一种抗菌防皱面料的制备工艺的制作方法

文档序号:20993350发布日期:2020-06-05 21:55阅读:142来源:国知局
本发明属于面料制备领域,涉及一种抗菌防皱面料的制备工艺。
背景技术
:棉布柔和贴身、吸湿性、透气性甚佳等特点被广泛应用于贴身衣物的制备。但是由于贴身衣物直接与人体皮肤接触容易吸收汗渍,进而导致其容易滋生细菌,同时由于棉布吸湿性好,在吸汗后易缩、易皱,容易造成面料的折皱,现有技术中通常是直接将棉布在季铵盐溶液中浸轧,使得面料的表面负载季铵盐离子实现抗菌性能,但是由于棉布表面与季铵盐离子相互作用的活性基团的含量较少,进而造成面料表面引入的季铵盐离子含量较低,进而造成面料的抗菌性能较低,同时为了实现棉布的抗皱性能,现有技术中通常使用多元酸与面料表面的羟基进行交联复合,实现抗皱的性能,但是由于直接通过多元酸的羧基与面料表面的羟基作用,交联反应性能较弱,进而造成其抗皱性能较弱。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种抗菌防皱面料的制备工艺,由于预处理棉纤维链上含有大量的羟基,抗菌整理功能剂中含有部分氨基,在异佛尔酮二异氰酸酯的交联作用下,能够将抗菌整理功能剂接枝在预处理棉纤维链上,使得棉纤维表面包覆一层抗菌整理功能剂,抗菌整理功能剂上含有大量的季铵基,通过季铵基的作用能够实现面料的抗菌性能,进而使得制备的面料具有极高的抗菌性能,进而有效解决了现有技术中通常是直接将棉布在季铵盐溶液中浸轧,使得面料的表面负载季铵盐离子实现抗菌性能,但是由于棉布表面与季铵盐离子相互作用的活性基团的含量较少,进而造成面料表面引入的季铵盐离子含量较低,进而造成面料的抗菌性能较低的问题。本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种抗菌防皱面料的制备工艺,具体制备过程如下:第一步,称取一定量的棉纤维加入质量浓度为5%的氢氧化钠溶液中,常温下浸渍2-3h,然后捞出后洗涤至中性,然后烘干,得到预处理棉纤维;第二步,将预处理棉纤维加入丙酮溶液中,然后向其中抗菌整理功能剂,混合均匀后,逐滴向其中滴加异佛尔酮二异氰酸酯,控制滴加速度为3-4ml/min,滴加完全后,升温至60-70℃搅拌反应2-3h,然后进行过滤洗涤烘干,得到抗菌纤维;期中每克预处理棉纤维中加入丙酮8-9ml,加入抗菌整理功能剂0.12-0.13g,加入异佛尔酮二异氰酸酯0.16-0.18g,由于预处理棉纤维链上含有大量的羟基,抗菌整理功能剂中含有部分氨基,在异佛尔酮二异氰酸酯的交联作用下,能够将抗菌整理功能剂接枝在预处理棉纤维链上,使得棉纤维表面包覆一层抗菌整理功能剂,由于抗菌整理功能剂具有极高的抗菌性能,进而使得制备的棉纤维具有极高的抗菌性能,同时异佛尔酮二异氰酸酯在交联反应是生成氨基,进而使得纤维的表面含有大量的氨基;第三步,将第二步中制备抗菌纤维进行编制得到抗菌纱线,然后将抗菌纱线进行纺织得到抗菌面料;第四步,将第三步中得到的抗菌面料在抗皱整理剂中浸轧20-30min,浸轧温度为60-65℃,然后进行烘干,接着将烘干后的面料清洗3-4次,接着再进行烘干,得到抗菌防皱面料,由于抗菌纤维的表面含有大量的氨基,能够与抗皱整理剂中的环氧基团进行反应,由于抗皱整理剂中含有大量的环氧基团能够与面料表面纤维上的氨基之间进行交联作用,进而使得制备的纤维表面形成一层交联层,通过交联层的支撑作用能够有效实现抗皱效果;其中抗菌整理功能剂的具体制备过程如下:步骤1:称取一定量的氨基甲酰肼和水加入反应容器中,控制反应容器在冰水浴中冷却至恒温,然后向反应容器中逐滴加入丙烯酸甲酯,滴加完全后在冰水浴中搅拌反应30-40min,然后升温至室温下搅拌反应3-4h,接着进行减压蒸馏,得到初级改性剂,其中反应结构式如下所示,每克氨基甲酰肼中加入4.4-4.5g丙烯酸甲酯,氨基硫脲两端还有氨基,能够与丙烯酸甲酯之间进行加成反应,由于氨基硫脲上的三个氨基上含有五个氨基氢,均能够与丙烯酸甲酯进行