本发明属于染料的技术领域，具体涉及一种防紫外线抗菌粉末染料及其制备方法。
背景技术：
染料是指能使其他物质获得鲜明而牢固色泽的一类有机化合物，由于现在使用的颜料都是人工合成的，所以也称为合成染料。染料和颜料一般都是自身有颜色，并能以分子状态或分散状态使其他物质获得鲜明和牢固色泽的化合物。
中国专利申请文献“一种抗菌防紫外线面料的制备方法(申请号：202010252427.6)”公开了一种抗菌防紫外线面料的制备方法，其具体过程为：将涤纶纤维、棉纤维进行混纺织布获得织物；使用染料对上述织物进行染色获得染色织物；将获得的染色织物浸轧防紫外线剂水溶液，轧液率为70％，再于80-110℃烘干，然后于160-170℃拉幅30s，获得防紫外线织物；将防紫外线织物浸轧抗菌剂水溶液，轧液率为70％，再于80-110℃烘干，然后于130℃拉幅30s，最终获得抗菌防紫外线面料。但是其抗菌性和防紫外线性能无法满足实际使用时的需求。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种防紫外线抗菌粉末染料及其制备方法，以解决在专利申请文献“一种抗菌防紫外线面料的制备方法(申请号：202010252427.6)”公开的抗菌防紫外线面料的基础上，如何优化组分、用量、方法等，提高粉末染料的抗菌和防紫外线性能的问题。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种防紫外线抗菌粉末染料，包括以下原料：矿物染色原料、酚醛树脂、山梨醇、油酸、二磷酸钾、抗菌改性助剂、防紫外线改性助剂、混合脂肪醇硫酸钠、α-氰基丙烯酸酯胶黏剂、着色粉剂。
优选地，以重量份为单位，包括以下原料：矿物染色原料7-11份、酚醛树脂18-22份、山梨醇6-10份、油酸5-10份、二磷酸钾8-12份、抗菌改性助剂15-25份、防紫外线改性助剂12-17份、混合脂肪醇硫酸钠9-15份、α-氰基丙烯酸酯胶黏剂4-8份、着色粉剂3-8份。
优选地，所述抗菌改性助剂以重量份为单位，包括以下原料：纳米氧化锌15-25份、碳酸氢铵4-8份、冰醋酸3-6份、聚乙二醇4-8份、硝酸银2-5份、碳酸氢铵1-5份、3,4-二羟基苯甲醛5-15份。
优选地，所述抗菌改性助剂按如下工艺进行制备：将纳米氧化锌和碳酸氢铵混合均匀，然后调节ph至7，接着于650-850r/min转速搅拌20-40min，然后升温至30-40℃，保温10-30min，冷却至室温，然后加入冰醋酸混合均匀，于1050-1350r/min转速搅拌1-2h，干燥至恒重，煅烧后冷却至室温得到物料a；将在氮气保护下，将聚乙二醇升温至100-110℃脱水1-3h，然后降温至50-60℃，加入硝酸银和碳酸氢铵混合均匀，升温至65-115℃，保温2-5h，然后升温至90-100℃，保温10-20min，加入物料a和3,4-二羟基苯甲醛混合均匀，接着降温至40-60℃，加入乙醇混合均匀，于650-850r/min转速搅拌2-4h，冷却至室温得到抗菌改性助剂。
优选地，所述防紫外线改性助剂，以重量份为单位，包括以下原料：不饱和聚酯树脂15-25份、聚苯硫醚6-9份、丙烯酸丁酯4-8份、纳米氧化锌3-6份、纳米二氧化钛1-4份、硝酸锌2-5份、凹凸棒石黏土1-5份、无机硅藻土2-5份、十二烷基苯磺酸钠4-6份、二月桂酸二丁基锡2-5份、聚磷酸铵1-4份、丙烯酰胺3-5份、过硫酸铵1-5份、水8-16份、n,n-亚甲基双丙烯酰胺4-8份、丙三醇二乙酸酯3-6份、硅烷偶联剂kh-5501-4份。
