一种医用抗菌卫生的超纤革纤维材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及超纤革纤维材料领域，具体涉及一种医用抗菌卫生的超纤革纤维材料及其制备方法。


背景技术：

2.超细纤维合成皮革是在充分剖析天然皮革的基础上发展起来的，超细纤维合成革是由束状超细纤维与聚氨酯经过特殊工艺加工而成，它是采用与天然皮革中束状胶原纤维结构和性能相似的尼龙超细纤维，制成具有三维网络结构的非织造布，再填充性能优异具有开式微孔结构的聚氨酯经后加工处理而成，天然皮革又称真皮，是有毛孔的，但有时候用肉眼很难看清，超细纤维聚氨酯合成革底基同真皮一样透气性极佳，拥有比真皮更优越的物性，更稳定的表层，使它几乎可以代替真皮，广泛应用于服装外套、家具沙发、装饰软包、手套、汽车座椅、汽车内饰、相框相册、笔记本外皮、电子产品保护套及日常生活用品等。
3.细菌对人类活动有很大的影响，是许多疾病的病原体，包括肺结核、淋病、炭疽病、梅毒、鼠疫等疾病都是由细菌所引发，但是现有的超纤革材料功能单一，容易滋生细菌，不利于身体健康，对于现在越来越重视养生保健的人们来说，无法满足医疗需求，且抗静电性较低，使用感受差。


技术实现要素：

4.为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供了一种医用抗菌卫生的超纤革纤维材料及其制备方法：（1）采用尼龙6和低密度聚乙烯制成等长的超细旦不定岛海岛短纤维，经开松、梳理成网后采用高针刺密度上下反复穿刺，分卷后经热收缩定型，采用定型辊简进行烫平，制得无纺布，无纺布经过非硫硫化含浸、水洗、焙烘、卷取，之后进行碱减量工艺，再进行染色处理，最后通过后整理剂整理，烘干、磨毛、卷取，得到该医用抗菌卫生的超纤革纤维材料，解决了现有的超纤革材料功能单一，容易滋生细菌，不利于身体健康，且抗静电性差，无法在医疗领域应用的问题；（2）称取n-2-氯乙烯二胺盐酸盐和吡啶于平底烧瓶中，并向烧瓶中加入去离子水，得到中间体a，称取三聚氯氰于三口烧瓶中，加入丙酮溶解，然后向该溶液中滴加2，2，6，6-四甲基哌啶胺，得到中间体b，将中间体b加入三口烧瓶中，滴加含有中间体a的水溶液，得到该抗菌剂，解决了现有的超纤革材料功能单一，容易滋生细菌，不利于身体健康的问题；（3）将3-二丁氨基丙胺和催化剂加入三口烧瓶中，同时通入氮气，得到中间体c，向中间体c再通入环氧乙烷气体，通入氮气进行吹扫，用氢氧化钠中和至中性，得到该抗静电剂，解决了现有的超纤革材料抗静电性较低，使用感受差的问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种医用抗菌卫生的超纤革纤维材料，该医用抗菌卫生的超纤革纤维材料由以下步骤制备得到：
s1：采用尼龙6和低密度聚乙烯制成等长的超细旦不定岛海岛短纤维，经开松、梳理成网后采用高针刺密度上下反复穿刺，分卷后经热收缩定型，采用定型辊筒进行烫平，制得无纺布；s2：无纺布经过非硫硫化含浸、水洗、焙烘、卷取，之后进行碱减量工艺；s3：再进行染色处理，最后通过在50-55℃，浸泡1-3h后整理剂进行抗菌、抗静电整理，110-130℃烘干后，磨毛、卷取，得到该医用抗菌卫生的超纤革纤维材料；步骤s3中所述后整理剂包括以下重量份的组分：去离子水80-100份、抗静电剂2-5份、抗菌剂4-8份、柔顺剂1-5份、乳化剂2-5份、氢氧化钠0.5-1.5份；所述抗菌剂由以下步骤制备得到：s11：称取n-2-氯乙烯二胺盐酸盐和吡啶于平底烧瓶中，并向烧瓶中加入去离子水，然后将平底烧瓶置于油浴锅中加热，搅