一种抗紫外抗菌面料及其加工方法与流程

本发明涉及面料加工，具体涉及一种抗紫外抗菌面料及其加工方法。

背景技术：

1、在人们生活的各个地方都存在着微生物，但有些有害微生物如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及螨虫等会影响人们平常工作生活，因此抗菌类纤维与纺织品被开发出来。该类纤维与纺织品指的是拥有一种能抑制某些病原体繁殖乃至杀死它们能力的纤维与织物。随着生活品质的提升，消费者的观念从以前只追求舒适保暖变成追求多功能加健康舒适，因此目前还存在着广阔的抗菌功能纺织品发展空间。

2、由于纺织品的快速发展和人民生活水平的提高，人们对纺织品的功能需求不仅仅停留在最基本的服用性能上，那些具有自清洁、抗菌除臭、抗紫外线等功能的纺织品往往更容易受到人们的青睐。对于纺织印染企业来说，赋予纺织品特殊的功能对改善产品质量，提高产品附加值具有至关重要的作用。

3、中国发明专利(申请号：202210388611.2)公开了一种纯棉抗菌面料及其加工工艺，包括以下步骤：将纯棉面料置于十二烷基磺酸钠水溶液中超声，洗涤后干燥，得到预处理面料；将聚丙烯酸低聚物水溶液、季铵盐接枝偶联剂、环丙沙星接枝偶联剂混合得到处理液，将预处理面料浸入处理液中，辊压至增重180±2wt％，180℃下加热后，用去离子水洗涤后干燥，得到接枝面料；将接枝面料浸入硝酸银溶液中，25℃下搅拌，80℃下干燥1h后，再浸入nabh4溶液中，25℃下搅拌，用去离子水洗涤后干燥，得到纯棉抗菌面料，本发明的制备纯棉抗菌面料对金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌抑菌率在99.9％以上，洗涤50次后抑菌率97.5％以上。尽管该发明制备得到的抗菌面料具有良好的抗菌性能，但是该发明中的面料功能太过于单一，只具有抗菌性能，这就严重限制了其应用场合，本发明就是在该发明的基础上进行改进，将制备一种不仅具有抗菌效果，同时还具有抗紫外效果的面料，赋予面料多重功能，以满足更大市场需求。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种抗紫外抗菌面料及其加工方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一种抗紫外抗菌面料的加工方法，包括如下步骤：

4、s1、将面料浸没在十二烷基磺酸钠水溶液中处理，得到预处理面料；

5、s2、将水、丙烯酸、柠檬精油、聚二甲基二烯丙基氯化铵、甲醛水溶液、甘油、变性淀粉、聚乙二醇、表面活性剂、月桂醇聚氧乙烯醚、偶联剂、抗菌剂混合，得到整理液；

6、s3、将预处理面料放入整理液中浸轧处理，洗涤干燥，得到抗紫外抗菌面料。

7、优选的，一种抗紫外抗菌面料的加工方法，由以下步骤组成：

8、s1、将面料浸没在1-3wt％氢氧化钾水溶液中，置于超声功率200-400w、超声频率30-60khz下超声10-40min，再置于2-5wt％十二烷基磺酸钠水溶液中于50-70℃下处理30-60min，所述面料、氢氧化钾水溶液的浴比1g：(20-40)ml；所述面料、十二烷基磺酸钠水溶液的浴比为1g：(30-50)ml；洗涤，干燥，得到预处理面料；

9、s2、将80-120重量份水、3-10重量份丙烯酸、2-5重量份柠檬精油、2-4重量份聚二甲基二烯丙基氯化铵、3-6重量份3-7wt％甲醛水溶液、8-12重量份甘油、5-10重量份变性淀粉、2-4重量份聚乙二醇、3-5重量份表面活性剂、0.5-2重量份月桂醇聚氧乙烯醚、1-3重量份偶联剂、3-7重量份抗菌剂混合，在600-1000rpm下搅拌20-40min，得到整理液；

10、s3、将预处理面料放入整理液中浸轧处理，所述预处理面料与整理液的浴比为1g：(20-40)ml；浸轧工艺为二浸二轧，在30-50℃下浸渍40-60min，轧余率为60-85％，洗涤，干燥，再置于130-160℃焙烘2-4min；冷却至室温，洗涤，干燥，得到抗紫外抗菌面料。

