專利名稱：一種紡織品納米功能整理劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)抗菌、抗菌防臭、抗菌保健或抗菌護(hù)膚功能紡織品的主含無(wú)機(jī)納米材料的紡織品納米功能整理劑的制備方法，其國(guó)際專利分類(lèi)號(hào)為D06M13/000。
背景技術(shù)：
綠色消費(fèi)推動(dòng)了綠色功能紡織品的研制與開(kāi)發(fā)。由于納米氧化鋅、納米二氧化鈦本身無(wú)毒，對(duì)環(huán)境友好，所以為研制綠色功能紡織品開(kāi)辟了一條新的途徑。雖然納米氧化鋅的制備方法研究較多，但其應(yīng)用技術(shù)研究相對(duì)滯后；尤其是用于紡織品后整理的研究更為少見(jiàn)。鑒于納米材料用于紡織品后整理的專業(yè)術(shù)語(yǔ)尚未統(tǒng)一，本發(fā)明中將由納米材料制備的整理劑稱為納米功能整理劑或織物納米整理劑；由其后整理獲得的紡織品稱為納米功能紡織品或納米功能織物。
非典型肺炎(SARS)的爆發(fā)不僅給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成了重大損失，而且對(duì)人民的身心健康造成了嚴(yán)重?fù)p害。面對(duì)突如其來(lái)的疫情，中國(guó)政府提出了戰(zhàn)勝非典要依靠科技的口號(hào)。國(guó)內(nèi)外專家也提出了防重于治的長(zhǎng)期防治非典的戰(zhàn)略思想。在現(xiàn)實(shí)生活中，人們不可避免地要接觸到各種各樣的細(xì)菌、真菌等微生物。這些微生物在合適的環(huán)境條件下會(huì)迅速生長(zhǎng)繁殖，并通過(guò)接觸傳播疾病、影響人們的身體健康。
日常生活中，各類(lèi)紡織品是這些微生物的良好生存之地，是疾病的重要傳播源，所以紡織品的抗菌研究有著極其重要的意義。然而，在現(xiàn)有的紡織品抗菌整理劑的技術(shù)中，市場(chǎng)采用的多為人工合成的有機(jī)抗菌劑，如有機(jī)硅季銨鹽類(lèi)、鹵代二苯醚類(lèi)、吡啶硫銅類(lèi)、硝基呋喃類(lèi)、有機(jī)氮類(lèi)、苯并咪唑類(lèi)、磺酰胺類(lèi)等。其中多數(shù)對(duì)人體具有一定的毒副作用，且因難降解性對(duì)環(huán)境也都有一定的污染。例如，中國(guó)專利申請(qǐng)CN1041018公開(kāi)了一種含羥基二苯醚的織物用抗菌防臭整理劑，因羥基二苯醚類(lèi)化合物與含氯漂白劑反應(yīng)生成有毒氯化衍生物，并且該抗菌劑在加熱或紫外線照射后會(huì)產(chǎn)生致癌物四氯二惡烷，而被禁止使用；中國(guó)專利申請(qǐng)CN1048846公開(kāi)了一種含季銨類(lèi)有機(jī)物的織物用抗菌防臭整理劑，因遇肥皂、洗衣粉等陰離子洗滌劑效果聚減而使用受到限制；中國(guó)專利申請(qǐng)CN1169488公開(kāi)的胍類(lèi)抗菌劑亦屬人工合成有機(jī)物抗菌劑。另一類(lèi)抗菌劑BCA/747即2-(3、5-二甲基-1-吡唑)-4-苯基-6-羥基嘧啶和a-溴肉桂醛，因發(fā)現(xiàn)其潛在毒性而被禁止用于紡織品。雖然中國(guó)專利申請(qǐng)CN1034090公開(kāi)了一種非人工合成有機(jī)物抗菌紡織品的制造方法，但最近由于抗菌紡織品受到消費(fèi)者的普遍歡迎，綠色消費(fèi)已成為公眾消費(fèi)的最響亮口號(hào)，同時(shí)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，人們迫切希望能開(kāi)發(fā)一種對(duì)人體無(wú)害、對(duì)環(huán)境友好的抗菌整理劑能夠運(yùn)用于紡織品抗菌防臭整理。本發(fā)明正是適應(yīng)這種需求而開(kāi)發(fā)的一種新型紡織品整理劑。