优选地，所述防紫外线改性助剂按如下工艺进行制备：将不饱和聚酯树脂、聚苯硫醚和丙烯酸丁酯混合均匀，升温至110-130℃，保温20-40min，接着加入纳米氧化锌、纳米二氧化钛、硝酸锌、凹凸棒石黏土、无机硅藻土、十二烷基苯磺酸钠、二月桂酸二丁基锡、聚磷酸铵、丙烯酰胺、过硫酸铵、水、n,n-亚甲基双丙烯酰胺、丙三醇二乙酸酯和硅烷偶联剂kh-550混合均匀，继续升温至150-190℃，保温20-40min，接着于1500-2500r/min转速搅拌1-3h，接着于80-90℃干燥1-4h，接着粉碎成20-40目的粉末颗粒。
本发明还提出一种防紫外线抗菌粉末染料的制备方法，包括以下步骤：
s1：将矿物染色原料、山梨醇、油酸和二磷酸钾混合均匀，于1500-2500r/min转速搅拌10-30min，冷却至室温得到基料；
s2：将酚醛树脂升温至110-130℃，保温20-40min，接着加入抗菌改性助剂、防紫外线改性助剂、混合脂肪醇硫酸钠和着色粉剂混合均匀，于850-1050r/min转速搅拌1-2h，然后继续升温至80-90℃，保温5-15min，接着加入α-氰基丙烯酸酯胶黏剂混合均匀，于2500-3500r/min转速搅拌5-15min，冷却至室温得到改性料；
s3：将s1得到的基料升温至110-130℃，保温20-30min，然后加入s2得到的改性料，降温至70-80℃，保温1-2h，于650-850r/min转速搅拌1-2h，挤出后拉伸后得到防紫外线抗菌粉末染料。
本发明具有以下有益效果：
本发明的原料中添加的抗菌改性助剂以纳米氧化锌、碳酸氢铵、冰醋酸、聚乙二醇、硝酸银、碳酸氢铵和3,4-二羟基苯甲醛为原料，利用纳米氧化锌、冰醋酸、硝酸银和碳酸氢铵等作为杀菌主料，运用到防紫外线抗菌粉末染料中可以赋予防紫外线抗菌粉末染料的抗菌性能，在阳光下尤其是紫外线照射下，纳米氧化锌的价带电子计划跃迁到导带，形成光生电子-空穴对，光生电子-空穴对可以与细胞内组分反应而导致细胞死亡，从而起到很好的抗菌作用。
其中，防紫外线改性助剂以不饱和聚酯树脂为基础树脂，纳米氧化锌、纳米二氧化钛、硝酸锌、凹凸棒石黏土和无机硅藻土作为防紫外线补强填料体系，利用了该防紫外线补强填料体系中大量的锌元素以及钛元素，使得太阳光紫外线在照射到粉末染料时，锌元素以及钛元素对紫外线的吸收作用，大大提高了粉末染料的抗紫外线性能，延长粉末染料的使用寿命，进一步提高了面料的抗紫外线性能，且在硅烷偶联剂kh-550对防紫外线补强填料体系的表面羟基进行接枝改性，实现了防紫外线补强填料体系与基础树脂的结合，得到的防紫外线改性助剂运用到本发明的粉末染料的制备中，有效提高粉末染料的耐紫外线性能，进一步提高了面料的抗紫外线性能。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，一种防紫外线抗菌粉末染料，包括以下原料：矿物染色原料7-11份、酚醛树脂18-22份、山梨醇6-10份、油酸5-10份、二磷酸钾8-12份、抗菌改性助剂15-25份、防紫外线改性助剂12-17份、混合脂肪醇硫酸钠9-15份、α-氰基丙烯酸酯胶黏剂4-8份、着色粉剂3-8份。
所述抗菌改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将15-25份纳米氧化锌和4-8份碳酸氢铵混合均匀，然后调节ph至7，接着于650-850r/min转速搅拌20-40min，然后升温至30-40℃，保温10-30min，冷却至室温，然后加入3-6份冰醋酸混合均匀，于1050-1350r/min转速搅拌1-2h，干燥至恒重，煅烧后冷却至室温得到物料a；将在氮气保护下，将4-8份聚乙二醇升温至100-110℃脱水1-3h，然后降温至50-60℃，加入2-5份硝酸银和1-5份碳酸氢铵混合均匀，升温至65-115℃，保温2-5h，然后升温至90-100℃，保温10-20min，加入物料a和5-15份3,4-二羟基苯甲醛混合均匀，接着降温至40-60℃，加入乙醇混合均匀，于650-850r/min转速搅拌2-4h，冷却至室温得到抗菌改性助剂。
