一种抗菌织物及其制备方法

文档序号:629567 发布日期:2021-05-11 浏览:35次 >En<

阅读说明:本技术 一种抗菌织物及其制备方法 (Antibacterial fabric and preparation method thereof ) 是由 靳云平 叶先明 潘新江 于 2021-01-11 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种抗菌织物及其制备方法,该抗菌织物包括织物基材及在织物基材中添加的复合型微胶囊抗菌剂,该抗菌织物的制备方法包括N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖的制备、乳化反应、复凝聚反应、交联反应、复合型微胶囊抗菌剂与织物基材的结合五个步骤。本发明将抗菌活性成分N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖、罗汉柏油、茴香油制备成微胶囊剂型,不仅使得织物具有高效的抗菌效果、良好的缓释性能及良好的安全性能,且耐洗涤性能好,长时间使用后仍能保持很好的抗菌性能,具有广泛的工业应用前景。(The invention relates to an antibacterial fabric and a preparation method thereof, wherein the antibacterial fabric comprises a fabric base material and a composite microcapsule antibacterial agent added in the fabric base material, and the preparation method of the antibacterial fabric comprises five steps of preparation of N-2-hydroxypropyl trimethyl ammonium chloride chitosan, emulsification reaction, complex coacervation reaction, crosslinking reaction and combination of the composite microcapsule antibacterial agent and the fabric base material. According to the invention, the antibacterial active ingredients of N-2-hydroxypropyl trimethyl ammonium chloride chitosan, thujoram oil and anise oil are prepared into a microcapsule formulation, so that the fabric has a high-efficiency antibacterial effect, good slow release performance and good safety performance, is good in washing resistance, can still maintain good antibacterial performance after being used for a long time, and has a wide industrial application prospect.)

一种抗菌织物及其制备方法

技术领域

本发明属于纺织技术领域,特别是涉及一种抗菌织物及其制备方法。

背景技术

随着人类科学技术的发展及人们生活水平的提高,人们在注重织物美观与舒适的同时,对织物的卫生性也提出了更高的要求,抗菌织物逐渐成为一个重要的新兴产业领域。抗菌织物的应用十分广泛,一般用于制作内衣、睡衣、运动衣、袜子、鞋衬布、婴儿的尿布;医院、宾馆、家庭的床单、被套、毛毯、餐巾、毛巾、沙发布、窗帘布、地毯;医药、食品、服务行业的工作服装、部队的服装及绷带、纱布等,具有重大的社会效益。抗菌织物所起的作用是防止织物被微生物沾污,防止传染疾病,保证人身的安全健康和穿着舒适,降低公共环境的交叉感染率,使织物同时获得卫生和保健的功能。

抗菌织物的制备方法一般有两种:一种是采用抗菌纤维直接织成抗菌织物;另一种是通过后处理加工把抗菌剂固接在纤维上。目前,在纺织品的抗菌加工中,抗菌后整理加工的方法约占70%。织物抗菌后整理用的抗菌整理剂大多为有机系抗菌剂。有机系抗菌剂又分为化学合成抗菌剂和天然抗菌成分。化学合成抗菌剂是目前使用最为广泛的一类抗菌剂,但其存在耐高温稳定性差、溶出性导致一定的风险等问题。天然抗菌成分虽然具有良好的安全性能,但是其耐洗涤性能不佳,长时间使用后,抗菌效果大大下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗菌织物及其制备方法,以解决现有的抗菌织物耐高温稳定性差、安全性不佳以及耐洗涤性能差、抗菌效果不能持久的技术问题。

本发明提供一种抗菌织物,包括织物基材,织物基材中添加有复合型微胶囊抗菌剂;所述复合型微胶囊抗菌剂的原料组分及其组分的重量份数为:N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖5~10份、罗汉柏油2~5份、茴香油2~5份、明胶25~40份、正壬烷10~15份、戊二醛交联剂0.5~1份、10%氢氧化钠水溶液5~8份、二水合氯化钙2~4份、乳化剂0.5~1份、粘合树脂10~15份、蒸馏水80~100份。

优选地,所述复合型微胶囊抗菌剂的原料组分及其组分的重量份数为:N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖7~9份、罗汉柏油3~4份、茴香油3~4份、明胶30~35份、正壬烷12~14份、戊二醛交联剂0.7~0.9份、10%氢氧化钠水溶液6~7份、二水合氯化钙3~4份、乳化剂0.6~0.8份、粘合树脂12~14份、蒸馏水85~95份。

