述任一项所述制备方法制得。
本发明的有益效果在于：
1)本发明通过在母粒制备过程中添加铜离子，其物理特性可以介入破坏细菌的核，从而使得细菌失活，从而使得制得的母粒具备抗菌性能，而为避免失活细菌产生异味，本发明通过加入粉体树脂，且粉体树脂中添加十二烷基苯磺酸钠与多乙烯多胺能够有效吸附失活细菌的异味和羽绒服内部羽绒的异味；
2)本发明通过在母粒制备过程中添加粉体树脂和纳米铜系粉体在还原剂水溶液中浸泡步骤，将铜系粉体中铜离子接枝到粉体树脂表面和其粉体孔隙中,使得到的铜纳米粒子树脂直接与细菌接触,进一步提升抗菌和杀菌效果；
3)本发明通过在母粒制备过程中少量添加活性炭，其能够物理吸附母粒内未接枝到粉体树脂表面和其粉体孔隙中的铜离子，防止游离的铜离子使母粒制得的织物呈现色差。
具体实施方式
下面对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒的制备方法，制备步骤包括如下：
步骤一：按重量份数准备原料：聚丙烯腈纤维18份、络氨铜粉体7份、粉体树脂10份、3-氨丙基三甲氧基硅烷1份、硼氢化钠1份、活性炭3份、去离子水2份；
步骤二：将3-氨丙基三甲氧基硅烷加入络氨铜粉体中并进行混合，混合60min后即得纳米铜系粉体；
步骤三：将制得的纳米铜系粉体与粉体树脂混合均匀，混合完成后经挤出、造粒，挤出温度为150℃，即得到混合粉体树脂；
步骤四：将制得的混合粉体树脂浸泡在硼氢化钠的水溶液中，用去离子水冲洗，冲洗后进行干燥2h，即得到铜纳米粒子树脂；
步骤五：将制得的铜纳米粒子树脂和活性炭、聚丙烯腈纤维熔融混炼，经过挤出、造粒，挤出温度为180℃，即得所述纳米抗菌除臭母粒。
其中，所述粉体树脂的制备步骤包括：
步骤一：将十二烷基苯磺酸钠与多乙烯多胺按照摩尔比1:1进行混合，得到混合物；
步骤二：将上述混合物与PP树脂粉体按质量比2:3混合即得粉体树脂。
实施例2
一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒的制备方法，制备步骤包括如下：
步骤一：按重量份数准备原料：聚乙烯醇纤维20份、络氨铜粉体8份、粉体树脂11份、乙烯基三甲氧基硅烷2份、水合肼1.2份、活性炭4份、去离子水2.5份；
步骤二：将乙烯基三甲氧基硅烷加入络氨铜粉体中并进行混合，混合80min后即得纳米铜系粉体；
步骤三：将制得的纳米铜系粉体与粉体树脂混合均匀，混合完成后经挤出、造粒，挤出温度为150℃，即得到混合粉体树脂；
步骤四：将制得的混合粉体树脂浸泡在水合肼的水溶液中，用去离子水冲洗，冲洗后进行干燥2h，即得到铜纳米粒子树脂；
步骤五：将制得的铜纳米粒子树脂和活性炭、聚乙烯醇纤维熔融混炼，经过挤出、造粒，挤出温度为180℃，即得所述纳米抗菌除臭母粒。
其中，所述粉体树脂的制备步骤包括：
步骤一：将十二烷基苯磺酸钠与多乙烯多胺按照摩尔比1:1进行混合，得到混合物；
步骤二：将上述混合物与PP树脂粉体按质量比2:3混合即得粉体树脂。
实施例3
一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒的制备方法，制备步骤包括如下：
步骤一：按重量份数准备原料：聚氯乙烯25份、络氨铜粉体10份、粉体树脂12份、乙烯基三甲氧基硅烷3份、还原剂1.5份、活性炭5份、去离子水3份；
步骤二：将乙烯基三甲氧基硅烷加入络氨铜粉体中并进行混合，混合90min后即得纳米铜系粉体；
步骤三：将制得的纳米铜系粉体与粉体树脂混合均匀，混合完成后经挤出、造粒，挤出温度为150℃，即得到混合粉体树脂；
步骤四：将制得的混合粉体树脂浸泡在乙烯基三甲氧基硅烷的水溶液中，用去离子水冲洗，冲洗后进行干燥2h，即得到铜纳米粒子树脂；
步骤五：将制得的铜纳米粒子树脂和活性炭、聚氯乙烯熔融混炼，经过挤出、造粒，挤出温度为180℃，即得所述纳米抗菌除臭母粒。
