一种阻燃抗菌毛巾面料及其制备工艺
阅读说明：本技术 一种阻燃抗菌毛巾面料及其制备工艺 (Flame-retardant antibacterial towel fabric and preparation process thereof ) 是由 祝传秀 于 2021-05-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种阻燃抗菌毛巾面料及其制备工艺,涉及纺织技术领域。本发明在制备阻燃抗菌毛巾面时,先将竹纤维碾碎,浸于活化液中进行活化,向活化后的竹纤维溶液中加入纳米银粉末,搅拌均匀后制得改性纺丝熔体,并进行熔融纺丝,得到改性竹纤维,再将浸泡后的改性竹纤维先后浸于多巴胺溶液和海藻酸钠水凝胶中,再经干燥、纺织成面料即得阻燃抗菌毛巾面料基体；将制备得到的阻燃抗菌毛巾面料基体使用自制阻燃整理液进行阻燃后整理制得本产品；本发明制备的阻燃抗菌毛巾面,具备阻燃抗菌性能的同时,在干燥时就可以进行烟尘过滤。(The invention discloses a flame-retardant antibacterial towel fabric and a preparation process thereof, and relates to the technical field of textiles. The preparation method comprises the steps of crushing bamboo fibers, soaking the bamboo fibers in an activation solution for activation, adding nano-silver powder into an activated bamboo fiber solution, uniformly stirring to obtain a modified spinning melt, carrying out melt spinning to obtain modified bamboo fibers, soaking the soaked modified bamboo fibers in a dopamine solution and sodium alginate hydrogel in sequence, drying and spinning to obtain a fabric, thus obtaining a flame-retardant antibacterial towel fabric substrate; the prepared flame-retardant antibacterial towel fabric substrate is subjected to flame-retardant post-finishing by using a self-made flame-retardant finishing liquid to prepare the product; the flame-retardant antibacterial towel surface prepared by the invention has flame-retardant antibacterial performance and can be used for filtering smoke dust during drying.)
技术领域
本发明涉及纺织领域，具体为一种阻燃抗菌毛巾面料及其制备工艺。
背景技术
纺织品在使用过程中，容易吸附环境中的微尘、杂质，从而滋生大量细菌等微生物，尤其是毛巾，在日常生活中这些微生物不仅会毛巾的本身性能，例如外观、力学性能等，接触皮肤时其中一些致病菌还会在与人接触中引发疾病，危害人的健康。