本發(fā)明的目的旨在提供一種對(duì)人體無(wú)害、對(duì)環(huán)境友好、能替代有機(jī)合成抗菌劑的紡織品納米功能整理劑，并將納米功能整理劑植入紡織品的方法，使各類(lèi)紡織品具有抗菌、抗菌防臭、抗菌保健或抗菌護(hù)膚功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的理論依據(jù)之一是納米氧化鋅、納米二氧化鈦具有已知的優(yōu)良抗菌性能，其殺菌機(jī)理是光激發(fā)誘導(dǎo)產(chǎn)生殺菌的負(fù)離子及溶出金屬殺菌機(jī)理；另一個(gè)理論依據(jù)是含有納米氧化鋅、納米二氧化鈦的納米功能整理劑含有在紡織品上成膜的高分子樹(shù)脂，交聯(lián)成膜后納米粒子在紡織品上具有良好的耐久性。
本發(fā)明所涉及的紡織品用納米功能整理劑的制備方法有三點(diǎn)發(fā)明內(nèi)容，一是納米功能整理劑的配方，二是納米功能整理劑的制備工藝，三是納米功能整理劑用于紡織品中的抗菌、防臭、保健、護(hù)膚作用。先將無(wú)機(jī)納米材料在容器中攪拌條件下，分散于表面活性劑的水溶液中，連續(xù)攪拌成流體性膠體，再加入輔助成份，繼續(xù)攪拌均勻即制成納米功能整理劑；納米功能整理劑中的無(wú)機(jī)納米材料為納米氧化鋅、納米二氧化鈦或兩者的混合物，其輔助成份包括分散劑、柔軟劑、粘合劑、催化劑、交聯(lián)劑、溶劑；將制成的納米功能整理劑按相對(duì)織物重量的1-20％的比例經(jīng)過(guò)浸、軋、烘、焙工藝步驟或直接噴涂工藝加工棉、麻、絲、毛、化纖及其混合物等紡織品原料，使其具有抗菌、防臭、保健、護(hù)膚功能并用于制備織物。
所制備的紡織品納米功能整理劑中的抗菌劑為無(wú)機(jī)納米材料，即納米氧化鋅、納米二氧化鈦或兩者的混合物，無(wú)機(jī)納米粒子的粒徑為1-200nm，較好的粒徑是5-100nm，最好的粒徑是10-60nm；無(wú)機(jī)納米材料的含量為整理劑重量百分比的0.01％-30％，其余為輔助成份，制成品的重量百分比總量為100％；無(wú)機(jī)納米材料可以是納米氧化鋅或納米二氧化鈦的單一成份，也可以是納米氧化鋅和納米二氧化鈦兩種成份的混合物；如果為混合物，其納米氧化鋅、納米二氧化鈦的重量配比為0.1-99.99∶0.1-99.99，總和為100。
紡織品納米功能整理劑的輔助成份為組合物，包括分散劑、柔軟劑、粘合劑、交聯(lián)劑、催化劑、溶劑。
輔助成份中的分散劑包括聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸銨、聚丙烯酸鉀、司盤(pán)、吐溫、平平加等表面活性劑，用量占納米功能整理劑重量百分比為0.5％-40％；輔助成份中的柔軟劑包括有機(jī)硅、改性有機(jī)硅類(lèi)，例如氨基有機(jī)硅、雙氨基有機(jī)硅、環(huán)氯基有機(jī)硅、親水性有機(jī)硅、環(huán)氧基有機(jī)硅、羧甲基有機(jī)硅、聚醚有機(jī)硅等非離子型柔軟劑和陰離子柔軟劑，用量占納米功能整理劑重量百分比為0.5％-75％；輔助成份的粘合劑包括陰離子或非離子性的能交聯(lián)成膜的高分子樹(shù)脂及乳液，如聚丙烯酸酯、聚氨酯、硅酮等，用量占納米功能整理劑重量百分比為0-55％；輔助成份的交聯(lián)劑為多元羧酸，包括丁烷四酸、檸檬酸、酒石酸、枸櫞酸、草酸、多聚丙烯酸等，用量占納米功能整理劑重量百分比為0-16％。
輔助成份的催化劑包括氯化鎂、硝酸鎂、次磷酸鈉、磷酸鹽，用量占納米功能整理劑重量百分比為0-22％。
輔助成份溶劑水占納米功能整理劑重量百分比為0-92％；納米功能整理劑各種成份總和為100％。
具體實(shí)施方案下面通過(guò)實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
實(shí)施例1配方納米氧化鋅，粒徑是20-40nm，用量5％；低聚丙烯酸鈉，粘度5Pa.S，用量6％；雙氨基硅油，氨值0.3，用量20％；水，用量69％。
