专利名称：：一种用于纺织装饰面料抗菌剂的制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种具有抗菌功能的一种用于纺织装饰面料抗菌剂的制备方法，属纺织装饰面料制造领域。
背景技术：
：CNCN1568704A、名称“一种组合纳米抗菌材料及其制备方法和产品”，1.针对单一纳米抗菌材料的不足，采用了纳米组合抗菌技术将不同抗菌作用的抗菌材料复合起来制备组合纳米抗菌材料，利用纳米粒子之间的协同和耦合作用，大大提高了抗菌能力；2.用该方法研制的抗菌材料具有广谱抗菌功能，它对金黄色葡萄球菌、致病性大肠杆菌、淋球菌、梅毒菌等多种病菌(毒)具有很好的灭杀作用；3.该方法可以用于制作对细菌和病毒具有灭杀作用的各种抗菌材料如抗菌面料，抗菌塑料、抗菌乳胶产品等。其不足之处不适用于纺织装饰面料的后处理。CN101363141A、名称“全消光抗菌涤纶纤维及其制备方法和应用”，改性抗菌剂0.53份，全消光涤纶成纤聚酯99.597份。可应用于服用领域、装饰领域和产业领域，制备各类抗菌装饰用墙体织物、抗菌工作服、抗菌面料。本发明的全消光抗菌涤纶纤维，抗菌剂添加量少，性能优良，抗菌剂与全消光剂协同作用，纺丝性能得以改善，抗菌效果好、与高分子材料相容性好、基本不影响材料的原有性能及生产要求。采用全消光聚酯与抗菌母粒共混纺丝生产工艺容易实现，便于改善抗菌纤维纺丝效果同时赋予纤维全消光特性。本方法制造的抗菌涤纶长丝性能指标符合标准要求，纤维柔软富有弹性，抗菌性能好，抗菌效期长。其不足之处采用织物本身的抗菌性来达到对纺织物面料有害微生物的抗菌，但是在实际纺织过程中，由于纺织的纱线在机纺、染制、后整理的过程中，其织物的本身已带有有害微生物，因此根本无法达到抗菌的效果。
发明内容设计目的避免
背景技术：
中的不足之处，设计一种后处理后的纺织装饰面料具有良好抗菌效果的一种用于纺织装饰面料抗菌剂的制备方法。设计方案纺织品上有害微生物的生长繁殖给人类带来了诸多的健康威胁，对纺织品进行卫生整理可使织物具有抗菌作用，抵御各类病菌对人类的侵害。在众多类型的纺织品抗菌剂中，有机硅季铵盐是一类综合性能较理想的抗菌剂。以低成本工业化生产该类抗菌剂，有一定的现实意义。本发明以氯丙基三甲氧基硅烷和叔胺为原料，碘化钠为催化剂，采用一步反应直接合成氯丙基三甲氧基硅烷季铵盐。技术方案1一种用于纺织装饰面料抗菌剂的制备方法，在装有温度计、回流冷凝管和搅拌器的100mL四口烧瓶中，将11.53的硅烷、叔胺混和后，加入0.15%3%催化剂碘化钠和1.2%2.5%抗氧剂，同时加入有机溶剂，通氮气保护，控制体系6580°C，搅拌反应，反应结束后，冷却出料，得淡黄色液体抗菌整理剂，其反应方程式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>技术方案2—种抗菌纺织装饰面料，它包括织物，其特征是采用浸轧工艺和浸渍工艺对织物进行整理，具体整理工艺如下浸轧工艺抗菌整理剂40g/L，将织物二浸二轧(轧余率70%)，焙烘温度160°C，焙烘时间60s；浸渍工艺抗菌整理剂40g/L，烧碱4g/L，浴比130，95°C下整理织物30min。本发明与
背景技术：
相比，一是本发明所有原材料和条件符合工业生产条件，效率高；二是本发明以甲醇、二甲亚砜为原料混合，碘化钠相对用量为0.05，65°C条件下回流反应48h，产率为82.39%；三是该有机硅抗菌剂属于纳米级材料，其附着力强；三是本发明可用浸轧、浸渍工艺整理实现其功能，有利于实现其工艺；四是经本发明整理后的无纺布、纯棉针织物及纯涤纶针织物的抗菌性、耐洗性，比目前在用的产品效果要好；五是织物分子结构中有羟基，有利于化学性结合抗菌剂，提高抗菌耐洗性。图1是溶剂用量对产品收率的影响示意图。图2是反应时间对产率的影响的示意图。图3是产品红外光谱图。图4是产品核磁共振谱图。图5是抗菌液浓度对抑菌率的影响示意图。