11、所述表面活性剂为十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基二甲基氧化胺、椰子乙二醇基酰胺、十二烷基二甲基甜菜碱中的任一种。

12、所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的任一种。

13、所述抗菌剂由卤胺抗菌剂和改性二氧化钛复合而成。

14、卤胺类抗菌剂具有广谱抗菌、杀菌快、价格低廉、无毒环保及良好的抗菌再生性等优点，其杀菌机理是：将含n-cl键的卤胺化合物所释放出的cl+离子具有强氧化性，可以在短时间内将细菌氧化致死。当cl+被消耗后，卤胺化合物中的n-cl键被还原为n-h键，此时将失去杀菌能力。但是卤胺抗菌剂但在紫外光照射下，卤胺类化合物所含的n-cl键极易分解成盐酸，其结构不稳定，容易受到外界环境的影响，进而导致织物存在发黄、变硬等问题。因此，要采用卤胺抗菌剂作为织物的主要抗菌物质，首先要解决在不影响卤胺抗菌剂抗菌性能的前提下解决其稳定性问题是非常有必要的。

15、二氧化钛作为无机材料，具有良好的紫外吸收性能和光催化性能，产品无毒、化学稳定性高、成本低，应用范围广，但在反应体系中易团聚，因此通过改性的方法使其表面获得更多的有机基团，不仅用于稳定二氧化钛，使其在整理液中具有良好的稳定性能，进一步改善了其在整理液中的分散性，同时阻碍了构晶粒子的定向重排，使二氧化钛导带及价带的间隔增加，紫外屏蔽性能得到进一步提高。同时还提供了更多反应位点，便于与其他物质进行接枝结合。本发明将改性后的二氧化钛与卤胺抗菌进行有效结合，能够充分发挥二氧化钛的抗紫外性能，同时还具有良好的抗菌性能，二者的有效结合使得织物同时获得抗紫外和抗菌性能，也提高了卤胺抗菌的稳定性能，抗菌剂中的羧基和氨基基团能够与织物纤维中的羟基结合，提高抗菌剂与织物的结合性能，使得抗菌性能更加长久。

16、优选的，所述抗菌剂的制备方法如下：

17、p1、将3-氯-5,5-二甲基海因在氢氧化钠溶液进行盐化，再与1-溴-2-氯丁烷反应，得到中间体n；

18、p2、将苯胺化合物置于氢氧化钠水溶液碱化，再与上述中间体n进行反应，得到中间体m；

19、p3、将二氧化钛、乙醇水溶液混合，得到二氧化钛分散液；再加入3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅进行硅烷化改性，得到改性二氧化钛；

20、p4、将上述中间体m、改性二氧化钛在丙酮作为溶剂的情况下反应，即得抗菌剂。

21、反应机理：首先3-氯-5,5-二甲基海因溶解在碱溶液中，在一定温度下进行反应，氢氧化钠中的钠离子取代3-氯-5,5-二甲基海因中的氢原子，再与1-溴-2-氯丁烷发生取代反应，得到3-(2’-氯丁基)-5,5-二甲基海因的中间体n；将得到的中间体n、苯胺化合物在氢氧化钠中进行超声，3-(2’-氯丁基)-5,5-二甲基海因中的氯原子与苯胺化合物中的羟基发生取代反应，得到卤胺抗菌剂；最后与改性二氧化钛进行反应，最终得到抗菌剂，该抗菌剂不仅具有良好的稳定性能，同时抗菌性能进一步提高，并且二氧化钛的加入还是的该抗菌剂具有良好的抗紫外效果，赋予了面料的抗菌、抗紫外的多重功能。

22、进一步的，所述抗菌剂的制备方法如下：

23、p1、将3-8重量份氢氧化钠、80-120重量份40-60wt％乙醇水溶液混合，在400-800rpm下搅拌3-8min，加入10-20重量份3-氯-5,5-二甲基海因混合均匀，置于90-110℃回流5-10min；再将温度调节至75-90℃，加入12-20重量份1-溴-2-氯丁烷继续反应5-8h，减压蒸馏除去乙醇，用70-90wt％乙酸乙酯水溶液洗涤，静置分液，保留上层有机相，取上层有机相减压蒸馏除去乙酸乙酯，干燥，得到中间体n；

