专利名称：一种纺织品纳米功能整理剂及制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及纺织品处理技术领域，具体涉及一种含银表面修饰纳米氧化锌的纺织品纳米功能整理剂及制备方法与应用。
背景技术：
绿色消费推动了绿色功能纺织品的研制与开发。由于纳米氧化锌、纳米二氧化钛本身无毒，对环境友好，所以为研制绿色功能纺织品开辟了一条新的途径。
日常生活中，各类纺织品是微生物的良好生存繁殖之地，是疾病的重要传播源，所以纺织品的抗菌研究有着极其重要的意义。最近由于抗菌纺织品受到消费者的普遍欢迎，绿色消费已成为公众消费的最响亮口号，同时环境保护意识的加强，人们迫切希望能开发一种对人体无害、对环境友好的抗菌整理剂，能够应用于纺织品的抗菌、防臭和整理。
早期抗菌剂基本都属于有机系列，如酚类化合物(包括苯酚、氯化苯酚及其衍生物)、有机金属化合物、有机锡化合物等，其共同持点是杀菌力很强，但是具有较强的毒性，如五氯苯酚(PCP)经动物实验已被确定是一种毒性化合物，有致畸、致癌性，所以不适合于在纺织品上应用，但目前仍有应用。
近十年来，抗菌剂的发展领域越来越广阔，为了突破传统抗菌剂的缺陷，许多国家的专家纷纷将目光投向有机抗菌剂的替代物——无机抗菌剂。目前常见的无机抗菌剂系列包括陶瓷类、沸石、铜粉等，相对于有机系列而言，无机抗菌剂具有安全性能高、抗菌谱广、效果持久、所需用量少等不可比拟的优点，因此近些年这一领域的研究越来越多。
无机抗菌剂所制得的产品没有毒性并且抗菌性能优良。尤其是纳米级陶瓷粉，因其具有抗菌脱臭、抗紫外、超塑等多项优良性能，目前在家电业、化妆品行业已得到一些应用。但是将其作为抗茵整理剂处理纺织品在国内的研究尚处于起步阶段，并末正式投入使用，因此研究和开发纳米级陶瓷粉的抗菌性能在纺织品上的应用具有较高的经济效益和社会效益。
纳米银和纳米氧化锌都具有优良的抗菌性能，其杀菌机理分别是光激发诱导产生杀菌的负离子及溶出金属杀菌机理，两者可互为补充。银表面修饰纳米氧化锌，其纳米银仅在纳米氧化锌表面成梯度分布，少量的银便有优良的抗菌性，从而大大降低了纳米银的成本。将银表面修饰纳米氧化锌在纺织品抗菌防臭、防辐射，功能塑料、橡胶、化妆品和空气过滤材料方面的应用至今未有报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于利用银表面修饰纳米氧化锌的抗菌性能，提供一种对人体无害、对环境友好，能替代有机合成抗菌剂的纺织品纳米功能整理剂。
本发明公开的纺织品纳米功能整理剂由银表面修饰纳米氧化锌和辅助剂组成，所述的银表面修饰纳米氧化锌粒径为1-300nm，用量为整理剂总量的0.01％～80％(W/W)。
其中所述的辅助剂选自分散剂、柔软剂、粘合剂、催化剂、交联剂和溶剂中的一种或多种。
本发明所述的分散剂选自表面活性剂，包括聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、聚丙烯酸钾、司盘、吐温和平平加等，用量为整理剂总量的0.5％～50％；优选1％～20％，最佳为3％～10％(W/W)。
所述的柔软剂选自有机硅或改性有机硅类，例如氨基有机硅、双氨基有机硅、环氨基有机硅、亲水性有机硅、环氧基有机硅、羧甲基有机硅、聚醚有机硅等、非离子型柔软剂和阴离子型柔软剂。用量为整理剂总量的0.5％～75％；优选5％～50％，最佳为20％～30％(W/W)。
粘合剂选自阴离子或非离子性的能交联成膜的高分子树脂及乳液；如聚丙烯酸酯、聚氨酯、硅酮等，用量为整理剂总量的0％～45％；优选5％～50％，最佳为20％～30％(W/W)。
交联剂选自多元羧酸包括丁烷四酸、柠檬酸、酒石酸、枸橼酸、草酸或多聚丙烯酸等，用量为整理剂总量的0％～18％(W/W)。
催化剂选自氯化镁、硝酸镁、次磷酸钠或磷酸盐，用量为整理剂总量的0％～26％(W/W)。
溶剂选自水，用量为整理剂总量的0％～92％(W/W)。
本发明采用的银表面修饰纳米氧化锌粒径优选5～100nm；最佳为10～60nm。
本发明所要解决的另一技术问题，在于公开上述纺织品纳米功能整理剂的制备方法。