具体实施例方式实施例1一种用于纺织装饰面料抗菌剂的制备方法，在装有温度计、回流冷凝管和搅拌器的100mL四口烧瓶中，将11.53的硅烷、叔胺混和后，加入0.15%3%催化剂碘化钠和1.2%2.5%抗氧剂，同时加入有机溶剂，通氮气保护，控制体系6580°C，搅拌反应，反应结束后，冷却出料，得淡黄色液体抗菌整理剂，其反应方程式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>所述有机溶剂以甲醇、二甲亚砜按42.51比例混和，用量为3040%，反应温度6580°C，反应48h后的反应收率可达80%以上。实施例2在实施例1的基础上，将1:1.5的硅烷、叔胺混和后，加入0.15%催化剂碘化钠和1.2%抗氧剂。实施例3在实施例1的基础上，将13的硅烷、叔胺混和后，加入3%催化剂碘化钠和2.5%抗氧剂。实施例4在实施例1的基础上，将12的硅烷、叔胺混和后，加入催化剂碘化钠和1.5%抗氧剂。实施例5在实施例1的基础上，将12.5的硅烷、叔胺混和后，加入1.5%催化剂碘化钠和2%抗氧剂。实施例6在实施例1的基础上，将11.8的硅烷、叔胺混和后，加入2%催化剂碘化钠和1.8%抗氧剂。实施例7在实施例16的基础上，一种抗菌纺织装饰面料，它包括织物，采用浸轧工艺和浸渍工艺对织物进行整理，具体整理工艺如下浸轧工艺抗菌整理剂40g/L，将织物二浸二轧(轧余率70%)，焙烘温度160°C，焙烘时间60s；浸渍工艺抗菌整理剂40g/L，烧碱4g/L，浴比130，95°C下整理织物30min。1.1主要药品和仪器织物无纺布，纯棉针织物，纯涤纶针织物，窗帘布(杭州奥坦斯布艺有限公司提供)。药品无水甲醇，无水乙醇，碘化钠，氯化钠，硝酸银，重铬酸钾，氢氧化钠，磷酸氢二钠，磷酸二氢钾，均为分析纯试剂；牛肉津膏，蛋白胨，琼脂，均为生化试剂，氯丙基三甲氧基硅烷，十二烷基二甲基叔胺，洗涤剂(自制)。试验菌大肠肝菌，金黄色葡萄球菌，白色念珠菌(均由常州市第一人民医院提供)。仪器W2_180SP恒温水浴锅，Athleticl098XS自动滚筒洗衣机，SW-24A耐洗色牢度试验机，PB0强力压染树脂机，SN-CJ-2FD洁净工作台，HZQ-C空气浴振荡器，GNP-9160隔水式恒温培养箱，DHG-9123A电热恒温鼓风干燥箱，R-6自动定型烘干机，NicoletPROTEGE460型傅里叶红外光谱仪，AVANCEIII500MHz核磁共振。1.2Y-氯丙基三甲氧基硅烷季铵盐的合成在装有温度计、回流冷凝管和搅拌器的100mL四口烧瓶中，将硅烷、叔胺和催化剂碘化钠按一定配比加入，同时加入适量的有机溶剂和少量抗氧剂，通氮气保护，控制体系一定温度，搅拌反应。反应结束后，冷却出料，得淡黄色液体产物。反应方程式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>1.3产率测定用溴酚蓝作两相指示剂，二氯乙烷作分相溶剂，用待测阳离子表面活性剂溶液滴定十二烷基磺酸钠标准溶液，至下层溶剂层显蓝色，可直接定量阳离子表面活性剂[1]。1.4结构表征对合成产物减压蒸馏除去溶剂，并用丙酮洗涤数次，重结晶提纯后用KBr涂片进行傅里叶红外光谱(FT-IR)及用重水为溶剂进行核磁共振测试。1.5整理工艺采用浸轧工艺和浸渍工艺对织物进行整理，具体整理工艺如下间60s物浸轧工艺抗菌整理剂40g/L，二浸二轧(轧余率70%)，焙烘温度160°C，焙烘时浸渍工艺抗菌整理剂40g/L，烧碱4g/L，浴比130，95°C下整理30min。1.7产抗菌性能测定采用振荡法[2]对抗菌整理织物进行抗菌效果的定量测定。即选取0.75g抗菌织物，将其浸于含有特定菌浓度的缓冲溶液中，置于振荡培养箱中振荡培养18h，通过测定溶液中菌的繁殖情况获得织物的抗菌效果。1.6耐洗性能测试参照FZ/T73023进行耐洗性发明。将整理过的布样按照洗涤剂2g/L，浴比130，水温40°C的条件洗涤。