24、p2、将1-3重量份苯胺化合物、200-400重量份40-6wt％乙醇水溶液混合均匀，加入30-50重量份0.5-2mol/l氢氧化钠水溶液，在室温下碱化10-20min；再加入40-60重量份上述1-3wt％中间体n的丙酮溶液，置于80-100℃、300-500rpm下反应3-6h，减压蒸馏除溶剂，得到中间体m；

25、p3、将1-4重量份二氧化钛、200-400重量份60-80wt％乙醇水溶液混合，在超声功率200-400w、超声频率50-70khz下超声30-50min，得到二氧化钛分散液；再加入0.3-1重量份3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷，在50-70℃、500-800rpm下反应反应3-5h，离心，洗涤，干燥，得到改性二氧化钛；

26、p4、将上述1-3重量份中间体m、上述0.5-2重量份改性二氧化钛、100-300重量份丙酮混合均匀，在55-70℃、300-500rpm下反应2-5h，减压蒸馏除丙酮，将得到的产物进行干燥，即得抗菌剂。

27、本发明通过将l-谷氨酸γ-(3-羧基-4-羟基苯胺)和4-[2-羟基-3-(异丙基氨基)丙氧基]苯胺进行复配，利用二者的各自优势使得抗菌效果和抗紫外效果协同增效。利用l-谷氨酸γ-(3-羧基-4-羟基苯胺)中的羧基和氨基基团的亲水性能，使得制备得到的抗菌剂更加分散在整理液中，提高抗菌在整理液中的分散稳定性能，并且l-谷氨酸γ-(3-羧基-4-羟基苯胺)中的羧基和氨基基团可以有效与织物中的羟基结合，提高抗菌剂与织物中的结合率，不仅提高了抗菌的耐洗性能，而且提高了织物抗紫外性能；利用4-[2-羟基-3-(异丙基氨基)丙氧基]苯胺中羟基与3-(2’-氯丁基)-5,5-二甲基海因中的氯进行取代反应，用于提高二者之间结合率，最终提高卤胺抗菌的结合产率，提高抗菌剂在整理液中的含量，因此，二者协同增效共同提高织物的抗菌和抗紫外效果。

28、所述苯胺化合物为l-谷氨酸γ-(3-羧基-4-羟基苯胺)和/或4-[2-羟基-3-(异丙基氨基)丙氧基]苯胺；优选的，所述苯胺化合物为l-谷氨酸γ-(3-羧基-4-羟基苯胺)和4-[2-羟基-3-(异丙基氨基)丙氧基]苯胺按照质量比(1-3):1组成；所述苯胺化合物为l-谷氨酸γ-(3-羧基-4-羟基苯胺)和4-[2-羟基-3-(异丙基氨基)丙氧基]苯胺按照质量比5:4组成。

29、一种抗紫外抗菌面料，采用上述任一项加工方法得到。

30、本发明的有益效果：本发明制备的抗紫外抗菌面料具有抗菌、抗紫外功效，实现了在同一面料上赋予多种功能的功效，克服了市面上大多数面料只有单一功能的缺陷，从而实现了面料从单一性到多功能性的转变，扩大了面料在市场上的应用。本发明通过在整理液中添加抗菌剂，不仅提高了抗菌剂在整理液中的分散均一性能，还能通过抗菌剂中的多种基团与织物表面的羟基进行强有力的结合，使得面料表面吸附一层具有抗菌抗紫外的材料，从而提高了面料的抗菌、抗紫外效果，本发明制备得到的抗紫外抗菌面料在洗涤50次之后，金黄色葡萄球菌≥97％、大肠杆菌的抗菌率≥95％，ufp>50、t(uva)av<4％，符合国家纺织品标准金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的抗菌率≥70％、ufp>40、t(uva)av<5％，本发明制备得到的抗紫外抗菌面料可以广泛应用于市场。