优选地,所述乳化剂为OP-10、PVA、TX-10、SE-10中的任意一种。

优选地,所述织物基材为再生纤维、合成纤维或天然纤维。

本发明还提供一种抗菌织物的制备方法,包括以下步骤:

步骤(1)N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖的制备:将壳聚糖溶解于乙酸稀溶液中,并向反应体系中加入缩水甘油三甲基氯化铵,壳聚糖与缩水甘油三甲基氯化铵的摩尔比为1:5,然后用稀盐酸调节溶液的pH值为6.0-6.5,在85℃下反应14小时,反应结束后,产物用乙醇沉淀,过滤,最后用70%的乙醇水溶液洗涤产品,得到粗产品,将粗产品用水溶解,并用砂芯漏斗过滤,滤液用丙酮沉淀析出,再次过滤后得到固体终产品N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖。

步骤(2)乳化反应:按重量份比依次称取一定重量的明胶、罗汉柏油、茴香油、正壬烷、乳化剂置于反应瓶中,向反应瓶中加入蒸馏水后搅拌混合均匀,升温至65℃使反应物溶解,待反应物溶解,在高剪切乳化机中以3000r/min的转速进行乳化反应。

步骤(3)复凝聚反应:将步骤(2)得到的乳化产物置于40℃的水浴中进行保温,然后向步骤(1)得到的N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖中加入适量的蒸馏水使其溶解得到溶液A,在不断搅拌的条件下将溶液A缓慢滴加到步骤(2)得到的乳化产物中,滴加完毕,向反应体系中加入10%氢氧化钠水溶液调节反应液的pH值至6.0-6.4,最后加入二水合氯化钙,将反应体系置于40℃条件下继续反应30min。

步骤(4)交联反应:将步骤(3)得到的反应液置于冰水浴中,加入戊二醛交联剂,在不断搅拌的条件下反应1-1.5小时,反应结束,待反应体系恢复至室温后,进行抽滤、洗涤、干燥,得到复合型微胶囊抗菌剂。

步骤(5)复合型微胶囊抗菌剂与织物基材的结合:将步骤(4)得到的复合型微胶囊抗菌剂与粘合树脂混合均匀,分多次喷淋到织物基材上,经过二浸二轧,浸轧率为80-90%,然后将织物置于70℃下干燥15min,随后置于110℃条件下烘焙10min,最终制得抗菌织物。

优选地,所述粘合树脂为改性丙烯酸树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂中的任意一种。

本发明的有益效果:本发明在织物基材中添加抗菌活性成分N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖、罗汉柏油、茴香油制备成抗菌织物,将改性的壳聚糖和天然抗菌成分复配,耐高温稳定性好并具有良好的安全性能,且将其制备成微胶囊剂型,具有良好的缓释性能,耐洗涤性能好,长时间使用后仍能保持很好的抗菌性能,使得织物能够长期保持高效的抗菌效果,具有广泛的工业应用前景。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本发明提供一种抗菌织物,包括织物基材,织物基材中添加有复合型微胶囊抗菌剂;所述复合型微胶囊抗菌剂的原料组分及其组分的重量份数为:N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖5~10份、罗汉柏油2~5份、茴香油2~5份、明胶25~40份、正壬烷10~15份、戊二醛交联剂0.5~1份、10%氢氧化钠水溶液5~8份、二水合氯化钙2~4份、乳化剂0.5~1份、粘合树脂10~15份、蒸馏水80~100份。

N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖具有良好的水溶性,其对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、表皮葡萄球菌和白色念珠菌都具有很好的杀菌作用。N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖的抗菌机理为:N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖是具有高电荷密度的聚阳离子电解质,其抗菌作用位点是带有负电荷的细菌细胞表面,其与细菌细胞表面产生的酸性大分子相互作用形成聚合物膜,抑制细菌与外界进行物质和能量交换,从而扰乱细菌的生长。

罗汉柏油中的抗菌活性成分刺柏酸浓度在25~200mg/kg时,能阻止几乎所有的细菌和真菌的发育,对人畜的安全性也极高。

茴香油对金黄色葡萄球菌和真菌具有很好的抑制作用。

优选地,所述复合型微胶囊抗菌剂的原料组分及其组分的重量份数为:N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖7~9份、罗汉柏油3~4份、茴香油3~4份、明胶30~35份、正壬烷12~14份、戊二醛交联剂0.7~0.9份、10%氢氧化钠水溶液6~7份、二水合氯化钙3~4份、乳化剂0.6~0.8份、粘合树脂12~14份、蒸馏水85~95份。