拌回流3-5h，后用甲苯萃取3-4次，用盐酸溶液调节ph至2，旋转蒸发去除溶剂，加入异丙醇，析出固体，抽滤，并用丙酮清洗，得到中间体a，产率为84%；化学反应式为：s12：称取三聚氯氰于三口烧瓶中，加入丙酮溶解，于冰浴中搅拌30-50min，然后向该溶液中滴加2，2，6，6-四甲基哌啶胺，控制滴加速度为1-2滴/s，在冰浴中搅拌反应5-8h，过程中利用碳酸钠溶液调节ph值在6-7，得到中间体b；化学反应式为：s13：将中间体b加入三口烧瓶中，并置于油浴锅中，并将温度升至40-50℃，滴加含有中间体a的水溶液到三口烧瓶中，控制滴加速度为1-2滴/s，并在滴加的过程中利用碳酸钠溶液调节ph值在5-6，滴加完成后，继续搅拌反应4-6h，抽滤，并用乙醇和丙酮清洗，得到该抗菌剂，产率为70%。
6.化学反应式为：
作为本发明进一步的方案：步骤s11中所述n-2-氯乙烯二胺盐酸盐、吡啶与去离子水的用量比为15.9g：27g：40ml。
7.作为本发明进一步的方案：步骤s12中所述三聚氯氰、丙酮与2，2，6，6-四甲基哌啶胺的用量比为9.22g：100ml：7.8g，所述碳酸钠溶液的质量分数为10%。
8.作为本发明进一步的方案：步骤s13中所述中间体b与含有中间体a的水溶液的用量比为15.4g：20ml，所述含有中间体a的水溶液的质量分数为39.5%，所述碳酸钠溶液的质量分数为10%。
9.作为本发明进一步的方案：所述抗静电剂由以下步骤制备得到：s51：将3-二丁氨基丙胺和催化剂加入三口烧瓶中，开启磁力加热搅拌器加热，同时通入氮气，对装置进行吹扫，吹扫30-40min，升高温度至100-120℃，关闭氮气，得到中间体c；s52：向中间体c再通入环氧乙烷气体，调节流量计，使流量为14-16ml/min，当温度升到120-130℃后维持温度不变，持续反应6-8h，停止通入环氧乙烷气体，继续反应30-40min，然后反应体系自然降温；s53：自然降温至70-80℃，通入氮气进行吹扫20-30min，以除去反应容器内剩余的环氧乙烷，然后趁热将产品倒入烧杯中，用氢氧化钠中和至中性，用蒸馏水洗涤3-4次，减压蒸馏，得到该抗静电剂。
10.作为本发明进一步的方案：步骤s51中所述3-二丁氨基丙胺与催化剂的用量比为186g：20g，所述催化剂为盐酸，所述催化剂的质量分数为36%。
11.作为本发明进一步的方案：所述乳化剂为脂肪酸皂、烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐、磷酸盐中的一种或两种及以上按任意比例混合，柔顺剂为单烷基季铵盐、二烷基季铵盐、烷基酰基季铵盐、吡啶季铵盐型、咪唑型柔软剂中的一种或两种及以上按任意比例混合。
12.一种医用抗菌卫生的超纤革纤维材料的制备方法，包括以下步骤：s1：采用尼龙6和低密度聚乙烯制成等长的超细旦不定岛海岛短纤维，经开松、梳理成网后采用高针刺密度上下反复穿刺，分卷后经热收缩定型，采用定型辊筒进行烫平，制得无纺布；
s2：无纺布经过非硫硫化含浸、水洗、焙烘、卷取，之后进行碱减量工艺；s3：再进行染色处理，最后通过在50-55℃，浸泡1-3h后整理剂进行抗菌、抗静电整理，110-130℃烘干后，磨毛、卷取，得到该医用抗菌卫生的超纤革纤维材料。
