基于银离子和卤胺的抗菌抗静电纤维材料及其制备方法与流程

本发明涉及纤维，具体涉及基于银离子和卤胺的抗菌抗静电纤维材料及其制备方法。

背景技术：

1、纺织品在使用过程中难免会受到微生物的侵扰，影响了纺织品的实际使用，目前在化学纤维的高分子材料基体中添加适量的抗菌剂，制备得到的抗菌纤维具有抑制和杀灭有害微生物的功能，由其制得的抗菌型纺织品使用安全性得到提高；静电现象在化学纤维的生产加工和使用过程中是非常普遍的，纤维在纺丝、使用过程中均会受到静电的干扰，所以对纤维进行抗菌、抗静电改性尤为重要。

2、现有技术如中国专利cn104213237a公开了一种新型高效复合抗菌纤维及其制备方法，通过在化学纤维中添加抗菌粉体制得高效符合抗菌纤维，其中抗菌粉体同时包括含银纳米级粉体、含铜纳米级粉体、含锗纳米级粉体、含锌纳米级粉体、含钛纳米级粉体和电气石纳米级粉体，制得的纤维具有优异的抗菌性能。但由于抗菌粉体与纤维基体树脂如锦纶、涤纶切片等相容性不佳，容易团聚，影响了纤维的综合性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供基于银离子和卤胺的抗菌抗静电纤维材料及其制备方法，该纤维材料具有优异的抗菌抗静电性能。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、基于银离子和卤胺的抗菌抗静电纤维材料的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤（1）、制备抗菌剂和抗静电剂；

5、其中，抗菌剂包括以下步骤制备而成：

6、s11、将分子筛与硝酸银水溶液混合，反应，反应结束后，过滤，洗涤，干燥，得到载银分子筛；

7、将载银分子筛、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、水、乙醇、偶氮二异丁脒盐酸盐混合，反应，反应结束后，过滤，洗涤，干燥，得到改性载银分子筛；

8、s12、将四甲基哌啶醇与甲醇混合溶解，加入次氯酸钠水溶液，反应，反应结束后，过滤，洗涤，干燥，得到氯化哌啶醇；

9、将氯化哌啶醇、改性载银分子筛、甲苯、钛酸四异丙酯混合，反应，反应结束后，过滤，洗涤，干燥，得到抗菌剂（即粉状抗菌剂）；

10、其中，抗静电剂包括以下步骤制备而成；

11、s21、将端羟基聚环氧氯丙烷与丙酮混合，滴加三乙胺，滴加完毕后，反应，反应结束后，旋蒸除去溶剂丙酮，干燥，得到季铵化聚醚；

12、s22、将己内酰胺、季铵化聚醚、聚乙二醇、2,6-吡啶二羧酸、浓硫酸、己二酸、水、三氧化锑、磷酸三苯酯混合，反应，反应结束后，继续反应，反应结束后，再次反应，反应结束后，冷却至室温，得到抗静电剂；

13、步骤（2）、将化学纤维切片、抗静电剂、抗菌剂、纳米银混合，熔融纺丝，冷却牵伸，得到基于银离子和卤胺的抗菌抗静电纤维材料。

14、优选地，所述步骤（1）中制备抗菌剂时，s11中：分子筛与硝酸银水溶液的质量比为1:20-30，硝酸银水溶液为0.05-0.1mol/l的硝酸银水溶液；在制备载银分子筛时，反应条件为：在避光环境中、室温下搅拌反应18-24h。

15、优选地，所述步骤（1）中制备抗菌剂时，s11中：载银分子筛、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、水、乙醇、偶氮二异丁脒盐酸盐的质量比为0.5:15-18:8-10:80-100:20-40:0.1-0.15；在制备改性载银分子筛时，反应条件为：在70-80℃温度下反应3-5h。

16、优选地，所述步骤（1）中制备抗菌剂时，s12中：四甲基哌啶醇、甲醇、次氯酸钠水溶液的质量比为14-15:40-50:100-130，次氯酸钠水溶液为10wt％的次氯酸钠水溶液；在制备氯化哌啶醇时，反应条件为：在室温下反应20-24h。

17、优选地，所述步骤（1）中制备抗菌剂时，s12中：氯化哌啶醇、改性载银分子筛、甲苯、钛酸四异丙酯的质量比为9-10:10:100-150:0.1-0.15；在制备抗菌剂时，反应条件为：在110-120℃温度下反应6-8h。

