一种布料加工用防霉抗菌剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种布料加工用防霉抗菌剂及其制备方法 (Mildew-proof antibacterial agent for cloth processing and preparation method thereof ) 是由 李文功 李�荣 夏明容 于 2021-06-01 设计创作，主要内容包括：本发明涉及布料整理技术领域,具体为一种布料加工用防霉抗菌剂及其制备方法,包括以下重量份原料：改性壳聚糖10-20份、膨润土10-15份、硝酸铜5-12份、纳米氧化钛2-5份、纳米氧化锌3-6份、复合渗透剂1-3份、去离子水200-300份；本发明通过加入膨润土,膨润土和改性壳聚糖复合,使得ZATA电位升高,改性壳聚糖的表面带有更多的正电荷,大量的正电荷与霉菌带负电荷的细胞膜结合,有效的抑制霉菌的繁殖,从而起到良好的防霉抗菌效果；本发明通过加入硝酸铜、纳米氧化钛和纳米氧化锌,纳米氧化钛和纳米氧化锌被吸附在改性壳聚糖内,保证了抗菌性,铜离子替换膨润土中的钠离子和钙离子,有利于铜离子固定在膨润土的骨架中,实现长效的防霉杀菌。(The invention relates to the technical field of cloth finishing, in particular to a mildew-proof antibacterial agent for cloth processing and a preparation method thereof, wherein the mildew-proof antibacterial agent comprises the following raw materials in parts by weight: 10-20 parts of modified chitosan, 10-15 parts of bentonite, 5-12 parts of copper nitrate, 2-5 parts of nano titanium oxide, 3-6 parts of nano zinc oxide, 1-3 parts of a composite penetrating agent and 300 parts of deionized water 200-containing organic solvent; according to the invention, bentonite and modified chitosan are added for compounding, so that ZATA potential is raised, the surface of the modified chitosan is provided with more positive charges, and a large number of positive charges are combined with cell membranes of mould with negative charges, so that the propagation of the mould is effectively inhibited, and a good mould-proof antibacterial effect is achieved; according to the invention, copper nitrate, nano titanium oxide and nano zinc oxide are added, the nano titanium oxide and the nano zinc oxide are adsorbed in the modified chitosan, so that the antibacterial property is ensured, and the copper ions replace sodium ions and calcium ions in bentonite, so that the copper ions are favorably fixed in a framework of the bentonite, and the long-acting mildew-proof sterilization is realized.)
技术领域
本发明涉及布料整理
技术领域
，具体涉及一种布料加工用防霉抗菌剂及其制备方法。背景技术