加成反应,使得氨基硫脲的氨基在不同方向上引入丙烯酸甲酯;步骤2:将初级改性剂加入水中,在冰水浴中搅拌至恒温,然后同时向其中加入氨基甲酰肼,在冰水浴下反应1-2h,接着升温至常温,接着搅拌反应25-26h,然后进行减压蒸馏得到次级改性剂,反应结构式如下所示;其中每克初级改性剂中加入氨基甲酰肼0.76-0.79g;步骤3:将步骤2中制备的次级改性剂加入丙酮溶液中,然后向其中加入氢氧化钠和质量浓度为37%的甲醛溶液,混合均匀后再常温下搅拌反应2h,然后升温至50-60℃搅拌反应10-12h,然后进行减压蒸馏,得到三胺化产物,其中每克次级改性剂中加入丙酮溶液8-9g,加入质量浓度为37%的甲醛溶液0.9g,加入氢氧化钠0.3g;由于次级改性剂分子链上含有伯氨基和仲氨基,均能够与甲醛和丙酮在碱性条件下进行氨甲基化反应,使得伯氨基和仲氨基生成叔氨基,由于加入甲醛溶液的量,使得次级改性剂中部分氨基中的氢没有反应,大量的氢反应引入叔氨基;步骤4:将三胺化产物、氯丙烷和乙醚同时加入反应釜中,升温至100-110℃回流反应3-4h,然后将产物蒸发后加入水中,搅拌混合10-15min后将水溶液进行蒸发,得到抗菌整理功能剂,其中每克三胺化产物中加入氯丙烷1.1-1.2g,三胺化产物中含有大量的叔氨基,能够与氯丙烷进行反应,生成的产物中引入大量的氯化铵基团,进而使得制备的产物中含有大量的季铵基,季铵基具有较高的吸水性能,使得制备的产物易溶于水,并且制备的产物中由于含有大量的季铵基,进而使其具有较高的抗菌性能;抗皱整理剂的具体制备过程如下:称取一定量的烯丙基缩水甘油醚加入乙醇中混合均匀,然后向其中加入偶氮二异丁腈,搅拌混合均匀,接着升温至80-90℃,回流反应30-40min后升温至110-115℃回流反应3-4h,然后进行减压蒸馏得到固体产物,使用时将固体产物和水按照质量比为1:24-27的比例混合后得到抗皱整理剂,其中每克烯丙基缩水甘油醚中加入偶氮二异丁腈0.12-0.14g,由于烯丙基缩水甘油醚中含有烯丙基基团,能够在偶氮二异丁腈的引发下进行自由基聚合反应,进而使得生成的聚合物中含有大量的环氧基团;本发明的有益效果:1、本发明预处理棉纤维链上含有大量的羟基,抗菌整理功能剂中含有部分氨基,在异佛尔酮二异氰酸酯的交联作用下,能够将抗菌整理功能剂接枝在预处理棉纤维链上,使得棉纤维表面包覆一层抗菌整理功能剂,抗菌整理功能剂上含有大量的季铵基,通过季铵基的作用能够实现面料的抗菌性能,进而使得制备的面料具有极高的抗菌性能,进而有效解决了现有技术中通常是直接将棉布在季铵盐溶液中浸轧,使得面料的表面负载季铵盐离子实现抗菌性能,但是由于棉布表面与季铵盐离子相互作用的活性基团的含量较少,进而造成面料表面引入的季铵盐离子含量较低,进而造成面料的抗菌性能较低的问题。2、本发明处理的面料纤维表面接枝有大量的氨基,能够与抗皱整理剂中的环氧基团进行开环交联反应,进而使得制备的纤维表面形成一层交联层,通过交联层的支撑作用能够有效实现抗皱效果,解决了现有技术中通常使用多元酸与面料表面的羟基进行交联复合,实现抗皱的性能,但是由于直接通过多元酸的羧基与面料表面的羟基作用,交联反应性能较弱,进而造成其抗皱性能较弱的问题。具体实施方式实施例1:抗菌整理功能剂的具体制备过程如下:步骤1:称取10g氨基甲酰肼和100ml水加入反应容器中,控制反应容器在冰水浴中冷却至恒温,然后向反应容器中逐滴加入44g丙烯酸甲酯,滴加完全后在冰水浴中搅拌反应30-40min,然后升温至室温下搅拌反应3-4h,接着进行减压蒸馏,得到初级改性剂,其中反应结构式如下所示;步骤2:将10g初级改性剂加入水中,在冰水浴中搅拌至恒温,然后同时向其中加入7.6g氨基甲酰肼,在冰水浴下反应1-2h,接着升温至常温,接着搅拌反应25-26h,然后进行减压蒸馏得到次级改性剂,反应结构式如下所示;步骤3:将10g步骤2中制备的次级改性剂加入80g丙酮溶液中,然后向其中加入3g氢氧化钠和9g质量浓度为37%的甲醛溶液,混合均匀后再常温下搅拌反应2h,然后升温至50-60℃搅拌反应10-12h,然后进行减压蒸馏,得到三胺化产物;步骤4:将10g三胺化产物、11g氯丙烷和100ml乙醚同时加入反应釜中,升温至100-110℃回流反应3-4h,然后将产物蒸发后加入水中,搅拌混合10-15min后将水溶液进行蒸发,得到抗菌整理功能剂。