不仅如何同时提高毛巾的阻燃性、抗菌性是待解决的问题，当发生火灾逃生时，需用湿毛巾捂住口鼻，防止烟尘进入呼吸道造成危害，但当距离水源较远时，无法弄湿毛巾，所以提高毛巾面料的过滤烟尘能力，使毛巾干燥时也具有不俗的是过滤烟尘能力，非常有发展前景的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃抗菌毛巾面料及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
一种阻燃抗菌毛巾面料，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：
1～2份竹纤维、4～8份活化液、0.2～0.8份纳米银粉末、0.5～1.2份多巴胺、8～16份海藻酸钠水凝胶和10～20份自制阻燃整理液。
优选的，所述活化液为碱液和尿素的混合溶液；所述碱液为氢氧化钠溶液。
优选的，所述自制阻燃整理液为将酸性海藻酸钠接枝到硬脂酸酰胺改性的蒙脱土上制得。
优选的，一种阻燃抗菌毛巾面料的制备工艺，工艺流程为：改性竹纤维制备，面料基体制备，自制阻燃整理液制备，面料后整理。
优选的，一种阻燃抗菌毛巾面料的制备工艺，包括以下具体步骤：
(1)将竹纤维碾碎至80目，浸于活化液中进行超声活化后，用质量分数为20％的硫酸钠调节pH至7，向活化后的竹纤维溶液中加入纳米银粉末，搅拌均匀后喂入双螺杆挤出机，制得改性纺丝熔体；
(2)将步骤(1)制得的制得改性纺丝熔体，进行熔融纺丝，制得改性竹纤维；
(3)将改性竹纤维浸于质量分数为10～20％的多巴胺溶液中，浸泡10～20min后立刻捞出，浸于海藻酸钠水凝胶中，5～8min后捞出，经干燥、纺织成面料基体；
(4)将二乙烯三胺、冰醋酸和蒙脱土混合，磁力搅拌分散均匀，制得分散液；将硬脂酸放入圆底烧瓶中，在氮气氛围下升温至100℃，待硬脂酸完全融化后将分散液缓慢滴加至圆底烧瓶中，滴加完成后升温至160～180℃反应5～10h，冷却后制得改性蒙脱土；向制得改性蒙脱土中加入海藻酸钠水凝胶，搅拌均匀制得自制阻燃整理液；
(5)将步骤(3)制得的面料基体浸于步骤(4)制得的自制阻燃整理液中，边缓慢搅拌边进行干燥，待面料基体与自制阻燃整理液总质量缩减40～50％后停止搅拌，干燥至恒重，制得成品。
优选的，上述步骤(1)中：活化液为氢氧化钠、尿素和去离子水按质量比7：10：70混合制得；超声活化时，频率为30～50kHz，时间为30～50min；双螺杆挤出机条件为：挤出螺杆转速40r/min，加料螺杆转速为50r/min，挤出一区温度为105℃，挤出二区温度125℃，挤出三区温度115℃，在螺杆的转动下料筒内的料压为30MPa。
优选的，上述步骤(3)中：改性竹纤维、多巴胺溶液与海藻酸钠水凝胶质量比为1：5：5～1：6：6。。
优选的，上述步骤(4)中：二乙烯三胺、冰醋酸、蒙脱土与硬脂酸质量比为1：1：7：3～1：1：9：3；分散液滴加速率为10～20滴/min；改性蒙脱土与海藻酸钠水凝胶质量比为5：2。
优选的，上述步骤(5)中：面料基体与自制阻燃整理液质量比为1：6～1：8；搅拌速率为200～400rpm；边缓慢搅拌边进行干燥时的温度为60～65℃。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
将竹纤维碾碎，浸于活化液中进行活化，向活化后的竹纤维溶液中加入纳米银粉末，搅拌均匀后制得改性纺丝熔体，并进行熔融纺丝，得到改性竹纤维，再将浸泡后的改性竹纤维先后浸于多巴胺溶液和海藻酸钠水凝胶中，多巴胺在改性竹纤维表面自聚性成聚多巴胺薄膜将纳米银粉末固定在改性竹纤维上的同时，又利用吸附性将海藻酸钠水凝胶吸附在改性竹纤维表面，经干燥、纺织成面料即得阻燃抗菌毛巾面料基体时，海藻酸钠干燥成固体粉末黏附在面料基体表面，后整理使海藻酸钠会与自制阻燃整理液中的硬脂酸酰胺进行交联将层间孔隙填补，使自制阻燃整理液一部分交联在面料基体表面，另一部分填充面料基体的孔隙中，提高纤维的致密度，使制备得到的阻燃抗菌毛巾面料即增强了耐洗性能，又可以在干燥时就可以进行烟尘过滤；经过阻燃后整理的面料在具备抗菌性的同时，受热后生成氧化钙和碳酸钙沉淀覆盖在蒙脱土表面，达到隔热的效果。