纺织品与人们的生活息息相关，然而各类纺织品尤其是棉织物更是细菌、真菌等微生物生长的摇床，而微生物的过量生长会危害人类的健康，各种皮肤病肆虐，因此，研究纺织品的抗菌性具有重要的意义。壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化衍生物，具有良好的生物相容性、生物可降解性、天然无毒性和多种生物活性，尤其是光谱抗菌性，并且由于其分子链上有很多氨基、羟基等活性基团，具有很高的反应活性，极易与过渡金属离子发生络合反应。
目前，壳聚糖作为一种天然抗菌剂受到了人们的广泛关注，但是，与传统的抗菌剂相比壳聚糖的抗菌活性较低，还不足以在纺织工业中广泛应用。为此，我们提出一种布料加工用防霉抗菌剂及其制备方法以解决上述问题。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种布料加工用防霉抗菌剂及其制备方法，以此来克服背景技术中提及的问题。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：一种布料加工用防霉抗菌剂，包括以下重量份原料：改性壳聚糖10-20份、膨润土10-15份、硝酸铜5-12份、纳米氧化钛2-5份、纳米氧化锌3-6份、复合渗透剂1-3份、去离子水200-300份。
优选的，改性壳聚糖15份、膨润土12份、硝酸铜8份、纳米氧化钛3份、纳米氧化锌4份、复合渗透剂2份、去离子水250份。
优选的，所述复合渗透剂包括十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚，所述十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚按质量比2：1混合。
优选的，所述纳米氧化钛和纳米氧化锌的粒径均为80-100nm。
优选的，所述改性壳聚糖的制备方法包括以下步骤：
S1：将壳聚糖8-12份和丙醇10-20份放入反应器中，在搅拌过程中逐渐升温至75-85℃，得到混合物A；
S2：将2,3-环氧丙基三甲基氯化铵7-10份和蒸馏水10-15份放入容器中，溶解后得到混合物B；
S3：将混合物B加入反应器中与混合物A混合，反应6-7h，经过滤、洗涤、抽滤和干燥后，得到粗品；
S4：将粗品放入乙醇溶液中浸泡并用索氏提取器抽提18-24h，干燥后得到改性壳聚糖。
优选的，步骤S4中，所述乙醇溶液的质量分数为75-85％。
本发明还提供了一种布料加工用防霉抗菌剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将膨润土、20％量的去离子水和硝酸铜放入电热搅拌器中，在50-65℃搅拌1-2h，抽滤烘干后，得到改性膨润土；
(2)将改性壳聚糖、20％量的去离子水、纳米氧化钛和纳米氧化锌放入搅拌器中搅拌均匀，得到预处理改性壳聚糖溶液；
(3)将改性膨润土分散于剩余60％量的去离子水中，得到悬浮液，在60-70℃下缓慢向悬浮液中加入预处理改性壳聚糖溶液和复合渗透剂，缓慢搅拌6-8h后，得到布料加工用防霉抗菌剂。
优选的，步骤(1)中，向抽滤得到的滤液中加入稀盐酸，直至向最后一次滤液中加入稀盐酸无白色沉淀产生，则停止抽滤。
本发明的有益效果：
本发明通过加入改性壳聚糖，壳聚糖只有在酸性条件下才能获得良好的溶解性和抗菌效果，导致壳聚糖在布料防霉剂中的应用受到限制，由于壳聚糖表面具有大量的氨基基团，通过加入2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，在壳聚糖的分子结构的N或O上引入活性基团，制得的改性壳聚糖的水容性得以提高，也增加了抗菌性能；
本发明通过加入膨润土，膨润土和改性壳聚糖复合，使得ZATA电位升高，改性壳聚糖的表面带有更多的正电荷，大量的正电荷与霉菌带负电荷的细胞膜结合，有效的抑制霉菌的繁殖，从而起到良好的防霉抗菌效果；
本发明通过加入硝酸铜、纳米氧化钛和纳米氧化锌，其中，纳米氧化钛和纳米氧化锌被吸附在改性壳聚糖内，有效的防止了纳米氧化钛和纳米氧化锌的团聚，保证了抗菌性，同时，硝酸铜穿插在膨润土中，铜离子替换膨润土中的钠离子和钙离子，有利于铜离子固定在膨润土的骨架中，实现长效的防霉杀菌。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明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作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
一种布料加工用防霉抗菌剂，包括以下重量份原料：改性壳聚糖10份、膨润土10份、硝酸铜5份、纳米氧化钛2份、纳米氧化锌3份、复合渗透剂1份、去离子水200份。
复合渗透剂包括十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚，十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚按质量比2：1混合；纳米氧化钛和纳米氧化锌的粒径均为80-100nm。