所述防紫外线改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将15-25份不饱和聚酯树脂、6-9份聚苯硫醚和4-8份丙烯酸丁酯混合均匀，升温至110-130℃，保温20-40min，接着加入3-6份纳米氧化锌、1-4份纳米二氧化钛、2-5份硝酸锌、1-5份凹凸棒石黏土、2-5份无机硅藻土、4-6份十二烷基苯磺酸钠、2-5份二月桂酸二丁基锡、1-4份聚磷酸铵、3-5份丙烯酰胺、1-5份过硫酸铵、8-16份水、4-8份n,n-亚甲基双丙烯酰胺、3-6份丙三醇二乙酸酯和1-4份硅烷偶联剂kh-550混合均匀，继续升温至150-190℃，保温20-40min，接着于1500-2500r/min转速搅拌1-3h，接着于80-90℃干燥1-4h，接着粉碎成20-40目的粉末颗粒。
本发明还提出一种防紫外线抗菌粉末染料的制备方法，包括以下步骤：
s1：将矿物染色原料、山梨醇、油酸和二磷酸钾混合均匀，于1500-2500r/min转速搅拌10-30min，冷却至室温得到基料；
s2：将酚醛树脂升温至110-130℃，保温20-40min，接着加入抗菌改性助剂、防紫外线改性助剂、混合脂肪醇硫酸钠和着色粉剂混合均匀，于850-1050r/min转速搅拌1-2h，然后继续升温至80-90℃，保温5-15min，接着加入α-氰基丙烯酸酯胶黏剂混合均匀，于2500-3500r/min转速搅拌5-15min，冷却至室温得到改性料；
s3：将s1得到的基料升温至110-130℃，保温20-30min，然后加入s2得到的改性料，降温至70-80℃，保温1-2h，于650-850r/min转速搅拌1-2h，挤出后拉伸后得到防紫外线抗菌粉末染料。
实施例1
一种防紫外线抗菌粉末染料，包括以下原料：矿物染色原料9份、酚醛树脂20份、山梨醇8份、油酸7.5份、二磷酸钾10份、抗菌改性助剂20份、防紫外线改性助剂15份、混合脂肪醇硫酸钠12份、α-氰基丙烯酸酯胶黏剂6份、着色粉剂5.5份。
所述抗菌改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将20份纳米氧化锌和6份碳酸氢铵混合均匀，然后调节ph至7，接着于750r/min转速搅拌30min，然后升温至35℃，保温20min，冷却至室温，然后加入4.5份冰醋酸混合均匀，于1200r/min转速搅拌1.5h，干燥至恒重，煅烧后冷却至室温得到物料a；将在氮气保护下，将6份聚乙二醇升温至105℃脱水2h，然后降温至55℃，加入3.5份硝酸银和3份碳酸氢铵混合均匀，升温至90℃，保温3.5h，然后升温至95℃，保温15min，加入物料a和10份3,4-二羟基苯甲醛混合均匀，接着降温至50℃，加入乙醇混合均匀，于750r/min转速搅拌3h，冷却至室温得到抗菌改性助剂。
所述防紫外线改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将20份不饱和聚酯树脂、7.5份聚苯硫醚和6份丙烯酸丁酯混合均匀，升温至120℃，保温30min，接着加入4.5份纳米氧化锌、2.5份纳米二氧化钛、3.5份硝酸锌、3份凹凸棒石黏土、3.5份无机硅藻土、5份十二烷基苯磺酸钠、3.5份二月桂酸二丁基锡、2.5份聚磷酸铵、4份丙烯酰胺、3份过硫酸铵、12份水、6份n,n-亚甲基双丙烯酰胺、4.5份丙三醇二乙酸酯和2.5份硅烷偶联剂kh-550混合均匀，继续升温至170℃，保温30min，接着于2000r/min转速搅拌2h，接着于85℃干燥2.5h，接着粉碎成30目的粉末颗粒。