优选地,所述乳化剂为OP-10、PVA、TX-10、SE-10中的任意一种。

OP-10、TX-10均属于烷基酚聚氧乙烯醚类乳化剂,化学稳定性高,耐强酸、强碱,具有很好的润湿性、渗透力和乳化性。SE-10属于脂肪酸聚氧乙烯酯类乳化剂。PVA为聚乙烯醇,具有独特的平滑性、耐磨性,其水溶液具有很好的粘接性和成膜性。

优选地,所述织物基材为再生纤维、合成纤维或天然纤维。

本发明还提供一种抗菌织物的制备方法,包括以下步骤:

步骤(1)N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖的制备:将壳聚糖溶解于乙酸稀溶液中,并向反应体系中加入缩水甘油三甲基氯化铵,壳聚糖与缩水甘油三甲基氯化铵的摩尔比为1:5,然后用稀盐酸调节溶液的pH值为6.0-6.5,在85℃下反应14小时,反应结束后,产物用乙醇沉淀,过滤,最后用70%的乙醇水溶液洗涤产品,得到粗产品,将粗产品用水溶解,并用砂芯漏斗过滤,滤液用丙酮沉淀析出,再次过滤后得到固体终产品N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖。

步骤(2)乳化反应:按重量份比依次称取一定重量的明胶、罗汉柏油、茴香油、正壬烷、乳化剂置于反应瓶中,向反应瓶中加入蒸馏水后搅拌混合均匀,升温至65℃使反应物溶解,待反应物溶解,在高剪切乳化机中以3000r/min的转速进行乳化反应。

步骤(3)复凝聚反应:将步骤(2)得到的乳化产物置于40℃的水浴中进行保温,然后向步骤(1)得到的N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖中加入适量的蒸馏水使其溶解得到溶液A,在不断搅拌的条件下将溶液A缓慢滴加到步骤(2)得到的乳化产物中,滴加完毕,向反应体系中加入10%氢氧化钠水溶液调节反应液的pH值至6.0-6.4,最后加入二水合氯化钙,将反应体系置于40℃条件下继续反应30min。

步骤(4)交联反应:将步骤(3)得到的反应液置于冰水浴中,加入戊二醛交联剂,在不断搅拌的条件下反应1-1.5小时,反应结束,待反应体系恢复至室温后,进行抽滤、洗涤、干燥,得到复合型微胶囊抗菌剂。微胶囊的粒径大小和分布是微胶囊的重要性能指标,不仅影响到微胶囊的缓释性能,也影响包覆隔离微胶囊的隔离性能。步骤(3)复凝聚反应的pH值、复凝聚反应的时间以及步骤(4)交联反应的时间等都对微胶囊的粒径和分布具有很大的影响。本发明经过长期大量的实验操作,最终发现,在复凝聚反应pH值为6.0-6.4、复凝聚反应时间为30min及交联反应的时间为1-1.5小时的条件下,制得的微胶囊外表面规整圆滑,平均粒径在数个微米,且粒径分布比较集中。

步骤(5)复合型微胶囊抗菌剂与织物基材的结合:将步骤(4)得到的复合型微胶囊抗菌剂与粘合树脂混合均匀,分多次喷淋到织物基材上,经过二浸二轧,浸轧率为80-90%,然后将织物置于70℃下干燥15min,随后置于110℃条件下烘焙10min,最终制得抗菌织物。

优选地,所述粘合树脂为改性丙烯酸树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂中的任意一种。

实施例1

本发明提供一种抗菌织物,包括织物基材,织物基材为再生纤维,织物基材中添加有复合型微胶囊抗菌剂;所述复合型微胶囊抗菌剂的原料组分及其组分的重量份数为:N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖5份、罗汉柏油2份、茴香油2份、明胶25份、正壬烷10份、戊二醛交联剂0.5份、10%氢氧化钠水溶液5份、二水合氯化钙2份、乳化剂OP-100.5份、改性丙烯酸树脂10份、蒸馏水80份。

本发明还提供一种抗菌织物的制备方法,包括以下步骤:

步骤(1)N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖的制备:将壳聚糖溶解于乙酸稀溶液中,并向反应体系中加入缩水甘油三甲基氯化铵,壳聚糖与缩水甘油三甲基氯化铵的摩尔比为1:5,然后用稀盐酸调节溶液的pH值为6.0-6.5,在85℃下反应14小时,反应结束后,产物用乙醇沉淀,过滤,最后用70%的乙醇水溶液洗涤产品,得到粗产品,将粗产品用水溶解,并用砂芯漏斗过滤,滤液用丙酮沉淀析出,再次过滤后得到固体终产品N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖。