改性壳聚糖的制备方法包括以下步骤：S1：将壳聚糖12份和丙醇15份放入反应器中，在搅拌过程中逐渐升温至80℃，得到混合物A；S2：将2,3-环氧丙基三甲基氯化铵10份和蒸馏水15份放入容器中，溶解后得到混合物B；S3：将混合物B加入反应器中与混合物A混合，反应6h，经过滤、洗涤、抽滤和干燥后，得到粗品；S4：将粗品放入质量分数为80％的乙醇溶液中浸泡并用索氏提取器抽提20h，干燥后得到改性壳聚糖。
上述布料加工用防霉抗菌剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将膨润土、20％量的去离子水和硝酸铜放入电热搅拌器中，在50℃搅拌1h，抽滤烘干后，得到改性膨润土；
(2)将改性壳聚糖、20％量的去离子水、纳米氧化钛和纳米氧化锌放入搅拌器中搅拌均匀，得到预处理改性壳聚糖溶液；
(3)将改性膨润土分散于剩余60％量的去离子水中，得到悬浮液，在60℃下缓慢向悬浮液中加入预处理改性壳聚糖溶液和复合渗透剂，缓慢搅拌6h后，得到布料加工用防霉抗菌剂。
步骤(1)中，向抽滤得到的滤液中加入稀盐酸，直至向最后一次滤液中加入稀盐酸无白色沉淀产生，则停止抽滤。
实施例2
一种布料加工用防霉抗菌剂，包括以下重量份原料：改性壳聚糖15份、膨润土12份、硝酸铜8份、纳米氧化钛3份、纳米氧化锌4份、复合渗透剂2份、去离子水250份。
复合渗透剂包括十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚，十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚按质量比2：1混合；纳米氧化钛和纳米氧化锌的粒径均为80-100nm。
改性壳聚糖的制备方法包括以下步骤：S1：将壳聚糖12份和丙醇15份放入反应器中，在搅拌过程中逐渐升温至80℃，得到混合物A；S2：将2,3-环氧丙基三甲基氯化铵10份和蒸馏水15份放入容器中，溶解后得到混合物B；S3：将混合物B加入反应器中与混合物A混合，反应6h，经过滤、洗涤、抽滤和干燥后，得到粗品；S4：将粗品放入质量分数为80％的乙醇溶液中浸泡并用索氏提取器抽提20h，干燥后得到改性壳聚糖。
上述布料加工用防霉抗菌剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将膨润土、20％量的去离子水和硝酸铜放入电热搅拌器中，在60℃搅拌1.5h，抽滤烘干后，得到改性膨润土；
(2)将改性壳聚糖、20％量的去离子水、纳米氧化钛和纳米氧化锌放入搅拌器中搅拌均匀，得到预处理改性壳聚糖溶液；
(3)将改性膨润土分散于剩余60％量的去离子水中，得到悬浮液，在65℃下缓慢向悬浮液中加入预处理改性壳聚糖溶液和复合渗透剂，缓慢搅拌7h后，得到布料加工用防霉抗菌剂。
步骤(1)中，向抽滤得到的滤液中加入稀盐酸，直至向最后一次滤液中加入稀盐酸无白色沉淀产生，则停止抽滤。
实施例3
一种布料加工用防霉抗菌剂，包括以下重量份原料：改性壳聚糖20份、膨润土15份、硝酸铜12份、纳米氧化钛5份、纳米氧化锌6份、复合渗透剂3份、去离子水300份。
复合渗透剂包括十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚，十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚按质量比2：1混合；纳米氧化钛和纳米氧化锌的粒径均为80-100nm。
改性壳聚糖的制备方法包括以下步骤：S1：将壳聚糖12份和丙醇15份放入反应器中，在搅拌过程中逐渐升温至80℃，得到混合物A；S2：将2,3-环氧丙基三甲基氯化铵10份和蒸馏水15份放入容器中，溶解后得到混合物B；S3：将混合物B加入反应器中与混合物A混合，反应6h，经过滤、洗涤、抽滤和干燥后，得到粗品；S4：将粗品放入质量分数为80％的乙醇溶液中浸泡并用索氏提取器抽提20h，干燥后得到改性壳聚糖。
上述布料加工用防霉抗菌剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将膨润土、20％量的去离子水和硝酸铜放入电热搅拌器中，在65℃搅拌2h，抽滤烘干后，得到改性膨润土；
(2)将改性壳聚糖、20％量的去离子水、纳米氧化钛和纳米氧化锌放入搅拌器中搅拌均匀，得到预处理改性壳聚糖溶液；
(3)将改性膨润土分散于剩余60％量的去离子水中，得到悬浮液，在70℃下缓慢向悬浮液中加入预处理改性壳聚糖溶液和复合渗透剂，缓慢搅拌8h后，得到布料加工用防霉抗菌剂。
步骤(1)中，向抽滤得到的滤液中加入稀盐酸，直至向最后一次滤液中加入稀盐酸无白色沉淀产生，则停止抽滤。
对比例1
一种布料加工用防霉抗菌剂，包括以下重量份原料：壳聚糖15份、膨润土12份、硝酸铜8份、纳米氧化钛3份、纳米氧化锌4份、复合渗透剂2份、去离子水250份。