本发明还提出一种防紫外线抗菌粉末染料的制备方法，包括以下步骤：
s1：将矿物染色原料、山梨醇、油酸和二磷酸钾混合均匀，于2000r/min转速搅拌20min，冷却至室温得到基料；
s2：将酚醛树脂升温至120℃，保温30min，接着加入抗菌改性助剂、防紫外线改性助剂、混合脂肪醇硫酸钠和着色粉剂混合均匀，于950r/min转速搅拌1.5h，然后继续升温至85℃，保温10min，接着加入α-氰基丙烯酸酯胶黏剂混合均匀，于3000r/min转速搅拌10min，冷却至室温得到改性料；
s3：将s1得到的基料升温至120℃，保温25min，然后加入s2得到的改性料，降温至75℃，保温1.5h，于750r/min转速搅拌1.5h，挤出后拉伸后得到防紫外线抗菌粉末染料。
实施例2
一种防紫外线抗菌粉末染料，包括以下原料：矿物染色原料7份、酚醛树脂22份、山梨醇6份、油酸10份、二磷酸钾8份、抗菌改性助剂25份、防紫外线改性助剂12份、混合脂肪醇硫酸钠15份、α-氰基丙烯酸酯胶黏剂4份、着色粉剂8份。
所述抗菌改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将15份纳米氧化锌和8份碳酸氢铵混合均匀，然后调节ph至7，接着于650r/min转速搅拌40min，然后升温至30℃，保温30min，冷却至室温，然后加入3份冰醋酸混合均匀，于1350r/min转速搅拌1h，干燥至恒重，煅烧后冷却至室温得到物料a；将在氮气保护下，将8份聚乙二醇升温至100℃脱水3h，然后降温至50℃，加入5份硝酸银和1份碳酸氢铵混合均匀，升温至115℃，保温2h，然后升温至100℃，保温10min，加入物料a和15份3,4-二羟基苯甲醛混合均匀，接着降温至40℃，加入乙醇混合均匀，于850r/min转速搅拌2h，冷却至室温得到抗菌改性助剂。
所述防紫外线改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将15份不饱和聚酯树脂、9份聚苯硫醚和4份丙烯酸丁酯混合均匀，升温至130℃，保温20min，接着加入6份纳米氧化锌、1份纳米二氧化钛、5份硝酸锌、1份凹凸棒石黏土、5份无机硅藻土、4份十二烷基苯磺酸钠、5份二月桂酸二丁基锡、1份聚磷酸铵、5份丙烯酰胺、1份过硫酸铵、16份水、4份n,n-亚甲基双丙烯酰胺、6份丙三醇二乙酸酯和1份硅烷偶联剂kh-550混合均匀，继续升温至190℃，保温20min，接着于2500r/min转速搅拌1h，接着于90℃干燥1h，接着粉碎成40目的粉末颗粒。
本发明还提出一种防紫外线抗菌粉末染料的制备方法，包括以下步骤：
s1：将矿物染色原料、山梨醇、油酸和二磷酸钾混合均匀，于1500r/min转速搅拌30min，冷却至室温得到基料；
s2：将酚醛树脂升温至110℃，保温40min，接着加入抗菌改性助剂、防紫外线改性助剂、混合脂肪醇硫酸钠和着色粉剂混合均匀，于850r/min转速搅拌2h，然后继续升温至80℃，保温15min，接着加入α-氰基丙烯酸酯胶黏剂混合均匀，于2500r/min转速搅拌15min，冷却至室温得到改性料；
s3：将s1得到的基料升温至110℃，保温30min，然后加入s2得到的改性料，降温至70℃，保温2h，于650r/min转速搅拌2h，挤出后拉伸后得到防紫外线抗菌粉末染料。
实施例3
一种防紫外线抗菌粉末染料，包括以下原料：矿物染色原料11份、酚醛树脂18份、山梨醇10份、油酸5份、二磷酸钾12份、抗菌改性助剂15份、防紫外线改性助剂17份、混合脂肪醇硫酸钠9份、α-氰基丙烯酸酯胶黏剂8份、着色粉剂3份。
