一种光触媒复合抗菌织物及其制备方法与流程

本技术涉及功能性纺织品，特别涉及一种光触媒复合抗菌织物及其制备方法。

背景技术：

1、抗菌织物具有良好的抗菌作用，能够消除因细菌而产生的异味，使织物保持整洁，避免细菌的繁殖，能够起到降低再次传播风险的作用。抗菌织物具有良好的安全性，其可以高效去除织物上的细菌、真菌和霉菌。

2、目前，广泛应用于纺织品的抗菌剂包括无机抗菌剂、有机抗菌剂及复合抗菌剂。无机抗菌剂包括具有抗菌作用的银离子、铜离子、锌离子等及其化合物，通过物理吸附、离子交换等方式达到抗菌效果。但，银离子不够稳定，在一定条件下会被还原为金属银，从而使抗菌织物变色，并使抗菌性能减弱。而，铜是一种具有抗菌和抗病毒特性的材料。

3、在研究铜离子和亚铜化合物的抗菌过程中发现，细菌在有氧条件下的代谢过程中会产生活性氧和过氧化氢，二价铜离子会相继发生一系列反应，生成具有强氧化性的羟基自由基，起到杀菌作用。二价铜离子化合物，如氧化铜，目前已经研究应用到纤维上制备抗菌纤维，氧化铜作为抗菌剂整理到纤维上使其具有较强的抑菌性能和较好的杀菌功能，且耐洗性优越。但是氧化铜过量会影响纤维的柔软性，现有改善柔软性的方式为加入有机硅季铵盐等柔软剂，从化学性能的角度改善织物的柔软性。例如，公开号为cn105401245b的专利公开一种制备氧化铜抗菌纤维的方法，其将氧化铜粉体、含硅表面活性剂与聚酯切片进行熔融混合制备功能性母粒，再与聚酯切片混合纺丝，制备氧化铜抗菌纤维。但是仅使用氧化铜整理纤维，功能单一，例如不具备光响应抗菌特性。

4、光触媒是一类以tio2为代表的具有光催化作用的半导体材料的总称。光触媒可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质，能够在材料表面形成永久的抗菌防污涂膜，具有极强的杀菌和除臭功能。光触媒目前已广泛应用于纺织纤维，可分为掺杂在纤维内和涂覆在纤维上等方法。已研究将无机抗菌剂，如纳米银，与光触媒混合制备抗菌整理剂，再整理到织物上，从而获得光敏抗菌效果。但是，目前具有光敏抗菌效果的织物，通常对整理剂的成分进行改进以提升织物的柔软性，例如改变抗菌剂选择、柔软剂复合等。而很少有研究从混纺比、无机抗菌剂负载量等物理性能的角度，在保持高抗菌性的基础上，改善织物的柔软性。

5、综上所述，如果能提供一种抗菌织物的制备方法，能够通过改变织造过程中的混纺比等参数，使织物兼具光敏抗菌性和柔软性，从而降低柔软剂等纺织助剂的用量，则更能提升经济效益。

技术实现思路

1、有鉴于上述现有技术的缺点，本发明提供一种光触媒复合抗菌织物及其制备方法，以解决现有技术中存在的为提升光敏抗菌织物的柔软性，柔软剂等纺织助剂用量大，而较少从混纺比、无机抗菌剂负载量等物理性能的角度，改善织物的柔软性等问题。

2、为实现上述目的及相关目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明第一方面提供一种光触媒复合抗菌织物，该织物为光触媒纤维与光触媒/氧化铜复合纤维混纺织造得到的，织物中光触媒含量的质量分数为0.5～1％，氧化铜含量的质量分数为0.8～1.2％。

4、于本技术一实施例中，光触媒纤维与光触媒/氧化铜复合纤维的混纺比为2：(1.5～2)。

5、于本技术一实施例中，光触媒复合抗菌织物为斜纹、平纹或缎纹织物，优选为斜纹织物。

6、本发明第二方面提供一种光触媒复合抗菌织物的制备方法，包括以下步骤：

7、(1)以光触媒掺杂的羟基化合磷灰石、稳定剂、分散剂为原料制备第一抗菌整理剂，并采用喷涂或浸渍的方式，将第一抗菌整理剂整理到第一纤维上，制备光触媒纤维；

8、(2)以光触媒、氧化铜、多巴胺溶液为原料制备第二抗菌整理剂，并采用喷涂或浸渍的方式，将第二抗菌整理剂整理到第二纤维上，制备光触媒/氧化铜复合纤维；

9、(3)将光触媒纤维与光触媒/氧化铜复合纤维混纺织造为光触媒复合抗菌织物，其中，光触媒纤维与光触媒/氧化铜复合纤维的混纺比为2：(1.5～2)。

10、于本技术一实施例中，步骤(1)中，光触媒掺杂的羟基磷灰石的制备方法包括：将羟基磷灰石浸泡于光触媒的水溶胶中，过滤，干燥，煅烧，得到光触媒掺杂的羟基磷灰石，其中，光触媒与羟基化合磷灰石的质量比为1：(1～1.5)。