其中，所述粉体树脂的制备步骤包括：
步骤一：将十二烷基苯磺酸钠与多乙烯多胺按照摩尔比1:1进行混合，得到混合物；
步骤二：将上述混合物与PP树脂粉体按质量比2:3混合即得粉体树脂。
对比例1
一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒的制备方法，制备步骤包括如下：
步骤一：按重量份数准备原料：聚丙烯腈纤维18份、络氨铜粉体7份、粉体树脂10份、3-氨丙基三甲氧基硅烷1份、硼氢化钠1份、活性炭3份、去离子水2份；
步骤二：将3-氨丙基三甲氧基硅烷加入络氨铜粉体中并进行混合，混合90min后即得纳米铜系粉体；
步骤三：将制得的纳米铜系粉体挤出、造粒，挤出温度为150℃，即得到混合粉体树脂；
步骤四：将制得的混合粉体树脂浸泡在硼氢化钠的水溶液中，用去离子水冲洗，冲洗后进行干燥2h，即得到铜纳米粒子树脂；
步骤五：将制得的铜纳米粒子树脂和活性炭、聚丙烯腈纤维熔融混炼，经过挤出、造粒，挤出温度为180℃，即得所述纳米抗菌除臭母粒。
需要说明的是，对比例1中制备步骤与实施例1的区别在于：将粉体树脂替换为等重量份的纤维基料。
对比例2
一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒的制备方法，制备步骤包括如下：
步骤一：按重量份数准备原料：聚乙烯醇纤维22.2份、络氨铜粉体8份、粉体树脂11份、乙烯基三甲氧基硅烷2份、活性炭4份、去离子水2.5份；
步骤二：将乙烯基三甲氧基硅烷加入络氨铜粉体中并进行混合，混合90min后即得纳米铜系粉体；
步骤三：将制得的纳米铜系粉体与粉体树脂混合均匀，混合完成后经挤出、造粒，挤出温度为150℃，即得到混合粉体树脂；
步骤四：将制得的混合粉体树脂浸泡在去离子水中冲洗，冲洗后进行干燥2h，即得到铜纳米粒子树脂；
步骤五：将制得的铜纳米粒子树脂和活性炭、聚乙烯醇纤维熔融混炼，经过挤出、造粒，挤出温度为180℃，即得所述纳米抗菌除臭母粒。
其中，所述粉体树脂的制备步骤包括：
步骤一：将十二烷基苯磺酸钠与多乙烯多胺按照摩尔比1:1进行混合，得到混合物；
步骤二：将上述混合物与PP树脂粉体按质量比2:3混合即得粉体树脂。
需要说明的是，本对比例中纳米抗菌除臭母粒的制备方法与实施例2的区别在于：将还原剂替换为等重量份的纤维基料。
对比例3
一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒的制备方法，制备步骤包括如下：
步骤一：按重量份数准备原料：聚氯乙烯30份、络氨铜粉体10份、粉体树脂12份、乙烯基三甲氧基硅烷3份、还原剂1.5份、去离子水3份；
步骤二：将乙烯基三甲氧基硅烷加入络氨铜粉体中并进行混合，混合90min后即得纳米铜系粉体；
步骤三：将制得的纳米铜系粉体与粉体树脂混合均匀，混合完成后经挤出、造粒，挤出温度为150℃，即得到混合粉体树脂；
步骤四：将制得的混合粉体树脂浸泡在乙烯基三甲氧基硅烷的水溶液中，用去离子水冲洗，冲洗后进行干燥2h，即得到铜纳米粒子树脂；
步骤五：将制得的铜纳米粒子树脂和聚氯乙烯熔融混炼，经过挤出、造粒，挤出温度为180℃，即得所述纳米抗菌除臭母粒。
其中，所述粉体树脂的制备步骤包括：
步骤一：将十二烷基苯磺酸钠与多乙烯多胺按照摩尔比1:1进行混合，得到混合物；
步骤二：将上述混合物与PP树脂粉体按质量比2:3混合即得粉体树脂。
需要说明的是，本对比例中纳米抗菌除臭母粒的制备方法与实施例3的区别在于：将活性炭替换为等重量份的纤维基料。
性能测试
(1)抗菌性能测试
将实施例1-3、对比例1-3制备得到的纳米抗菌除臭母粒与聚丙烯纤维与1:10的比例混合均匀后经过熔融纺丝制成50cm×100cm的织物，按照FZ/T73023-2006《抗菌针织品》方法进行抗菌性能测试，测试数据见表1：
表1抑菌率数据