每洗涤5min后漂洗两次，此即为一次有效洗涤。洗涤若干次，晾干后可对布样进行抗菌测试。结果与讨论1.1反应条件的选择叔胺与氯丙基硅烷的反应属于典型双分子亲核取代历程[3]，基团之间的空间位阻较大，进攻试剂叔胺与C-X键带部分正电中心的碳原子接触相对困难，反应速率较低。溶剂性质、反应温度、反应时间等因素对反应的进行都会产生影响。1.1.1不同溶剂及反应温度的影响介电常数大的极性溶剂有利于卤烷的解离，加快反应进程，美国专利中用甲醇作为溶剂合成有机硅季铵盐抗菌剂。乙醇相对成本低，安全性高，选择乙醇作溶剂进行对照发明，同时尝试了用混合液作溶剂，结果如表1所示。表1溶剂及反应温度对产物转化率的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注碘化钠相对摩尔用量为0.05，搅拌时间为48h；碘化钠相对摩尔用量=碘化钠摩尔用量数叔胺摩尔用量数。表1数据显示，以甲醇为溶剂，产品收率为65.49%，而以甲醇、二甲亚砜作为混合溶剂，产品收率能达到82.39%。不同溶剂对反应有一定的影响，极性非质子型溶剂有利于季铵化反应的发生，甲醇中二甲亚砜的加入，进一步降低了反应的活化能，促进了季铵化反应。用乙醇做溶剂，产品收率为79.43%。乙醇极性稍小，但体系温度可升至80°C，温度高更有利于反应的进行。1.1.2溶剂用量对产物收率的影响溶剂的加入会稀释反应物，对产物收率产生一定影响。改变甲醇、二甲亚砜混合溶剂的量，查看溶剂用量对产品收率的影响，结果如图1所示。注碘化钠相对摩尔用量为0.05，反应温度为65°C，搅拌时间为48h。由图1可知，甲醇二甲亚砜混合溶剂用量对产品收率影响较大，当混合溶剂用量为30%时，产品收率达到最大。极性溶剂能增加叔胺的亲核活性[3]，有利于反应朝正反应方向进行，溶剂用量过低，会降低反应速率。溶剂过多，则会大大降低反应物浓度，也会降低有效反应速率。1.1.3催化剂用量的影响氯丙基硅烷的C-X键断裂较难，提高C-X键的极化度，有助于C-X键上卤素的离去[3]。利用碘化物与C-Ci键可置换的特点，加入适量碘化物作催化剂，可有效促进反应的进行。改变碘化钠用量，考察催化剂用量对产率的影响，结果如表2。表2碘化钠用量对产率的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注甲醇、二甲亚砜作混合溶剂，反应温度为65°C，搅拌时间为48h。表2数据所示，当碘化钠相对用量为0.10时，产物的转化率达84.28%，然相比于0.05的用量，产率增幅不大。从生产成本考虑，选择0.05用量为宜。1.1.4反应时间对产物转化率的影响该季铵化反应会比较耗时[3]，将反应时间从24h开始改变，察看反应时间对产物收率的影响，结果见图2。注甲醇、二甲亚砜作混合溶剂，碘化钠相对摩尔用量为0.05，反应温度为65°C。由图2可清晰看出，从24h开始到42h附近，产率的增加幅度较大。搅拌48h后继续延长反应时间，产率基本不变。1.1.5产品结构表征用傅里叶红外光谱对产品结构进行表征，结果见图3。用核磁共振对产品进行表征，结果见图4。红外谱图中各吸收峰的归属(v/cnT1)如下2923.88，2852.52(s，νC-H,-CH2)；1467.73,1377.08(s,δC-H,-CH3,-CH2)；1197(m,νSi-O-C,νC-O)；1095(s，vSi-O-C，νC-0)；956.41(m,νSi_0_C，vC_N)，721.96CHT1为分子中(CH2)η(η彡4)亚甲基链的吸收峰。由1HNMR谱图可看出，在δ=2.78附近是硅甲氧基峰，在δ=3.05附近是有机硅季铵盐上的氮甲基峰，S=3.22附近是有机硅季铵盐上的氮亚甲基峰。综合两张谱图，可判定该化合物为目标产物。1.2抗菌性能测试结果1.2.1抗菌剂用量影响发明参照1.4所示工艺，调整抗菌剂浓度，用浸轧法整理纯棉机织物，并洗涤50次，选用金黄色葡萄球菌作为待测菌种，结果如图5所示。