实施例2:抗菌整理功能剂的具体制备过程如下:步骤1:称取10g氨基甲酰肼和100ml水加入反应容器中,控制反应容器在冰水浴中冷却至恒温,然后向反应容器中逐滴加入44g丙烯酸甲酯,滴加完全后在冰水浴中搅拌反应30-40min,然后升温至室温下搅拌反应3-4h,接着进行减压蒸馏,得到初级改性剂;步骤2:将10g初级改性剂加入水中,在冰水浴中搅拌至恒温,然后同时向其中加入4.5g氨基甲酰肼,在冰水浴下反应1-2h,接着升温至常温,接着搅拌反应25-26h,然后进行减压蒸馏得到次级改性剂;步骤3:将10g步骤2中制备的次级改性剂加入80g丙酮溶液中,然后向其中加入3g氢氧化钠和9g质量浓度为37%的甲醛溶液,混合均匀后再常温下搅拌反应2h,然后升温至50-60℃搅拌反应10-12h,然后进行减压蒸馏,得到三胺化产物;步骤4:将10g三胺化产物、11g氯丙烷和100ml乙醚同时加入反应釜中,升温至100-110℃回流反应3-4h,然后将产物蒸发后加入水中,搅拌混合10-15min后将水溶液进行蒸发,得到抗菌整理功能剂。实施例3:抗菌整理功能剂的具体制备过程如下:步骤1:称取10g氨基甲酰肼和100ml水加入反应容器中,控制反应容器在冰水浴中冷却至恒温,然后向反应容器中逐滴加入44g丙烯酸甲酯,滴加完全后在冰水浴中搅拌反应30-40min,然后升温至室温下搅拌反应3-4h,接着进行减压蒸馏,得到初级改性剂;步骤2:将10g初级改性剂加入水中,在冰水浴中搅拌至恒温,然后同时向其中加入1.52g氨基甲酰肼,在冰水浴下反应1-2h,接着升温至常温,接着搅拌反应25-26h,然后进行减压蒸馏得到次级改性剂;步骤3:将10g步骤2中制备的次级改性剂加入80g丙酮溶液中,然后向其中加入3g氢氧化钠和9g质量浓度为37%的甲醛溶液,混合均匀后再常温下搅拌反应2h,然后升温至50-60℃搅拌反应10-12h,然后进行减压蒸馏,得到三胺化产物;步骤4:将10g三胺化产物、11g氯丙烷和100ml乙醚同时加入反应釜中,升温至100-110℃回流反应3-4h,然后将产物蒸发后加入水中,搅拌混合10-15min后将水溶液进行蒸发,得到抗菌整理功能剂。实施例4:抗皱整理剂的具体制备过程如下:称取10g烯丙基缩水甘油醚加入乙醇中混合均匀,然后向其中加入1.2g偶氮二异丁腈,搅拌混合均匀,接着升温至80-90℃,回流反应30-40min后升温至110-115℃回流反应3-4h,然后进行减压蒸馏得到固体产物,使用时将固体产物和水按照质量比为1:24的比例混合后得到抗皱整理剂.实施例5:一种抗菌防皱面料的制备工艺,具体制备过程如下:第一步,称取1kg棉纤维加入5l质量浓度为5%的氢氧化钠溶液中,常温下浸渍2-3h,然后捞出后洗涤至中性,然后烘干,得到预处理棉纤维;第二步,将1kg预处理棉纤维加入8l丙酮溶液中,然后向其中加入120g实施例1中制备的抗菌整理功能剂,混合均匀后,逐滴向其中滴加160g异佛尔酮二异氰酸酯,控制滴加速度为3-4ml/min,滴加完全后,升温至60-70℃搅拌反应2-3h,然后进行过滤洗涤烘干,得到抗菌纤维;第三步,将第二步中制备抗菌纤维进行编制得到抗菌纱线,然后将抗菌纱线进行纺织得到抗菌面料;第四步,将第三步中得到的抗菌面料在实施例4中制备的抗皱整理剂中浸轧20-30min,浸轧温度为60-65℃,然后进行烘干,接着将烘干后的面料清洗3-4次,接着再进行烘干,得到抗菌防皱面料。实施例6:一种抗菌防皱面料的制备工艺,具体制备过程与实施例5相同,将实施例5中使用的实施例1中制备的抗菌整理功能剂替换为实施例2中制备的抗菌整理功能剂。