13.本发明的有益效果：（1）本发明是通过采用尼龙6和低密度聚乙烯制成等长的超细旦不定岛海岛短纤维，经开松、梳理成网后采用高针刺密度上下反复穿刺，分卷后经热收缩定型，采用定型辊简进行烫平，制得无纺布，无纺布经过非硫硫化含浸、水洗、焙烘、卷取，之后进行碱减量工艺，再进行染色处理，最后通过后整理剂整理，烘干、磨毛、卷取，得到该医用抗菌卫生的超纤革纤维材料，提高了超纤革的抗菌性能和抗静电性能，使超纤革材料可以更广泛地应用在医学领域；（2）称取n-2-氯乙烯二胺盐酸盐和吡啶于平底烧瓶中，并向烧瓶中加入去离子水，得到中间体a，称取三聚氯氰于三口烧瓶中，加入丙酮溶解，然后向该溶液中滴加2，2，6，6-四甲基哌啶胺，得到中间体b，将中间体b加入三口烧瓶中，滴加含有中间体a的水溶液，得到该抗菌剂，纤维素纤维一般在中性介质中是不活泼的，与抗菌剂只是一种吸附关系，不可能形成牢固的化学结合，只有当纤维素纤维在碱性介质中才能发生共价结合，纤维素阴离子的浓度迅速增加，固色率也相应提高，可以与抗菌剂分子紧密结合，该抗菌剂中氯含量较高，够有效地提高材料的抗菌性能，增加细菌与活性氯的接触几率，微生物本身是亲水性的，超纤革材料的表面是非常容易吸附细菌的，能够有效地增加细菌与抗菌剂之间的接触，从而达到快速杀菌的目的；（3）将3-二丁氨基丙胺和催化剂加入三口烧瓶中，同时通入氮气，得到中间体c，向中间体c再通入环氧乙烷气体，通入氮气进行吹扫，用氢氧化钠中和至中性，得到该抗静电剂，利用环氧乙烷作为原料的优势，把导电性单元链增长，增加亲水性，提高抗静电能力，获得导电性网络，抗静电耐久性强、耐水洗，该抗静电剂的长链结构与纤维材料具有很好的相容性，该抗静电剂主要是通过迁移到纤维表面的分子中的极性基团伸向空气中以吸收水分，在纤维表面形成一层水膜从而降低了超纤革材料的表面电阻，以此来达到抗静电的目的。
具体实施方式
14.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
15.实施例1：本实施例为一种医用抗菌卫生的超纤革纤维材料，该医用抗菌卫生的超纤革纤维材料由以下步骤制备得到：s1：采用尼龙6和低密度聚乙烯制成等长的超细旦不定岛海岛短纤维，经开松、梳理成网后采用高针刺密度上下反复穿刺，分卷后经热收缩定型，采用定型辊筒进行烫平，制得无纺布；s2：无纺布经过非硫硫化含浸、水洗、焙烘、卷取，之后进行碱减量工艺；
s3：再进行染色处理，最后通过在50℃，浸泡1h后整理剂进行抗菌、抗静电整理，110℃烘干后，磨毛、卷取，得到该医用抗菌卫生的超纤革纤维材料；步骤s3中后整理剂包括以下重量份的组分：去离子水80份、抗静电剂2份、抗菌剂4份、柔顺剂1份、乳化剂2份、氢氧化钠0.5份；抗菌剂由以下步骤制备得到：s11：称取15.9g的n-2-氯乙烯二胺盐酸盐和27g的吡啶于平底烧瓶中，并向烧瓶中加入40ml去离子水，然后将平底烧瓶置于油浴锅中加热，搅拌回流3h，后用甲苯萃取3次，用盐酸溶液调节ph至2，旋转蒸发去除溶剂，加入异丙醇，析出固体，抽滤，并用丙酮清洗，得到中间体a，产率为84%；s12：称取9.22g三聚氯氰于三口烧瓶中，加入100ml丙酮溶解，于冰浴中搅拌30min，然后向该溶液中滴加7.8g的2，2，6，6-四甲基哌啶胺，控制滴加速度为1滴/s，在冰浴中搅拌反应5h，过程中利用碳酸钠溶液调节ph值在6，得到中间体b；s13：将15.4g中间体b加入三口烧瓶中，并置于油浴锅中，并将温度升至40℃，滴加20ml含有中间体a的水溶液到三口烧瓶中，控制滴加速度为1滴/s，并在滴加的过程中利用碳酸钠溶液调节ph值在5，滴加完成后，继续搅拌反应4h，抽滤，并用乙醇和丙酮清洗，得到该抗菌剂，产率为70%；抗静电剂由以下步骤制备得到：s51：将186g的3-二丁氨基丙胺和20g盐酸加入三口烧瓶中，开启磁力加热搅拌器加热，同时通入氮气，对装置进行吹扫，吹扫30min，升高温度至100℃，关闭氮气，得到中间体c；s52：向中间体c再通入环氧乙烷气体，调节流量计，使流量为14ml/min，当温度升到120℃后维持温度不变，持续反应6h，停止通入环氧乙烷气体，继续反应30min，然后反应体系自然降温；s53：自然降温至70℃，通入氮气进行吹扫20min，以除去反应容器内剩余的环氧乙烷，然后趁热将产品倒入烧杯中，用氢氧化钠中和至中性，用蒸馏水洗涤3次，减压蒸馏，得到该抗静电剂。