11、于本技术一实施例中，步骤(2)中，光触媒与氧化铜的质量比为1：(4～5)。

12、于本技术一实施例中，步骤(1)中，光触媒为二氧化钛、氧化锌、氧化镓、石墨碳氮化物中的一种或多种；

13、和/或，分散剂为十二烷基硫酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇中的一种或多种；

14、和/或，稳定剂为焦磷酸钠和/或羟丙基甲基纤维素；

15、和/或，第一纤维为棉纤维或蚕丝纤维；

16、和/或，光触媒掺杂的羟基化合磷灰石、稳定剂、分散剂的质量比为(2～2.5)：(0.02～0.5)：(0.05～0.2)。

17、于本技术一实施例中，步骤(2)中，光触媒与多巴胺溶液的质量比为1：(5～10)；

18、和/或，第二抗菌整理剂中还包括ph缓冲液，ph缓冲液为磷酸盐缓冲液、酒石酸盐缓冲液或苯二甲酸氢盐缓冲液；

19、和/或，第二抗菌整理剂中还包括ph缓冲液，光触媒与ph缓冲液的质量比为1：(2～5)；

20、和/或，第二纤维为棉纤维或聚酯纤维。

21、于本技术一实施例中，步骤(1)中第一抗菌整理剂的制备方法为：

22、将光触媒掺杂的羟基化合磷灰石、稳定剂、分散剂和去离子水混合，超声，制得第一抗菌整理剂。

23、于本技术一实施例中，步骤(2)中第二抗菌整理剂的制备方法为：

24、将光触媒、氧化铜分散于多巴胺溶液中，加入ph缓冲液进行反应，得到复合沉淀物；

25、将复合沉淀物分散于有机溶剂中，超声，得到第二抗菌整理剂，其中，有机溶剂为乙醇和乙腈的混合溶液。

26、于本技术一实施例中，步骤(1)采用浸渍方式时，第一抗菌整理剂的用量为3～6％(o.w.f)，浸渍浴比1：(20～40)，浸渍时间为20～40min；

27、和/或，步骤(2)采用浸渍方式时，第二抗菌整理剂的用量为2～5％(o.w.f)，浸渍浴比1：(10～30)，浸渍时间为15～30min。

28、本发明的有益技术效果在于：

29、本发明光触媒复合抗菌织物制备方法简单，通过控制光触媒和氧化铜的负载量、光触媒纤维与光触媒/氧化铜复合纤维的混纺比来改善织物的柔软性。本发明制备的光触媒复合抗菌织物具有长效光敏抗菌性能，具有广谱抑菌性，且耐水洗性好。本发明复合抗菌织物中的光触媒具有足够的分解空间，能够高效、有效的进行光敏抗菌，且织物柔软度、爽滑度和平展度好。

30、光触媒在受到紫外线或可见光照射时，变为激发态，表现出很强的氧化能力，在光照条件下产生活性氧和oh-自由基，进而通过强氧化还原作用达到抗菌效果，并分解和净化臭味物质。但是大量光触媒直接整理到纤维上时，可能会改变纤维的颜色，手感，使纤维劣化。

31、因此，本发明制备光触媒掺杂的羟基化合磷灰石，以羟基化合磷灰石作为光触媒的缓和材料，利用羟基化合磷灰石的缓和作用起到不损伤纤维的作用，进而使得经第一抗菌整理剂整理得到的光触媒纤维，在具有光敏抗菌作用的基础上，仍保持其自身柔软性能，并获得耐水洗性能。

32、此外，本发明以光触媒、氧化铜、多巴胺溶液为原料制备第二抗菌整理剂。多巴胺作为一种具有高反应活性、高粘附性的生物质分子，在织物功能整理中，具有持久抗菌、结构生色等作用。多巴胺具有自聚成膜性能，当光触媒和氧化铜分散在多巴胺溶液中时，其在光触媒和氧化铜表面自组装沉积形成吸附膜；当使用第二抗菌整理剂整理第二纤维时，在多巴胺在第二纤维表面形成吸附膜，并将光触媒和氧化铜牢固地粘附在第二纤维表面。因此，本发明制备的光触媒/氧化铜复合纤维具有较好的水洗稳定性，长效光敏抗菌性。

33、同时，本发明通过控制光触媒与羟基化合磷灰石的质量比；光触媒、氧化铜与多巴胺溶液的质量比；光触媒纤维与光触媒/氧化铜复合纤维的混纺比，能够控制光触媒/氧化铜复合纤维上吸附膜的均匀性，并控制光触媒复合抗菌织物中光触媒含量的质量分数为0.5～1％，氧化铜含量的质量分数为0.8～1.2％。经性能测试发现，本发明限定的混纺比、光触媒含量、氧化铜含量能够使织物表面光触媒分布均匀，各部位光敏抗菌效果一致，且织物的柔软性优异。

34、本发明光触媒复合抗菌织物中不含柔软剂或含有少量柔软剂，能够解决织物柔软剂用量大，对环境造成负面影响的问题。

35、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。