制備工藝先將低聚丙烯酸鈉溶于20份水中，在攪拌下加入納米氧化鋅粉末，然后加入雙氨基硅油，繼續(xù)攪拌均勻即成一種型號(hào)的納米功能整理劑。
應(yīng)用工藝試驗(yàn)織物為印花純棉毛巾；納米功能整理劑用量為相對(duì)織物重量的5％(owf)；工藝流程，印花純棉毛巾經(jīng)過(guò)二浸二軋，軋余率100％，再用熱風(fēng)烘干，溫度90℃-100℃，然后分別經(jīng)裁剪、縫紉、包裝而制成具有抗菌、防臭、保健、護(hù)膚功能的印花純棉毛巾。
實(shí)施例2配方納米二氧化鈦，粒徑是10-20nm，用量3％；聚丙烯酸銨用量5％；親水性有機(jī)硅油用量18％；聚丙烯酸酯粘合劑用量20％；水用量54％。
制備工藝先將聚丙烯酸銨溶于20份水中，在攪拌下加入納米二氧化鈦粉末，爾后加入親水性有機(jī)硅油和聚丙烯酸酯粘合劑，攪拌均勻后加入剩余水，用膠體磨研磨兩遍即成一種型號(hào)的納米功能整理劑。
應(yīng)用工藝試驗(yàn)織物，21s×21s60×58 36″漂白純棉平布；納米功能整理劑用量為相對(duì)織物重量的3.5％(owf)；將漂白純棉平布棉經(jīng)過(guò)二浸二軋，30℃，軋余率80％-85％后再經(jīng)烘干，85℃-105℃和焙烘，150℃-190℃，再經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)、包裝常規(guī)工藝步驟制成產(chǎn)品。
實(shí)施例3配方納米二氧化鈦，粒徑是10-20nm，用量1.5％，納米氧化鋅，粒徑是50-60nm，用量3％，司盤(pán)-80，用量3％、吐溫-80，用量2％、平平加0-15，用量1.5％；聚氨酯粘合劑，用量20％；水，用量69％。
制備工藝先將司盤(pán)-80、吐溫-80、平平加0-15溶于30份水中，在攪拌下加入納米二氧化鈦、納米氧化鋅粉，用膠體磨研磨兩遍，過(guò)濾，即成一種型號(hào)的納米功能整理劑。
應(yīng)用工藝試驗(yàn)織物為滌棉針織布；納米功能整理劑用量為相對(duì)織物重量的8％(owf)。先將滌棉針織布經(jīng)過(guò)浸泡(20℃-60℃，0.5-2小時(shí))再經(jīng)過(guò)離心機(jī)脫水(使帶液量為布重的80％-100％)然后熱風(fēng)烘干，溫度85℃-110℃，再以過(guò)檢驗(yàn)、包裝等常規(guī)工藝制成產(chǎn)品。
實(shí)施例4配方納米二氧化鈦，粒徑是30-40nm，用量3％，納米氧化鋅，粒徑是30-50nm，用量4％；司盤(pán)-60，用量1％、吐溫-60，用量1％、擴(kuò)散劑NNO，用量2.5％；聚醚改性硅酮，用量20％，非離子柔軟片，10％；水，用量58.5％。
制備工藝先將司盤(pán)-80、吐溫-80、擴(kuò)散劑NNO、非離子柔軟片溶于28份水中，在攪拌下加入納米二氧化鈦、納米氧化鋅粉術(shù)，用膠體磨研磨兩遍，爾后加入聚醚改性硅酮攪拌均勻后加入剩余水，用膠體磨研磨兩遍，過(guò)濾，即成一種型號(hào)的納米功能整理劑。
應(yīng)用工藝試驗(yàn)織物為粗紡毛呢；納米功能整理劑用量為相對(duì)織物重量的6.5％(owf)。先將粗紡毛呢經(jīng)過(guò)一浸一軋，溫度30℃-40℃再經(jīng)過(guò)熱風(fēng)烘干，溫度95℃-110℃，然后經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)、包裝等常規(guī)工藝制成產(chǎn)品。
實(shí)施例5配方納米二氧化鈦，粒徑是40-60nm，用量2.5％，納米氧化鋅，粒徑是60-80nm，用量4.5％；聚丙烯酸鈉，用量12％；羥基硅乳，用量30％；丁烷四羧酸，用量8％；次磷酸鈉，用量6％；水，用量37％。