18、优选地，所述步骤（1）中制备抗静电剂时，s21中：端羟基聚环氧氯丙烷、丙酮、三乙胺的质量比为40-50:150-200:30-40；三乙胺的滴加条件为：在氮气氛围中滴加20-30min；反应条件为：在氮气氛围中、60-80℃温度下反应8-10h。

19、优选地，所述步骤（1）中制备抗静电剂时，s22中：己内酰胺、季铵化聚醚、聚乙二醇、2,6-吡啶二羧酸、浓硫酸、己二酸、水、三氧化锑、磷酸三苯酯的质量比为900:130-140:10-20:16-20:9-10:10-15:27-30:0.5-0.6:1-2；反应条件为：在氮气氛围中、压强0.8-1.2mpa、190-210℃温度下反应3-4h；继续反应条件为：在氮气氛围中、压强0.8-1.2mpa、230-250℃温度下继续反应3-4h；再次反应条件为：在压强50-100pa、250-260℃温度下再次反应1-2h。

20、优选地，所述步骤（2）中：熔融纺丝操作包括：通过双螺杆熔融纺丝机熔融挤出，熔融段温度为260-270℃，以1500-2400m/min的纺丝速度进行纺丝，冷却，以600-800m/min的牵伸速度进行牵伸，牵伸倍数为2-2.6倍。

21、优选地，所述步骤（2）中：化学纤维切片、抗静电剂、抗菌剂、纳米银的质量比为100:8-10:0.8-1:0.8-1；化学纤维切片为涤纶切片或锦纶切片或丙纶切片。

22、优选地，采用如上所述的基于银离子和卤胺的抗菌抗静电纤维材料的制备方法制备得到的基于银离子和卤胺的抗菌抗静电纤维材料。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

24、本发明通过原位聚合法制备改性载银分子筛，再通过酯交换反应将卤胺抗菌单体氯化哌啶醇接枝在改性载银分子筛表面，得到抗菌剂；通过将己内酰胺与具有抗菌性能的季铵化聚醚、聚乙二醇、2,6-吡啶二羧酸、己二酸反应聚合，得到抗静电剂；在化学纤维切片中添加抗菌剂、抗静电剂、纳米银，熔融纺丝后制得基于银离子和卤胺的抗菌抗静电纤维材料，其中化学纤维切片为涤纶切片或锦纶切片或丙纶切片；该纤维材料具有优异的抗菌抗静电性能。

25、本发明通过离子交换法使分子筛中的部分钠离子被银离子取代，得到的载银分子筛晶格中含有银离子，具有优异的抗菌能力；将载银分子筛作为载体材料，通过原位聚合法将甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯聚合在其表面，得到改性载银分子筛；四甲基哌啶醇经过氯化后制得氯化哌啶醇，通过氯化哌啶醇的羟基与改性载银分子筛表面的酯基发生酯交换反应，使卤胺抗菌单体接枝在改性载银分子筛表面，不仅可以改善抗菌剂在化学纤维切片中的分散性，同时引入了卤胺和银离子两种抗菌组分，具有优异的抗菌性能；

26、聚己内酰胺-聚醚共聚物型抗静电剂是聚酰胺类热塑性弹性体的一种，与纤维基体树脂相容性佳，吸湿性和抗静电性优异，将其加入化学纤维切片中可以作为永久型抗静电剂提高纤维材料的抗静电能力；本发明中将己内酰胺水解开环后与季铵化聚醚、聚乙二醇、2,6-吡啶二羧酸、己二酸熔融原位共缩聚，制得聚己内酰胺-聚醚共聚物型的抗静电剂，其中，季铵化聚醚是由端羟基聚环氧氯丙烷的侧链氯基团与小分子叔胺化合物三乙胺发生季铵化反应制备而成的，将其作为聚醚链段引入抗静电剂中，可以提高抗静电剂的吸湿性能和抗菌性能；将具有吡啶功能基团的2,6-吡啶二羧酸共聚在抗静电剂主链中，其吡啶环结构可以作为配体，与银离子发生配位反应，形成配位键，降低了纤维材料中银离子抗菌组分的迁移，提高纤维材料的抗菌持久性；

27、本发明通过在化学纤维切片中添加抗菌剂、抗静电剂、纳米银，熔融纺丝后制得基于银离子和卤胺的抗菌抗静电纤维材料，其中纳米银不仅具有优异的抗菌性，同时具有优异的导电性能，可以作为抗静电组分进一步提高纤维材料的抗静电性能。