本发明纺织品纳米功能整理剂的制备包括下列步骤按配方量将银表面修饰纳米氧化锌在搅拌下分散于分散剂的溶液中，搅拌成流动性胶体，尔后加入其他辅助剂，搅拌混合均匀即得。
本发明所要解决的再一技术问题在于提供上述纳米功能整理剂在制备具有抗菌、防臭、保健和护肤功能纺织品中的应用。
本发明含银表面修饰纳米氧化锌的功能整理剂可通过浸-轧-烘、浸-轧-烘-焙或浸泡和喷涂工艺固定于各种纺织品上，使其生产抗菌、抗菌防臭、抗菌保健或抗菌护肤功能。本发明所述各种纺织品包括棉、麻、丝、毛、化纤及它们的混纺纤维或纺织品，如毛巾、手帕、床上用品、内衣、外衣、袜品、鞋用织物、装饰织物、空气过滤材料等等，纳米功能整理剂的使用量为相对织物重(owf)的0.2％～30％。
采用本发明含银表面修饰纳米氧化锌的功能整理剂处理纺织品后，其抗菌、防臭的效果如下表1银修饰前后的纳米氧化锌整理的棉织物抗菌性变化情况
银修饰前后的纳米氧化锌整理的棉织物抗菌性变化情况柱性图见图1。由柱形图可知，银修饰前后纳米氧化锌整理织物的抗菌性都比非纳米氧化锌强的多，而银修饰纳米氧化锌整理织物的抗菌性更为突出。另一方面，有光照条件下它们的抗菌性都比无光照条件下的抗菌性强，但通过银改性后的整理织物的抗菌性对光的依赖性趋弱。这充分说明了银修饰纳米氧化锌整理剂及其整理织物的抗菌性能更为优异。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1银修饰前后的纳米氧化锌整理的棉织物抗菌性变化情况柱性图其中1为大肠杆菌光照，2为大肠杆菌无光照，3为金葡球菌光照，4为金葡球菌无光照。 为普通氧化锌(＞200nm)， 为纳米氧化锌(50-60nm)， 为银修饰纳米氧化锌(50-60nm)。
具体实施例方式
实施例1配方银表面修饰纳米氧化锌，粒径是20～30nm，用量5％；低聚丙烯酸钠，粘度5Pa.S，用量6％；双氨基硅油，氨值0.3，用量20％；水，用量69％。
制备工艺先将低聚丙烯酸钠溶于20份水中，在搅拌下加入银表面修饰纳米氧化锌粉末，尔后加入双氨基硅油，搅拌均匀即得。
应用试验织物印花纯棉毛巾；纳米功能整理剂用量5％(owf)。
印花纯棉毛巾→二浸二轧(带液率100％)→热风烘干(温度90℃～100℃)→裁剪→缝纫→包装→出品。
实施例2配方银表面修饰纳米氧化锌，粒径是10～20nm，用量3％；聚丙烯酸铵，用量5％；亲水性有机硅油，用量18％；聚丙烯酸酯粘合剂，用量20％；水，用量54％。
制备工艺先将聚丙烯酸铵溶于20份水中，在搅拌下加入纳米氧化锌粉末，尔后加入亲水性有机硅油和聚丙烯酸酯粘合剂，搅拌均匀后加入剩余的水，用胶体磨研磨两遍即得。
应用工艺试验织物，21s×21s 60×58 36”纯棉平布；纳米功能整理剂用量3.5％(owf)。
漂白纯棉平布→二浸二轧(30℃，带液率80％～85％)→烘干(85℃～105℃)→焙烘(150℃～190℃)→检验→包装→出品。
实施例3配方银表面修饰纳米氧化锌，粒径是40～50nm，用量3％；司盘-80，用量3％；吐温-80，用量2％；平平加O-15，用量1.5％；聚氨酯粘合剂，用量20％；水，用量69％。
制备工艺先将司盘-80、吐温-80、平平加O-15溶于30份水中，在搅拌下加银表面修饰纳米氧化锌粉末，用胶体磨研磨两遍，尔后加入聚氨酯粘合剂，搅拌均匀后加入剩余的水，用胶体磨研磨两遍，过滤，即得。
应用工艺试验织物，涤棉针织布；纳米功能整理剂用量8％(owf)。
涤棉针织布→浸泡(20℃～60℃，0.5～2小时)→离心机脱水(使带液量为布重的80％～100％)→热风烘干(85℃～110℃)→焙烘(150℃～180℃)→检验→包装→出品。
实施例4配方银表面修饰纳米氧化锌，粒径是60～80nm，用量10％；司盘-80，用量3％；吐温-80，用量3％；扩散剂NNO，用量2.5％；聚醚改性硅酮，用量20％；非离子柔软片，10％；水，用量68.5％。
制备工艺先将司盘-80、吐温-80、扩散剂NNO、非离子柔软片溶于28份水中，在搅拌下加入银表面修饰纳米氧化锌粉末，用胶体磨研磨两遍，尔后加入聚醚改性硅酮，搅拌均匀后加入剩余的水，用胶体磨研磨两遍，过滤，即得。