复合渗透剂包括十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚，十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚按质量比2：1混合；纳米氧化钛和纳米氧化锌的粒径均为80-100nm。
上述布料加工用防霉抗菌剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将膨润土、20％量的去离子水和硝酸铜放入电热搅拌器中，在65℃搅拌2h，抽滤烘干后，得到改性膨润土；
(2)将壳聚糖、20％量的去离子水、纳米氧化钛和纳米氧化锌放入搅拌器中搅拌均匀，得到预处理壳聚糖溶液；
(3)将改性膨润土分散于剩余60％量的去离子水中，得到悬浮液，在70℃下缓慢向悬浮液中加入预处理壳聚糖溶液，缓慢搅拌8h后，得到布料加工用防霉抗菌剂。
步骤(1)中，向抽滤得到的滤液中加入稀盐酸，直至向最后一次滤液中加入稀盐酸无白色沉淀产生，则停止抽滤。
对比例2
一种布料加工用防霉抗菌剂，包括以下重量份原料：改性壳聚糖15份、膨润土12份、纳米氧化钛3份、纳米氧化锌4份、复合渗透剂2份、去离子水250份。
复合渗透剂包括十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚，十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚按质量比2：1混合；纳米氧化钛和纳米氧化锌的粒径均为80-100nm。
改性壳聚糖的制备方法包括以下步骤：S1：将壳聚糖12份和丙醇15份放入反应器中，在搅拌过程中逐渐升温至80℃，得到混合物A；S2：将2,3-环氧丙基三甲基氯化铵10份和蒸馏水15份放入容器中，溶解后得到混合物B；S3：将混合物B加入反应器中与混合物A混合，反应6h，经过滤、洗涤、抽滤和干燥后，得到粗品；S4：将粗品放入质量分数为80％的乙醇溶液中浸泡并用索氏提取器抽提20h，干燥后得到改性壳聚糖。
上述布料加工用防霉抗菌剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将改性壳聚糖、20％量的去离子水、纳米氧化钛和纳米氧化锌放入搅拌器中搅拌均匀，得到预处理改性壳聚糖溶液；
(2)将膨润土分散于剩余80％量的去离子水中，得到悬浮液，在70℃下缓慢向悬浮液中加入预处理改性壳聚糖溶液和复合渗透剂，缓慢搅拌8h后，得到布料加工用防霉抗菌剂。
对比例3
一种布料加工用防霉抗菌剂，包括以下重量份原料：改性壳聚糖15份、纳米氧化钛3份、纳米氧化锌4份、复合渗透剂2份、去离子水250份。
复合渗透剂包括十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚，十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚按质量比2：1混合；纳米氧化钛和纳米氧化锌的粒径均为80-100nm。
改性壳聚糖的制备方法包括以下步骤：S1：将壳聚糖12份和丙醇15份放入反应器中，在搅拌过程中逐渐升温至80℃，得到混合物A；S2：将2,3-环氧丙基三甲基氯化铵10份和蒸馏水15份放入容器中，溶解后得到混合物B；S3：将混合物B加入反应器中与混合物A混合，反应6h，经过滤、洗涤、抽滤和干燥后，得到粗品；S4：将粗品放入质量分数为80％的乙醇溶液中浸泡并用索氏提取器抽提20h，干燥后得到改性壳聚糖。
上述布料加工用防霉抗菌剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将改性壳聚糖、去离子水、纳米氧化钛和纳米氧化锌放入搅拌器中搅拌均匀，得到预处理改性壳聚糖溶液；
(2)向预处理改性壳聚糖溶液加入复合渗透剂，搅拌后，得到布料加工用防霉抗菌剂。
性能检测
试验方法：将多个布料相应浸渍在实施例1-3和对比例1-3中的防霉抗菌剂中，二浸二轧。根据GB/T 20944纺织品抗菌性能的评价标准，对实施例1-3和对比例1-3中的防霉抗菌剂处理后的布料进行抗菌性能实验。具体检测结果如表1所示。
表1防霉抗菌性
由表1中可以看出，实施例1-3中的防霉抗菌剂处理后的布料的灭菌效果优良；对比例1中未对壳聚糖进行改性，对三种菌的灭杀率明显降低；对比例3中未添加膨润土和硝酸铜，对比例2未添加硝酸铜，相较于实施例而言，对比例3的灭杀率更差一点，说明膨润土和改性壳聚糖复合，确能提高布料的防霉抗菌效果，对比例2的灭杀率稍差一点，表面硝酸铜的添加能提高防霉抗菌性能。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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