由图5可见，抗菌剂浓度过低时，抑菌效果很差，这和菌的最小抑菌浓度有关系，当织物上抗菌剂的浓度高于最小抑菌浓度时，有抑菌效果，若低于最小抑菌浓度，则无抑菌效果。同时，抗菌剂用量超过40g/L，整理织物对金黄色葡萄球菌的抑菌效果保持恒定，即在40g/L浓度下，织物对抗菌剂的吸附结合达到饱和，已无需再提高抗菌剂的用量。1.2.2整理工艺比较试验浸渍工艺和浸轧工艺是工厂里常用的后整理工艺，按照1.4所示工艺条件用所合成抗菌剂对纯棉针织物、纯涤纶针织物进行抗菌整理，并测试整理织物的抗菌耐洗性，测试结果见表3。表3不同整理工艺抗菌测试结果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>纯棉针织物和纯涤纶针织物用两种不同工艺整理，经50次洗涤后，抑菌率都在60%以上，两种工艺都适用于该抗菌剂的整理。抗菌整理织物在数次洗涤后还具有抗菌效果，可能是因为所合成的抗菌剂一端连着三甲氧基硅烷基，其具有硅烷偶合性，遇水后形成硅醇基，可与纤维上的羟基发生脱水缩合反应，化学性的结合到织物上，由此提高了抗菌织物的耐洗性[7]。然所用洗涤剂的主要成分为阴离子表面活性剂，它可与阳离子性的季铵盐发生结合，会大大削弱织物的抗菌耐洗性，所以整理织物经50次洗涤后，抑菌率大幅度减少。1.1.1不同整理织物抗菌测试用浸轧工艺整理不同规格窗帘布，浸渍工艺整理无纺布，测试其抗菌效果，结果见表4。表4不同整理织物抗菌测试结果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>无纺布强度低，不耐水洗，故在抗菌整理后，只对其洗涤10次。经10次洗涤后，无纺布对三种细菌的抑菌率都达90%以上，抗菌整理后的窗帘布经50次洗涤后也仍具有一定的抗菌作用。结合表3、表4数据发现，织物中涤纶含量越多，抗菌耐洗性越差。从织物结构性能出发，可能是因为粘胶纤维与棉麻的基本组成物质都是纤维素，含有较丰富的羟基，而涤纶纤维上羟基数量较少引起。需要理解到的是上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。权利要求一种用于纺织装饰面料抗菌剂的制备方法，其特征是在装有温度计、回流冷凝管和搅拌器的100mL四口烧瓶中，将1∶1.5～3的硅烷、叔胺混和后，加入0.15％～3％催化剂碘化钠和1.2％～2.5％抗氧剂，同时加入有机溶剂，通氮气保护，控制体系65～80℃，搅拌反应，反应结束后，冷却出料，得淡黄色液体抗菌整理剂，其反应方程式如下FSA00000031418400011.tif2.根据权利要求1所述的用于纺织装饰面料抗菌剂的制备方法，其特征是所述有机溶剂以甲醇、二甲亚砜按42.51比例混和，用量为3040%，反应温度6580°C，反应48h后的反应收率可达80%以上。3.一种抗菌纺织装饰面料，它包括织物，其特征是采用浸轧工艺和浸渍工艺对织物进行整理，具体整理工艺如下浸轧工艺抗菌整理剂40g/L，将织物二浸二轧(轧余率70%)，焙烘温度160°C，焙烘时间60s；浸渍工艺抗菌整理剂40g/L，烧碱4g/L，浴比130，95°C下整理织物30min。全文摘要本发明涉及一种具有抗菌功能的一种用于纺织装饰面料抗菌剂的制备方法，在装有温度计、回流冷凝管和搅拌器的100mL四口烧瓶中，将1∶1.5～3的硅烷、叔胺混和后，加入0.15％～3％催化剂碘化钠和1.2％～2.5％抗氧剂，同时加入有机溶剂，通氮气保护，控制体系65～80℃，搅拌反应，反应结束后，冷却出料，得淡黄色液体抗菌整理剂，其反应方程式如下。文档编号D06M13/513GK101798324SQ20101012367公开日2010年8月11日申请日期2010年3月11日优先权日2010年3月11日发明者方智星,李海乐,杨伟定,江进土,纪俊玲,葛海华,蔡伟,陈烨,高哲凤申请人:杭州奥坦斯布艺有限公司