应用工艺试验织物，粗纺毛呢；纳米功能整理剂用量6.5％(owf)。
粗纺毛呢→一浸一轧(30℃～40℃)→热风烘干(95℃～110℃)→检验→包装→出品。
实施例5配方银表面修饰纳米氧化锌，粒径是40～60nm，用量25％；聚丙烯酸钠，用量21％；羟基硅乳，用量3％；丁烷四羧酸，用量8％；次磷酸钠，用量6％；水，用量37％。
制备工艺先将聚丙烯酸钠溶于水中，在搅拌下加入银表面修饰纳米氧化锌粉末，用胶体磨研磨两遍，尔后加入羟基硅乳硅酮，搅拌均匀后用胶体磨研磨两遍，过滤，为A组分；丁烷四羧酸、次磷酸钠为B组分；分别包装即得。
应用工艺试验织物，纯棉装饰布；纳米功能整理剂用量10％(owf)。
(1)将A组分按织物重10％，B组分按织物重3.5％溶于水中做成工作液；(2)纯棉装饰布→喷涂或刮涂(40℃～45℃)→烘干(95℃～110℃)→焙烘(150℃～180℃)→检验→包装→出品。
权利要求
1.一种纺织品纳米功能整理剂，其特征在于该整理剂是由银表面修饰纳米氧化锌和辅助剂组成。
2.根据权利要求1所述的纺织品纳米功能整理剂，其特征在于其中所述的银表面修饰纳米氧化锌粒径为1-300nm，用量为整理剂总重量的0.01～80％。
3.根据权利要求1所述的纺织品纳米功能整理剂，其特征在于其中所述的辅助剂选自分散剂、柔软剂、粘合剂、催化剂、交联剂和溶剂中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的纺织品纳米功能整理剂，其特征在于其中所述的分散剂选自表面活性剂，包括聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、聚丙烯酸钾、司盘、吐温和平平加，用量为整理剂总重量的0.5～50％柔软剂选自有机硅或改性有机硅类，包括氨基有机硅、双氨基有机硅、环氨基有机硅、亲水性有机硅、环氧基有机硅、羧甲基有机硅、聚醚有机硅等、非离子型柔软剂和阴离子型柔软剂，用量为整理剂总重量的0.5～75％；粘合剂选自阴离子或非离子性的能交联成膜的高分子树脂及乳液，用量为整理剂总重量的0～45％；交联剂选自多元羧酸包括丁烷四酸、柠檬酸、酒石酸、枸橼酸、草酸和多聚丙烯酸，用量为整理剂总重量的0～18％。催化剂选自氯化镁、硝酸镁、次磷酸钠和磷酸盐，用量为整理剂总重量的0～26％；溶剂选自水，用量为整理剂总重量的0～92％。
5.根据权利要求1或2所述的纺织品纳米功能整理剂，其特征在于其中所述的银表面修饰纳米氧化锌粒径为5～100nm。
6.根据权利要求1或2所述的纺织品纳米功能整理剂，其特征在于其中所述的银表面修饰纳米氧化锌粒径为10～60nm。
7.根据权利要求3或4所述的纺织品纳米功能整理剂，其特征在于其中所述的各辅助剂用量占整理剂总重量的百分比为分散剂1～20％，柔软剂5～50％，粘合剂5～50％。
8.权利要求1所述纺织品纳米功能整理剂的制备方法，其特征在于该方法包括下列步骤按配方量将银表面修饰纳米氧化锌在搅拌下分散于分散剂的溶液中，搅拌成流动性胶体，尔后加入其他辅助剂，搅拌混合均匀即得。
9.权利要求1所述纺织品纳米功能整理剂在制备具有抗菌、防臭、保健和护肤功能纺织品中的应用。
10.根据权利要求9所述纺织品纳米功能整理剂的应用，其特征在于其中所述整理剂的使用量为相对织物重的0.2～30％。
全文摘要
本发明涉及一种纺织品功能整理剂及制备方法与应用。本发明公开的纺织品纳米功能整理剂由银表面修饰纳米氧化锌和辅助剂组成，所述的银表面修饰纳米氧化锌粒径为1－300nm，用量为整理剂总量的0.01％～80％(W/W)。本发明银表面修饰纳米氧化锌功能整理剂具有优良的抗菌性，无毒、无味，耐热性好，且对环境友好，故经其整理的纺织品具有抗菌、抗菌防臭、抗菌保健等功能。
文档编号D06M11/83GK1563553SQ20041001731
公开日2005年1月12日 申请日期2004年3月30日 优先权日2004年3月30日
发明者李群, 姜万超, 陈水林 申请人:东华大学