制備工藝先將聚丙烯酸溶于水中，在攪拌下加入納米二氧化鈦、納米氧化鋅粉，用膠體磨研磨兩遍，爾后加入羥基硅乳硅酮，攪拌均勻后用膠體磨研磨兩遍，過(guò)濾，為A組分；丁烷四羧酸、次磷酸鈉為B組分；將A、B兩組分別包裝即成一種型號(hào)的納米功能整理劑。
應(yīng)用工藝試驗(yàn)織物為純棉裝飾布；納米功能整理劑用量為相對(duì)織物重量的10％(owf)。(1)將A組分按織物重10％，B組分按織物重3.5％溶于水中做成工作液；(2)純棉裝飾布經(jīng)過(guò)噴涂或刮涂，溫度40℃-45℃浸泡后再經(jīng)烘干，溫度95℃-110℃和焙烘，150℃-180℃，然后再經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)、包裝等常規(guī)工藝制成產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種紡織品納米功能整理劑的制備方法，其特征在于將無(wú)機(jī)納米材料在攪拌條件下分散于表面活性劑的水溶液中，連續(xù)攪拌成流體性膠體，再加入輔助成份，繼續(xù)攪拌均勻制成納米功能整理劑；無(wú)機(jī)納米材料為納米氧化鋅、納米二氧化鈦或兩者的混合物，其含量為整理劑重量百分比的0.01％-30％，其余為輔助成份，制成品的重量百分總量為100％；制成的納米功能整理劑經(jīng)過(guò)浸、軋、烘、焙工藝步驟或直接噴涂加工紡織品原料，使其具有抗菌、防臭、保健、護(hù)膚功能用于制備織物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紡織品納米功能整理劑的制備方法，其特征在于作為抗菌劑的無(wú)機(jī)納米材料可以是納米氧化鋅或納米二氧化鈦的單一成份，也可以是兩種成份的混合物，其納米氧化鋅、納米二氧化鈦的重量配比為0.1-99.99∶0.1-99.99，總和為100，納米粒子的粒徑為1-200nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米功能整理劑的制備方法，其特征在于紡織品納米功能整理劑的輔助成份為組合物，包括分散劑、柔軟劑、粘合劑、交聯(lián)劑、催化劑、溶劑，其各組份占納米功能整理劑重量百分比依次分別為0.5％-40％，0.5％-75％，0-55％，0-16％，0-22％，0-92％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紡織品納米功能整理劑的制備方法，其特征在于按相對(duì)織物重量的1％-20％的比例加工棉、麻、絲、毛、化纖及其混合物紡織品原料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)抗菌、防臭、保健、護(hù)膚功能紡織品的主含無(wú)機(jī)納米材料的紡織品納米功能整理劑的制備方法，將無(wú)機(jī)納米材料在攪拌條件下分散于表面活性劑的水溶液中，連續(xù)攪拌成流體性膠體，再加入輔助成分，繼續(xù)攪拌均勻制成納米功能整理劑；無(wú)機(jī)納米材料為納米氧化鋅、納米二氧化鈦或兩者的混合物，其含量為整理劑重量百分比為0.01％－30％，其余為輔助成分，制成品的重量百分總量為100％；制成的納米功能整理劑經(jīng)過(guò)浸、軋、烘、焙工藝步驟或直接噴涂加工紡織品原料，使其具有抗菌、防臭、保健、護(hù)膚功能用于制備織物。該方法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，原材料及配方合理，產(chǎn)品性能好，是防病保健理想的織物加工技術(shù)。
文檔編號(hào)D06M11/46GK1632214SQ20031011463
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2003年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月23日
發(fā)明者李群 申請(qǐng)人:青島大學(xué)