一种抗菌混纺面料及其制备方法与流程

本发明属于面料的，涉及一种抗菌混纺面料及其制备方法。

背景技术：

1、服装，即贴身穿着的衣物，涵盖内衣内裤、外衣外套、汗衫、短裤及婚纱晚礼服等，它们紧贴皮肤，是现代人不可或缺的服饰之一。其中，内衣不仅具备吸汗、矫型、衬托身体、保暖等基本功能，还能有效隔离身体产生的污秽物质。在某些情况下，内衣甚至被视为性征的重要体现。而内衣的面料，作为构成内衣的基本元素，其质量与性能显得尤为重要。随着社会的进步和人们生活水平的提升，大众对内衣的舒适度和质量的要求也日益提升。

2、然而，传统的内衣制作主要依赖于柔软的布料，这些布料往往缺乏抗菌性能，或者其抗菌效果并不显著。为此，将抗菌面料与其他纤维混合制成内衣面料，已成为提升内衣功能性的重要途径。抗菌面料以其出色的安全性，能有效清除织物上的细菌、真菌和霉菌，保持织物的清洁，并抑制细菌的再生与繁殖。

3、在抗菌面料的制备过程中，常见的方法包括在面料纤维中直接融入抗菌剂，如使用竹纤维等具有抗菌特性的纤维，或者通过浸泡和烘干等工艺对面料进行抗菌处理。然而，当前的方法往往只选择其中一种，鲜有将两种方式结合的处理方式。此外，在使用抗菌液体对面料进行浸泡时，布料之间容易出现堆积，导致液体与布料的接触不充分，从而延长了浸泡时间。同时，浸泡和烘干通常需要分别进行，这不仅增加了操作的复杂性，也延长了处理时间。因此，开发更高效、更便捷的抗菌面料制备方法，对于提升内衣的功能性和舒适性具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种抗菌混纺面料及其制备方法，本发明采用预处理碳纳米管，引入羧基和羟基基团，与l-半胱氨酸通过静电作用形成自装式稳定结合。再与丁香酚和腰果酚复配的天然抗菌剂进行化学接枝，引入酚羟基，提升抗菌性能。这些活性基团与银离子形成配位键，有效、可控地组装在碳纳米管复合材料上，形成均匀、稳定的复合结构，进一步提高抗菌性能。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种抗菌混纺面料，通过将锦纶和抗菌氨纶交织混纺制得，所述抗菌氨纶以抗菌聚氨酯脲溶液为原料通过干法纺丝制得，所述抗菌聚氨酯脲溶液按重量份数包括以下组分：

4、聚醚二元醇                     45-65份

5、异氰酸酯                       30-40份

6、扩链剂                         5-8份

7、复合抗菌剂                     5-7份

8、有机溶剂                       120-140份

9、助剂                           0-5份；

10、所述复合抗菌剂的制备方法包括以下步骤：

11、1）将碳纳米管浸泡于酸性溶液中加热搅拌后，过滤，洗涤，真空干燥至恒重后，得到预处理碳纳米管；

12、2）将预处理碳纳米管和无水乙醇混合后，加入l-半胱氨酸超声处理后，加入天然抗菌剂和光引发剂1173混合后进行搅拌反应，加入硝酸银加热搅拌后，离心取固体，洗涤，真空干燥至恒重后，得到复合抗菌剂；所述天然抗菌剂由丁香酚和腰果酚混合而成。

13、作为本发明的一种优选技术方案，碳纳米管可以直接与细菌接触，破坏细菌的细胞结构，通过对碳纳米管以带正电荷氨基的l-半胱氨酸、酚羟基的丁香酚和腰果酚进行功能化处理，因此大量活性基团以吸附更多银离子结合后，以碳纳米管提供了良好的载体和支撑，可以进一步提升抗菌性能，能有效抑制细菌和真菌的生长。

14、作为本发明的一种优选技术方案，所述聚醚二元醇为2000分子量的聚四亚甲基醚二醇；所述异氰酸酯为hdi；所述扩链剂为乙二胺、1, 2-丙二胺、1, 3-丙二胺、己二胺和2-甲基戊二胺中的一种或多种；所述有机溶剂为n，n-二甲基甲酰胺。

15、作为本发明的一种优选技术方案，所述助剂为耐黄变剂、抗uv剂、抗氧化剂、耐氯助剂和润滑剂中一种或多种。

16、作为本发明的一种优选技术方案，在步骤1）中，所述碳纳米管与酸性溶液的用量比为6.5-8g：200ml；所述酸性溶液为硝酸、硫酸和去离子水按用量比3-3.5g：1-1.2g：90-100ml混合而成。

17、作为本发明的一种优选技术方案，在步骤1）中，所述加热搅拌为在90℃加热40min；所述洗涤为采用去离子水洗涤3次；所述真空干燥的温度为80℃。

18、作为本发明的一种优选技术方案，在步骤2）中，所述超声处理为在300-400w频率下、超声15-20min；所述搅拌反应为在365nm紫外线波长照射下、反应5-6h；所述加热搅拌为在30-40℃搅拌30-45min。

19、作为本发明的一种优选技术方案，所述预处理碳纳米管、无水乙醇、l-半胱氨酸、天然抗菌剂、光引发剂1173和硝酸银的质量比为13：50-60：3-3.5：6-8：0.25-0.28：1.6-2.0。