实施例7:一种抗菌防皱面料的制备工艺,具体制备过程与实施例5相同,将实施例5中使用的实施例1中制备的抗菌整理功能剂替换为实施例3中制备的抗菌整理功能剂。实施例8:一种抗菌防皱面料的制备工艺,具体制备过程如下:第一步,称取1kg棉纤维加入5l质量浓度为5%的氢氧化钠溶液中,常温下浸渍2-3h,然后捞出后洗涤至中性,然后烘干,得到预处理棉纤维;第二步,将1kg预处理棉纤维加入8l丙酮溶液中,然后向其中加入120g实施例1中制备的抗菌整理功能剂,混合均匀后,逐滴向其中滴加160g异佛尔酮二异氰酸酯,控制滴加速度为3-4ml/min,滴加完全后,升温至60-70℃搅拌反应2-3h,然后进行过滤洗涤烘干,得到抗菌纤维;第三步,将第二步中制备抗菌纤维进行编制得到抗菌纱线,然后将抗菌纱线进行纺织得到抗菌面料;第四步,将柠檬酸加入水中配置成质量浓度为10%的柠檬酸溶液,然后将第三步中得到的抗菌面料在柠檬酸溶液中浸轧20-30min,浸轧温度为60-65℃,然后进行烘干,接着将烘干后的面料清洗3-4次,接着再进行烘干,得到抗菌防皱面料。实施例9:根据国家标准gb/t20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分:振荡法》测定实施例5-8中制备的抗菌面料的抗菌性能,然后如下公式计算抗菌率p=w1-w2/w1×100%,其中w1为实施例5-8中制备的抗菌面料振荡接触后活菌浓度的平均值,cfu/ml,w2为棉布面料振荡接触后活菌浓度的平均值,cfu/ml。表1实施例5-8中制备的面料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率测定结果抗菌率%实施例5实施例6实施例7实施例8大肠杆菌98.378.652.399.1金黄色葡萄球菌97.277.251.697.6由表1可知,实施例5和实施例8中制备的面料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有较高的抗菌效果,由于预处理棉纤维链上含有大量的羟基,抗菌整理功能剂中含有部分氨基,在异佛尔酮二异氰酸酯的交联作用下,能够将抗菌整理功能剂接枝在预处理棉纤维链上,使得棉纤维表面包覆一层抗菌整理功能剂,由于实施例1中制备的抗菌整理功能剂上含有大量的季铵基,通过季铵基的作用能够实现面料的抗菌性能,进而使得制备的面料具有极高的抗菌性能;而实施例6和实施例7中制备的面料的抗菌性能逐步降低,由于实施例6和实施例7中使用的实施例2和实施例3中制备的抗菌整理功能剂季铵基含量降低,进而造成其抗菌性能降低。实施例10:根据gb/t3819-1997《纺织品织物折痕回复性的测定回复角法》,使用qs-m510a织物折痕回复性测定仪测试实施例5-8中制备的面料的经纬向折皱回复角之和,测定结果如表2所示;表2实施例5-8中制备的面料经纬向折皱回复角之和实施例5实施例6实施例7实施例8折皱回复角°292283271243由表5可知,实施例5中制备的面料的抗皱能力较强,折皱回复角达到292°,由于面料纤维表面接枝有大量的氨基,能够与抗皱整理剂中的环氧基团进行开环交联反应,进而使得制备的纤维表面形成一层交联层,通过交联层的支撑作用能够有效实现抗皱效果;而实施例6和实施例7中虽然也是使用含有环氧基团的抗皱整理剂,但是由于其制备的面料表面接枝的氨基含量较低,造成其交联程度降低,降低了纤维表面的交联程度,造成纤维表面包覆层的包覆程度,进而降低了其抗皱性能,而实施例8中使用的抗皱整理剂为多元酸,由于多元酸与纤维表面活性基团之间的作用力较弱,进而使得其交联程度降低,造成其抗皱性能大大降低。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属
技术领域
技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。当前第1页12
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