将制备得到的阻燃抗菌毛巾面料基体使用自制阻燃整理液进行阻燃后整理；自制阻燃整理液为将酸性海藻酸钠接枝到硬脂酸酰胺改性的蒙脱土上制得；经过硬脂酸酰胺改性的蒙脱土层间的水分子在加入硬脂酸进行酰胺化时被反应，生成的硬脂酸酰胺长链插层进入蒙脱土层间，取代水分子位置的同时将片层撑开，增大层间距，使蒙脱土表面可以附着更多的酸性海藻酸钠；再加入酸性海藻酸钠进行加热，与酸性海藻酸钠中的大分子链通过与改性蒙脱土上的钙离子交联形成具有环化螯合结构的海藻酸钙，分子结构中的羟基和羧基加热时脱水环化形成内交酯，与交联形成环化螯合结构交叉贴在改性蒙脱土表面，直接使蒙脱土变为层状突起结构，增加酸性海藻酸钠和蒙脱土大分子链间的密集度和内聚力，提高面料的耐热性，提高热裂解温度；经过阻燃后整理的面料受热后钙、钠离子会在燃烧过程中形成碱性环境，使海藻酸大分子极易发生脱羧反应生成不燃性的二氧化碳，隔绝氧气，增强毛巾面料的阻燃效果。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，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。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的阻燃抗菌毛巾面料的各指标测试方法如下：
过滤效率：将实施例1、2与对比例1制备的阻燃抗菌毛巾面料剪裁至相同面积，进行过滤效率测试，过滤效率的测试方法参照GB2626，测试介质选择为氯化钠，几何直径为0.26μm，粒数直径0.067μm。
阻燃性：参照标准GB/T5454《纺织品燃烧性能试验氧指数法》，测试实施例1、2与对比例1、2制备的阻燃抗菌毛巾面料洗涤0次与洗涤30次的极限氧指数，
实施例1
一种阻燃抗菌毛巾面料，按重量份数计，主要包括：
1份的竹纤维、4份的活化液、0.2份的纳米银粉末、0.5份的多巴胺、8份海藻酸钠水凝胶和10份的自制阻燃整理液。
一种阻燃抗菌毛巾面料，所述阻燃抗菌毛巾面料的制备工艺为：
(1)将竹纤维碾碎至80目，将氢氧化钠、尿素和去离子水按质量比7：10：70混合均匀，制得活化液，浸于活化液中进行超声活化，超声活化时，频率为30kHz，时间为50min，用质量分数为20％的硫酸钠调节pH至7，向活化后的竹纤维溶液中加入纳米银粉末，搅拌均匀，竹纤维、活化液和纳米银粉末质量比为1：4：0.2，喂入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机条件为：挤出螺杆转速40r/min，加料螺杆转速为50r/min，挤出一区温度为105℃，挤出二区温度125℃，挤出三区温度115℃，在螺杆的转动下料筒内的料压为30MP，制得改性纺丝熔体；
(2)将步骤(1)制得的制得改性纺丝熔体，进行熔融纺丝，制得改性竹纤维；
(3)将改性竹纤维浸于质量分数为10％的多巴胺溶液中，浸泡10min后立刻捞出，浸于海藻酸钠水凝胶中，5min后捞出，改性竹纤维、多巴胺溶液与海藻酸钠水凝胶质量比为1：5：5，经干燥、纺织成面料基体；
(4)将二乙烯三胺、冰醋酸和蒙脱土混合，磁力搅拌分散均匀，制得分散液；将硬脂酸放入圆底烧瓶中，在氮气氛围下升温至100℃，待硬脂酸完全融化后将分散液缓慢滴加至圆底烧瓶中，滴加速率为10滴/min，滴加完成后升温至160℃反应5h，二乙烯三胺、冰醋酸、蒙脱土与硬脂酸质量比为1：1：7：3，冷却后制得改性蒙脱土；向制得改性蒙脱土中加入海藻酸钠水凝胶，改性蒙脱土与海藻酸钠水凝胶质量比为5：2，搅拌均匀制得自制阻燃整理液；