16.实施例2：本实施例为一种医用抗菌卫生的超纤革纤维材料，该医用抗菌卫生的超纤革纤维材料由以下步骤制备得到：s1：采用尼龙6和低密度聚乙烯制成等长的超细旦不定岛海岛短纤维，经开松、梳理成网后采用高针刺密度上下反复穿刺，分卷后经热收缩定型，采用定型辊筒进行烫平，制得无纺布；s2：无纺布经过非硫硫化含浸、水洗、焙烘、卷取，之后进行碱减量工艺；s3：再进行染色处理，最后通过在50℃，浸泡1h后整理剂进行抗菌、抗静电整理，110℃烘干后，磨毛、卷取，得到该医用抗菌卫生的超纤革纤维材料；步骤s3中后整理剂包括以下重量份的组分：去离子水80份、抗静电剂2份、抗菌剂4份、柔顺剂1份、乳化剂5份、氢氧化钠1.5份；抗菌剂由以下步骤制备得到：s11：称取15.9g的n-2-氯乙烯二胺盐酸盐和27g的吡啶于平底烧瓶中，并向烧瓶中
加入40ml去离子水，然后将平底烧瓶置于油浴锅中加热，搅拌回流3h，后用甲苯萃取3次，用盐酸溶液调节ph至2，旋转蒸发去除溶剂，加入异丙醇，析出固体，抽滤，并用丙酮清洗，得到中间体a，产率为84%；s12：称取9.22g三聚氯氰于三口烧瓶中，加入100ml丙酮溶解，于冰浴中搅拌30min，然后向该溶液中滴加7.8g的2，2，6，6-四甲基哌啶胺，控制滴加速度为1滴/s，在冰浴中搅拌反应5h，过程中利用碳酸钠溶液调节ph值在6，得到中间体b；s13：将15.4g中间体b加入三口烧瓶中，并置于油浴锅中，并将温度升至40℃，滴加20ml含有中间体a的水溶液到三口烧瓶中，控制滴加速度为1滴/s，并在滴加的过程中利用碳酸钠溶液调节ph值在5，滴加完成后，继续搅拌反应4h，抽滤，并用乙醇和丙酮清洗，得到该抗菌剂，产率为70%；抗静电剂由以下步骤制备得到：s51：将186g的3-二丁氨基丙胺和20g盐酸加入三口烧瓶中，开启磁力加热搅拌器加热，同时通入氮气，对装置进行吹扫，吹扫30min，升高温度至120℃，关闭氮气，得到中间体c；s52：向中间体c再通入环氧乙烷气体，调节流量计，使流量为14ml/min，当温度升到130℃后维持温度不变，持续反应8h，停止通入环氧乙烷气体，继续反应40min，然后反应体系自然降温；s53：自然降温至80℃，通入氮气进行吹扫30min，以除去反应容器内剩余的环氧乙烷，然后趁热将产品倒入烧杯中，用氢氧化钠中和至中性，用蒸馏水洗涤4次，减压蒸馏，得到该抗静电剂。
17.实施例3：本实施例为一种医用抗菌卫生的超纤革纤维材料，该医用抗菌卫生的超纤革纤维材料由以下步骤制备得到：s1：采用尼龙6和低密度聚乙烯制成等长的超细旦不定岛海岛短纤维，经开松、梳理成网后采用高针刺密度上下反复穿刺，分卷后经热收缩定型，采用定型辊筒进行烫平，制得无纺布；s2：无纺布经过非硫硫化含浸、水洗、焙烘、卷取，之后进行碱减量工艺；s3：再进行染色处理，最后通过在55℃，浸泡3h后整理剂进行抗菌、抗静电整理，130℃烘干后，磨毛、卷取，得到该医用抗菌卫生的超纤革纤维材料；步骤s3中后整理剂包括以下重量份的组分：去离子水100份、抗静电剂5份、抗菌剂8份、柔顺剂5份、乳化剂5份、氢氧化钠1.5份；抗菌剂由以下步骤制备得到：s11：称取15.9g的n-2-氯乙烯二胺盐酸盐和27g的吡啶于平底烧瓶中，并向烧瓶中加入40ml去离子水，然后将平底烧瓶置于油浴锅中加热，搅拌回流5h，后用甲苯萃取4次，用盐酸溶液调节ph至2，旋转蒸发去除溶剂，加入异丙醇，析出固体，抽滤，并用丙酮清洗，得到中间体a，产率为84%；s12：称取9.22g三聚氯氰于三口烧瓶中，加入100ml丙酮溶解，于冰浴中搅拌50min，然后向该溶液中滴加7.8g的2，2，6，6-四甲基哌啶胺，控制滴加速度为2滴/s，在冰浴