Figure BDA0004067747630000091
(2)除臭性能测试
将实施例1-3、对比例1-2制备得到的纳米抗菌除臭母粒与聚丙烯纤维与1:10的比例混合均匀后经过熔融纺丝制成50cm×100cm的织物，参照日本(一社)纤维价协会SEK标志纤维制品认证基准-消臭性试验，测试数据见表2：
表2除臭率数据
Figure BDA0004067747630000101
(醋酸的初始浓度为30ppm；氨气的初始浓度为100ppm；异戊酸的初始浓度为38ppm)
从表1、表2结果可以看出，本发明实施例1-3中制得的纳米抗菌除臭母粒在抗菌性能和除臭性能上均表现优异，而对比例1中因将粉体树脂替换为等重量份的纤维基料导致得到的母粒各项性能显著降低；对比例2通过除去对粉体树脂和纳米铜系粉体在还原剂的水溶液中浸泡步骤，导致母粒抗菌性能和除臭性能均小幅下降，对比例3通过在将活性炭替换为等重量份的纤维基料，使得母粒抗菌性能不受影响，但除臭性能大幅降低；另外，工作人员在试验过程中可以看到，未添加活性炭的样品织物颜色较深，且盖过织物本身颜色；综上可以看出，粉体树脂和活性炭的添加对于母粒抗菌和除臭性能的提升至关重要，将粉体树脂和纳米铜系粉体在还原剂水溶液中浸泡步骤的添加对各项性能的提升也能锦上添花。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒的制备方法，其特征在于：制备步骤包括如下：
步骤一：按重量份数准备原料：纤维基料18-25份、络氨铜粉体7-10份、粉体树脂10-12份、修饰剂1-3份、还原剂1-1.5份、活性炭3-5份、去离子水2-3份；
步骤二：将修饰剂加入络氨铜粉体中并进行混合，混合60-90min后即得纳米铜系粉体；
步骤三：将制得的纳米铜系粉体与粉体树脂混合均匀，混合完成后经挤出、造粒，挤出温度为150℃，即得到混合粉体树脂；
步骤四：将制得的混合粉体树脂浸泡在还原剂的水溶液中，用去离子水冲洗，冲洗后进行干燥2-3h，即得到铜纳米粒子树脂；
步骤五：将制得的铜纳米粒子树脂和活性炭、纤维基料熔融混炼，经过挤出、造粒，挤出温度为180℃，即得所述纳米抗菌除臭母粒。
2.根据权利要求1所述的一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒的制备方法，其特征在于：所述粉体树脂的制备步骤包括：
步骤一：将十二烷基苯磺酸钠与多乙烯多胺按照摩尔比1:1进行混合，得到混合物；
步骤二：将上述混合物与PP树脂粉体按质量比2:3混合即得粉体树脂。
3.根据权利要求1所述的一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒的制备方法，其特征在于：所述步骤二中混合操作具体为：将修饰剂和络氨铜粉体共同放入捏合机进行混合修饰，温度为20-25℃，搅拌速度为500r/min。
4.根据权利要求1所述的一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒的制备方法，其特征在于：所述纤维基料为聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维、聚氯乙烯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒的制备方法，其特征在于：所述修饰剂选用乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒的制备方法，其特征在于：所述还原剂选用硼氢化钠、水合肼中的一种，其中还原剂的浓度是0.1～1g/L。
7.一种羽绒服的纳米抗菌除臭母粒，其由权利要求1-6任一项所述制备方法制得。
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