(5)将步骤(3)制得的面料基体浸于步骤(4)制得的自制阻燃整理液中，面料基体与自制阻燃整理液质量比为1：6，边缓慢搅拌边进行干燥，搅拌速率为200rpm、温度为60℃，待面料基体与自制阻燃整理液总质量缩减40％后停止搅拌，干燥至恒重，制得成品。
实施例2
一种阻燃抗菌毛巾面料，按重量份数计，主要包括：
2份的竹纤维、8份的活化液、0.8份的纳米银粉末、1.2份的多巴胺、16份海藻酸钠水凝胶和20份的自制阻燃整理液。
一种阻燃抗菌毛巾面料，所述阻燃抗菌毛巾面料的制备工艺为：
(1)将竹纤维碾碎至80目，将氢氧化钠、尿素和去离子水按质量比7：10：70混合均匀，制得活化液，浸于活化液中进行超声活化，超声活化时，频率为50kHz，时间为30min，用质量分数为20％的硫酸钠调节pH至7，向活化后的竹纤维溶液中加入纳米银粉末，搅拌均匀，竹纤维、活化液和纳米银粉末质量比为1：4：0.4，喂入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机条件为：挤出螺杆转速40r/min，加料螺杆转速为50r/min，挤出一区温度为105℃，挤出二区温度125℃，挤出三区温度115℃，在螺杆的转动下料筒内的料压为30MP，制得改性纺丝熔体；
(2)将步骤(1)制得的制得改性纺丝熔体，进行熔融纺丝，制得改性竹纤维；
(3)将改性竹纤维浸于质量分数为20％的多巴胺溶液中，浸泡20min后立刻捞出，浸于海藻酸钠水凝胶中，8min后捞出，改性竹纤维、多巴胺溶液与海藻酸钠水凝胶质量比为1：6：6，经干燥、纺织成面料基体；
(4)将二乙烯三胺、冰醋酸和蒙脱土混合，磁力搅拌分散均匀，制得分散液；将硬脂酸放入圆底烧瓶中，在氮气氛围下升温至100℃，待硬脂酸完全融化后将分散液缓慢滴加至圆底烧瓶中，滴加速率为20滴/min，滴加完成后升温至180℃反应10h，二乙烯三胺、冰醋酸、蒙脱土与硬脂酸质量比为1：1：9：3，冷却后制得改性蒙脱土；向制得改性蒙脱土中加入海藻酸钠水凝胶，改性蒙脱土与海藻酸钠水凝胶质量比为5：2，搅拌均匀制得自制阻燃整理液；
(5)将步骤(3)制得的面料基体浸于步骤(4)制得的自制阻燃整理液中，面料基体与自制阻燃整理液质量比为1：8，边缓慢搅拌边进行干燥，搅拌速率为400rpm、温度为65℃，待面料基体与自制阻燃整理液总质量缩减50％后停止搅拌，干燥至恒重，制得成品。
对比例1
一种阻燃抗菌毛巾面料，按重量份数计，主要包括：
1份的竹纤维、4份的活化液、0.2份的纳米银粉末、0.5份的多巴胺、4份海藻酸钠水凝胶和10份的自制阻燃整理液。
一种阻燃抗菌毛巾面料，所述阻燃抗菌毛巾面料的制备工艺为：
(1)将竹纤维碾碎至80目，将氢氧化钠、尿素和去离子水按质量比7：10：70混合均匀，制得活化液，浸于活化液中进行超声活化，超声活化时，频率为30kHz，时间为50min，用质量分数为20％的硫酸钠调节pH至7，向活化后的竹纤维溶液中加入纳米银粉末，搅拌均匀，竹纤维、活化液和纳米银粉末质量比为1：4：0.2，喂入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机条件为：挤出螺杆转速40r/min，加料螺杆转速为50r/min，挤出一区温度为105℃，挤出二区温度125℃，挤出三区温度115℃，在螺杆的转动下料筒内的料压为30MP，制得改性纺丝熔体；
(2)将步骤(1)制得的制得改性纺丝熔体，进行熔融纺丝，制得改性竹纤维；
(3)将改性竹纤维浸于质量分数为10％的多巴胺溶液中，浸泡15min捞出，改性竹纤维与多巴胺溶液质量比为1：5，经干燥、纺织成面料基体；
(4)将二乙烯三胺、冰醋酸和蒙脱土混合，磁力搅拌分散均匀，制得分散液；将硬脂酸放入圆底烧瓶中，在氮气氛围下升温至100℃，待硬脂酸完全融化后将分散液缓慢滴加至圆底烧瓶中，滴加速率为10滴/min，滴加完成后升温至160℃反应5h，二乙烯三胺、冰醋酸、蒙脱土与硬脂酸质量比为1：1：7：3，冷却后制得改性蒙脱土；向制得改性蒙脱土中加入海藻酸钠水凝胶，改性蒙脱土与海藻酸钠水凝胶质量比为5：2，搅拌均匀制得自制阻燃整理液；