所述抗菌改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将25份纳米氧化锌和4份碳酸氢铵混合均匀，然后调节ph至7，接着于850r/min转速搅拌20min，然后升温至40℃，保温10min，冷却至室温，然后加入6份冰醋酸混合均匀，于1050r/min转速搅拌2h，干燥至恒重，煅烧后冷却至室温得到物料a；将在氮气保护下，将4份聚乙二醇升温至110℃脱水1h，然后降温至60℃，加入2份硝酸银和5份碳酸氢铵混合均匀，升温至65℃，保温5h，然后升温至90℃，保温20min，加入物料a和5份3,4-二羟基苯甲醛混合均匀，接着降温至60℃，加入乙醇混合均匀，于650r/min转速搅拌4h，冷却至室温得到抗菌改性助剂。
所述防紫外线改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将25份不饱和聚酯树脂、6份聚苯硫醚和8份丙烯酸丁酯混合均匀，升温至110℃，保温40min，接着加入3份纳米氧化锌、4份纳米二氧化钛、2份硝酸锌、5份凹凸棒石黏土、2份无机硅藻土、6份十二烷基苯磺酸钠、2份二月桂酸二丁基锡、4份聚磷酸铵、3份丙烯酰胺、5份过硫酸铵、8份水、8份n,n-亚甲基双丙烯酰胺、3份丙三醇二乙酸酯和4份硅烷偶联剂kh-550混合均匀，继续升温至150℃，保温40min，接着于1500r/min转速搅拌3h，接着于80℃干燥4h，接着粉碎成20目的粉末颗粒。
本发明还提出一种防紫外线抗菌粉末染料的制备方法，包括以下步骤：
s1：将矿物染色原料、山梨醇、油酸和二磷酸钾混合均匀，于2500r/min转速搅拌10min，冷却至室温得到基料；
s2：将酚醛树脂升温至130℃，保温20min，接着加入抗菌改性助剂、防紫外线改性助剂、混合脂肪醇硫酸钠和着色粉剂混合均匀，于1050r/min转速搅拌1h，然后继续升温至90℃，保温5min，接着加入α-氰基丙烯酸酯胶黏剂混合均匀，于3500r/min转速搅拌5min，冷却至室温得到改性料；
s3：将s1得到的基料升温至130℃，保温20min，然后加入s2得到的改性料，降温至80℃，保温1h，于850r/min转速搅拌1h，挤出后拉伸后得到防紫外线抗菌粉末染料。
对比例1
采用中国专利申请文献“一种抗菌防紫外线面料的制备方法(申请号：202010252427.6)”中具体实施例所述的方法制备抗菌防紫外线面料。
对本发明实施例1-3以及对比例1中的防紫外线抗菌粉末染料进行检测，性能比较如表1。
表1：
由上表可知：本发明的原料中添加的抗菌改性助剂以纳米氧化锌、碳酸氢铵、冰醋酸、聚乙二醇、硝酸银、碳酸氢铵和3,4-二羟基苯甲醛为原料，利用纳米氧化锌、冰醋酸、硝酸银和碳酸氢铵等作为杀菌主料，运用到防紫外线抗菌粉末染料中可以赋予防紫外线抗菌粉末染料的抗菌性能，在阳光下尤其是紫外线照射下，纳米氧化锌的价带电子计划跃迁到导带，形成光生电子-空穴对，光生电子-空穴对可以与细胞内组分反应而导致细胞死亡，从而起到很好的抗菌作用。
其中，防紫外线改性助剂以不饱和聚酯树脂为基础树脂，纳米氧化锌、纳米二氧化钛、硝酸锌、凹凸棒石黏土和无机硅藻土作为防紫外线补强填料体系，利用了该防紫外线补强填料体系中大量的锌元素以及钛元素，使得太阳光紫外线在照射到粉末染料时，锌元素以及钛元素对紫外线的吸收作用，大大提高了粉末染料的抗紫外线性能，延长粉末染料的使用寿命，进一步提高了面料的抗紫外线性能，且在硅烷偶联剂kh-550对防紫外线补强填料体系的表面羟基进行接枝改性，实现了防紫外线补强填料体系与基础树脂的结合，得到的防紫外线改性助剂运用到本发明的粉末染料的制备中，有效提高粉末染料的耐紫外线性能，进一步提高了面料的抗紫外线性能。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。