20、作为本发明的一种优选技术方案，所述天然抗菌剂由丁香酚和腰果酚按质量比3：0.8-1.2混合而成。

21、本发明公开了一种上述的抗菌混纺面料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

22、s1、将聚醚二元醇和异氰酸酯混合后，加热至80-85℃搅拌2-3h，加入有机溶剂、扩链剂、复合抗菌剂和助剂搅拌混合，得到聚氨酯脲溶液；

23、s2、将聚氨酯脲溶液进行熟化得到纺丝原液，熟化反应温度为35-45℃，熟化时间为30-40h；

24、s3、通过纺丝原液进行干法纺丝得到抗菌氨纶，将锦纶和抗菌氨纶交织混纺制得抗菌混纺面料。

25、作为本发明的一种优选技术方案，所述干法纺丝的参数为纺丝速度为700-900m/min、纺丝温度240-250℃。

26、本发明的有益效果：

27、本发明对碳纳米管进行酸性溶液浸泡的预处理，成功引入了大量的羧基和羟基基团，这些基团可以与l-半胱氨酸中的氨基、羧基和羟基通过静电作用形成了自装式的稳定结合，接着，通过丁香酚和腰果酚复配的天然抗菌剂与l-半胱氨酸的巯基进行化学接枝，引入了丰富的酚羟基，从而显著提升了面料的抗菌性能。此外，这些活性基团与巯基结合，能够与银离子形成稳定的配位键。利用这些活性基团间的相互作用，可以有效且可控地将更多银离子组装在碳纳米管复合材料上，形成均匀且稳定的复合结构，进一步使面料具备稳定的抗菌性能，提高面料抗菌的持续性。

28、另外，复合抗菌剂上含有大量的羧基、羟基和氨基，与聚氨酯体系的的相容性好，能显著提高复合抗菌剂在体系中的分散性，保证力学性能的同时，进一步提高面料的抗菌性。

技术特征：

1.一种抗菌混纺面料，通过将锦纶和抗菌氨纶交织混纺制得，所述抗菌氨纶以抗菌聚氨酯脲溶液为原料通过干法纺丝制得，其特征在于，所述抗菌聚氨酯脲溶液按重量份数包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的一种抗菌混纺面料，其特征在于：所述聚醚二元醇为2000分子量的聚四亚甲基醚二醇；所述异氰酸酯为hdi；所述扩链剂为乙二胺、1, 2-丙二胺、1, 3-丙二胺、己二胺和2-甲基戊二胺中的一种或多种；所述有机溶剂为n，n-二甲基甲酰胺。

3.根据权利要求1所述的一种抗菌混纺面料，其特征在于：所述助剂为耐黄变剂、抗uv剂、抗氧化剂、耐氯助剂和润滑剂中一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种抗菌混纺面料，其特征在于：在步骤1）中，所述碳纳米管与酸性溶液的用量比为6.5-8g：200ml；所述酸性溶液为硝酸、硫酸和去离子水按用量比3-3.5g：1-1.2g：90-100ml混合而成。

5.根据权利要求1所述的一种抗菌混纺面料，其特征在于：在步骤1）中，所述加热搅拌为在90℃加热40min；所述洗涤为采用去离子水洗涤3次；所述真空干燥的温度为80℃。

6.根据权利要求1所述的一种抗菌混纺面料，其特征在于：在步骤2）中，所述超声处理为在300-400w频率下、超声15-20min；所述搅拌反应为在365nm紫外灯波长照射下、反应5-6h；所述加热搅拌为在30-40℃搅拌30-45min。

7.根据权利要求1所述的一种抗菌混纺面料，其特征在于：所述预处理碳纳米管、无水乙醇、l-半胱氨酸、天然抗菌剂、光引发剂1173和硝酸银的质量比为13：50-60：3-3.5：6-8：0.25-0.28：1.6-2.0。

8.根据权利要求1所述的一种抗菌混纺面料，其特征在于：所述天然抗菌剂由丁香酚和腰果酚按质量比3：0.8-1.2混合而成。

9.一种如权利要求1～8任一项所述的抗菌混纺面料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种抗菌混纺面料的制备方法，其特征在于：所述干法纺丝的参数为纺丝速度为700-900m/min、纺丝温度240-250℃。

技术总结本发明涉及一种抗菌混纺面料及其制备方法，属于面料的技术领域。一种抗菌混纺面料，通过将锦纶和抗菌氨纶交织混纺制得，所述抗菌氨纶以抗菌聚氨酯脲溶液为原料通过干法纺丝制得，抗菌聚氨酯脲溶液包括组分：聚醚二元醇、异氰酸酯、扩链剂、复合抗菌剂、有机溶剂和助剂；所述复合抗菌剂由碳纳米管、L‑半胱氨酸、丁香酚、腰果酚和银离子作为原料制得。本发明采用预处理碳纳米管，引入羧基和羟基基团，与L‑半胱氨酸通过静电作用形成自装式稳定结合，再与丁香酚和腰果酚进行化学接枝，引入酚羟基，提升面料抗菌性能。活性基团与银离子形成配位键，组装在碳纳米管复合材料，进一步使面料具备稳定的抗菌性能，提高面料抗菌的持续性。技术研发人员：郭晓泉,郭晓林,郭晓兰受保护的技术使用者：汕头市万舒雅实业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2