(5)将步骤(3)制得的面料基体浸于步骤(4)制得的自制阻燃整理液中，面料基体与自制阻燃整理液质量比为1：6，边缓慢搅拌边进行干燥，搅拌速率为200rpm、温度为60℃，待面料基体与自制阻燃整理液总质量缩减40％后停止搅拌，干燥至恒重，制得成品。
对比例2
一种阻燃抗菌毛巾面料，按重量份数计，主要包括：
1份的竹纤维、4份的活化液、0.2份的纳米银粉末、0.5份的多巴胺、4份海藻酸钠水凝胶和10份的自制阻燃整理液。
一种阻燃抗菌毛巾面料，所述阻燃抗菌毛巾面料的制备工艺为：
(1)将竹纤维碾碎至80目，将氢氧化钠、尿素和去离子水按质量比7：10：70混合均匀，制得活化液，浸于活化液中进行超声活化，超声活化时，频率为30kHz，时间为50min，用质量分数为20％的硫酸钠调节pH至7，向活化后的竹纤维溶液中加入纳米银粉末，搅拌均匀，竹纤维、活化液和纳米银粉末质量比为1：4：0.2，喂入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机条件为：挤出螺杆转速40r/min，加料螺杆转速为50r/min，挤出一区温度为105℃，挤出二区温度125℃，挤出三区温度115℃，在螺杆的转动下料筒内的料压为30MP，制得改性纺丝熔体；
(2)将步骤(1)制得的制得改性纺丝熔体，进行熔融纺丝，制得改性竹纤维；
(3)将改性竹纤维浸于质量分数为10％的多巴胺溶液中，浸泡10min后立刻捞出，浸于海藻酸钠水凝胶中，5min后捞出，改性竹纤维、多巴胺溶液与海藻酸钠水凝胶质量比为1：5：5，经干燥、纺织成面料基体；
(4)将二乙烯三胺、冰醋酸和蒙脱土混合，磁力搅拌分散均匀，制得分散液；将硬脂酸放入圆底烧瓶中，在氮气氛围下升温至100℃，待硬脂酸完全融化后将分散液缓慢滴加至圆底烧瓶中，滴加速率为10滴/min，滴加完成后升温至160℃反应5h，二乙烯三胺、冰醋酸、蒙脱土与硬脂酸质量比为1：1：7：3，制得自制阻燃整理液；
(5)将步骤(3)制得的面料基体浸于步骤(4)制得的自制阻燃整理液中，面料基体与自制阻燃整理液质量比为1：6，边缓慢搅拌边进行干燥，搅拌速率为200rpm、温度为60℃，待面料基体与自制阻燃整理液总质量缩减40％后停止搅拌，干燥至恒重，制得成品。
效果例1
下表1给出了采用本发明实施例1、2与对比例2的阻燃抗菌毛巾面料的过滤效率分析结果。
表1
过滤效率(％)
实施例1
98
实施例2
97
对比例1
80
效果例2
下表2给出了采用本发明实施例1、2与对比例1、2的阻燃抗菌毛巾面料阻燃性能分析结果
表2
洗涤0次极限氧指数(％)
洗涤30次极限氧指数(％)
实施例1
33.1
30.4
实施例2
33.5
30.9
对比例1
30.7
21.7
对比例2
17.6
15.5
通过表1中实施例1、2与对比例2的实验数据比较可以明显发现，在制备阻燃抗菌毛巾面料时依次浸于多巴胺溶液和海藻酸钠水凝胶中，提高了本产品的过滤效率，说明浸泡后自制阻燃整理液一部分交联在面料基体表面，另一部分填充面料基体的孔隙中，提高纤维的致密度，在干燥时就具有被很强的烟尘过滤能力；通过表2中实施例1、2与对比例1的实验数据比较可以明显发现，在制备阻燃抗菌毛巾面料时在制得纤维后依次浸于多巴胺溶液和海藻酸钠水凝胶中，与自制整理液中接枝海藻酸钠制备的自制整理液，都可以增强本产品的阻燃性，以及耐洗性能，说明自制整理剂在起到阻燃效果的同时还会在后整理后将阻燃液整理在面料上时发生交联，使制得的阻燃抗菌毛巾面料不仅具备较高的阻燃性，还具备耐洗性能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
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