中搅拌反应8h，过程中利用碳酸钠溶液调节ph值在7，得到中间体b；s13：将15.4g中间体b加入三口烧瓶中，并置于油浴锅中，并将温度升至50℃，滴加20ml含有中间体a的水溶液到三口烧瓶中，控制滴加速度为2滴/s，并在滴加的过程中利用碳酸钠溶液调节ph值在6，滴加完成后，继续搅拌反应6h，抽滤，并用乙醇和丙酮清洗，得到该抗菌剂，产率为70%；抗静电剂由以下步骤制备得到：s51：将186g的3-二丁氨基丙胺和20g盐酸加入三口烧瓶中，开启磁力加热搅拌器加热，同时通入氮气，对装置进行吹扫，吹扫40min，升高温度至120℃，关闭氮气，得到中间体c；s52：向中间体c再通入环氧乙烷气体，调节流量计，使流量为16ml/min，当温度升到130℃后维持温度不变，持续反应8h，停止通入环氧乙烷气体，继续反应40min，然后反应体系自然降温；s53：自然降温至80℃，通入氮气进行吹扫30min，以除去反应容器内剩余的环氧乙烷，然后趁热将产品倒入烧杯中，用氢氧化钠中和至中性，用蒸馏水洗涤4次，减压蒸馏，得到该抗静电剂。
18.对比例1：对比例1与实施例1的区别在于不添加抗菌剂。
19.对比例2：对比例2使用市购超纤革材料。
20.性能测试将实施例1-3以及对比例1-2的超纤革材料进行检测，采用国标gb/t20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：震荡法》进行测试，测试菌种为金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和枯草杆菌，洗涤后再次进行测试，洗涤方法按照在耐洗牢度试验机上进行，洗涤条件：洗衣粉3g/l，浴比（布料和洗涤液的质量比为1：30），温度30℃，时间10min为一次洗涤；检测结果如下表所示：由上表可知，实施例未洗涤前的金黄色葡萄球菌抑菌率达到了98.6-99.3%，大肠杆菌抑菌率达到了98.2-99.1%，枯草杆菌抑菌率达到了98.6-99.2%，而不添加抗菌剂的对
比例1的金黄色葡萄球菌抑菌率为68.2%，大肠杆菌抑菌率为64.2%，枯草杆菌抑菌率为69.4%，使用市购材料的对比例2的金黄色葡萄球菌抑菌率为70.8%，大肠杆菌抑菌率为69.8%，枯草杆菌抑菌率为68.9%，实施例洗涤后的金黄色葡萄球菌抑菌率达到了96.3-96.7%，大肠杆菌抑菌率达到了95.1-96.9%，枯草杆菌抑菌率达到了95.9-96.8%，而不添加抗菌剂的对比例1的金黄色葡萄球菌抑菌率为50.4%，大肠杆菌抑菌率为48.9%，枯草杆菌抑菌率为52.1%，使用市购材料的对比例2的金黄色葡萄球菌抑菌率为61.8%，大肠杆菌抑菌率为64.2%，枯草杆菌抑菌率为63.6%，实施例的各项数据均优于对比例，说明本发明所制备的抗菌剂添加到超纤革材料中，可以使制备得到的超纤革材料具备更加优异的抗菌性能。
21.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
22.以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。