步骤(2)乳化反应:按重量份比依次称取一定重量的明胶、罗汉柏油、茴香油、正壬烷、乳化剂置于反应瓶中,向反应瓶中加入蒸馏水后搅拌混合均匀,升温至65℃使反应物溶解,待反应物溶解,在高剪切乳化机中以3000r/min的转速进行乳化反应。

步骤(3)复凝聚反应:将步骤(2)得到的乳化产物置于40℃的水浴中进行保温,然后向步骤(1)得到的N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖中加入适量的蒸馏水使其溶解得到溶液A,在不断搅拌的条件下将溶液A缓慢滴加到步骤(2)得到的乳化产物中,滴加完毕,向反应体系中加入10%氢氧化钠水溶液调节反应液的pH值至6.0-6.4,最后加入二水合氯化钙,将反应体系置于40℃条件下继续反应30min。

步骤(4)交联反应:将步骤(3)得到的反应液置于冰水浴中,加入戊二醛交联剂,在不断搅拌的条件下反应1-1.5小时,反应结束,待反应体系恢复至室温后,进行抽滤、洗涤、干燥,得到复合型微胶囊抗菌剂。微胶囊的粒径大小和分布是微胶囊的重要性能指标,不仅影响到微胶囊的缓释性能,也影响包覆隔离微胶囊的隔离性能。步骤(3)复凝聚反应的pH值、复凝聚反应的时间以及步骤(4)交联反应的时间等都对微胶囊的粒径和分布具有很大的影响。本发明经过长期大量的实验操作,最终发现,在复凝聚反应pH值为6.0-6.4、复凝聚反应时间为30min及交联反应的时间为1-1.5小时的条件下,制得的微胶囊外表面规整圆滑,平均粒径在数个微米,且粒径分布比较集中。

步骤(5)复合型微胶囊抗菌剂与织物基材的结合:将步骤(4)得到的复合型微胶囊抗菌剂与粘合树脂混合均匀,分多次喷淋到织物基材上,经过二浸二轧,浸轧率为80-90%,然后将织物置于70℃下干燥15min,随后置于110℃条件下烘焙10min,最终制得抗菌织物。

实施例2

一种抗菌织物,包括织物基材,织物基材为合成纤维,织物基材中添加有复合型微胶囊抗菌剂;所述复合型微胶囊抗菌剂的原料组分及其组分的重量份数为:N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖10份、罗汉柏油5份、茴香油5份、明胶40份、正壬烷15份、戊二醛交联剂1份、10%氢氧化钠水溶液8份、二水合氯化钙4份、乳化剂PVA 1份、氨基树脂15份、蒸馏水100份。该抗菌织物的制备方法同实施例1。

实施例3

一种抗菌织物,包括织物基材,织物基材为天然纤维,织物基材中添加有复合型微胶囊抗菌剂;所述复合型微胶囊抗菌剂的原料组分及其组分的重量份数为:N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖7份、罗汉柏油3份、茴香油3份、明胶30份、正壬烷12份、戊二醛交联剂0.7份、10%氢氧化钠水溶液6份、二水合氯化钙3份、乳化剂TX-100.6份、聚氨酯树脂12份、蒸馏水85份。该抗菌织物的制备方法同实施例1。

实施例4

一种抗菌织物,包括织物基材,织物基材为再生纤维,织物基材中添加有复合型微胶囊抗菌剂;所述复合型微胶囊抗菌剂的原料组分及其组分的重量份数为:N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖9份、罗汉柏油4份、茴香油4份、明胶35份、正壬烷14份、戊二醛交联剂0.9份、10%氢氧化钠水溶液7份、二水合氯化钙4份、乳化剂SE-100.8份、改性丙烯酸树脂14份、蒸馏水95份。该抗菌织物的制备方法同实施例1。

实施例5

一种抗菌织物,包括织物基材,织物基材为天然纤维,织物基材中添加有复合型微胶囊抗菌剂;所述复合型微胶囊抗菌剂的原料组分及其组分的重量份数为:N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖6份、罗汉柏油3份、茴香油4份、明胶36份、正壬烷13份、戊二醛交联剂0.8份、10%氢氧化钠水溶液6份、二水合氯化钙4份、乳化剂TX-100.9份、改性丙烯酸树脂11份、蒸馏水90份。该抗菌织物的制备方法同实施例1。

对实施例1-5制备得到的抗菌织物进行抗菌性能测试,测试结果见表1。

表1

综上所述,采用本发明所述的原料组成、原料配比及制备工艺,制得的织物具有高效的抗菌效果、良好的缓释性能及良好的安全性能,且耐洗涤性能好,长时间使用后仍能保持很好的抗菌性能,具有广泛的工业应用前景。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,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。

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