抗静电、抗菌纳米复合功能粉体制备工艺的制作方法

本发明涉及复合材料生产技术领域，尤其涉及抗静电、抗菌纳米复合功能粉体制备工艺。

背景技术：

随着科学技术的不断发展，人类自我防护意识的不断加强，人们已清楚认识到皮肤是人体的一个薄弱环节，它容易受到各种外界因素的伤害，也易成为各种有害因素的侵入人体的通道，因此是一道必须注意的防线。近年来皮肤病发病率递增，研究结果表明，更多的有害细菌及病毒是通过接触式接触到人体的皮肤，人体皮肤携带细菌和病毒后可以感染到自己甚至是周边的人，从而引起疾病的传播。

目前的市场上现拥有功能性的纺织面料大都是经过功能后整理制备而成，通过对纺织面料进行抗静电、抗菌涂层整理，但这种纺织品随着洗涤次数的增加，其抗静电、抗菌能力会减弱。如何制备具有高抗静电和抗菌效果且能够满足多次洗涤利用的布料十分具有发展意义。因此，本发明提出抗静电、抗菌纳米复合功能粉体制备工艺，以解决现有技术中的不足之处。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供抗静电、抗菌纳米复合功能粉体制备工艺，该制备工艺通过以纳米级镀银陶瓷粉体、纳米级氧化锆陶瓷粉体、纳米级氧化锌陶瓷粉体、甲壳素纤维、石墨烯纤维和氧化锌纤维来制备复合功能粉体，制备出的复合功能粉体具有抗静电、抗菌以及抗红外、抗紫外效果，复合功能粉体应用在纺织面料中可以让织物同样具备静电、抗菌以及抗红外、抗紫外功能。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：

抗静电、抗菌纳米复合功能粉体制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：选用粒径大小为30～60nm的纳米陶瓷粉体，并对纳米陶瓷粉体进行表面活化处理，得到活化纳米陶瓷粉体；

步骤二：对活化纳米陶瓷粉体进行表面改性，将活化纳米陶瓷粉体分散于无水乙醇中，充分浸润后得到陶瓷粉体分散液，再取无水乙醇和分散剂进行混合，混合后利用高速剪切进行搅拌，得到乳液，再将陶瓷粉体分散液和乳液进行混合搅拌、干燥处理，得到改性活化纳米陶瓷粉体；

步骤三：利用甲醛作为还原剂在室温及超声波条件下对改性活化纳米陶瓷粉体进行镀银处理，得到纳米级镀银陶瓷粉体；

步骤四：将甲壳素纤维、石墨烯纤维和氧化锌纤维浸泡在偶联剂分散液中，生成抗菌材料，再经过烘干和研磨处理，制成粒径均匀的复合型抗菌材料粉体；

步骤五：将纳米级镀银陶瓷粉体、纳米级氧化锆陶瓷粉体、纳米级氧化锌陶瓷粉体、复合型抗菌材料粉体与含羟基的小分子多聚体混合，干燥后得到抗静电、抗菌纳米复合功能粉体。

进一步改进在于：所述步骤一中的表面活化处理包括对纳米陶瓷粉体进行表面粗化，让纳米陶瓷粉体表面形成无数的微孔、凹槽，使得纳米陶瓷粉体表面从憎水面变为亲水体，然后将粗化后纳米陶瓷粉体敏化液中，在纳米陶瓷粉体表面吸附一层二价锡化合物，再经过水解反应，完成敏化处理，最后将敏化处理的纳米陶瓷粉体浸入到活化液中被活化。

进一步改进在于：所述步骤二中活化纳米陶瓷粉体为粒径大小为30～60nm,活化纳米陶瓷粉体分散于无水乙醇中时，活化纳米陶瓷粉体与无水乙醇的质量比为1:1～3，取无水乙醇和分散剂进行混合时，无水乙醇和分散剂的2～3:1。

进一步改进在于：所述步骤二中陶瓷粉体分散液和乳液进行混合时，混合搅拌时间为30～50min，干燥处理温度120～200℃，干燥时间为4～6h。

进一步改进在于：所述步骤四中偶联剂分散液由硅烷偶联剂与无水甲醇按照质量比1:10混合而成，所述硅烷偶联剂的质量份数为甲壳素纤维、石墨烯纤维和氧化锌纤维总质量份数的0.5wt％。

进一步改进在于：所述步骤四中甲壳素纤维、石墨烯纤维和氧化锌纤维在偶联剂分散液中的浸泡时间为10～15min,浸泡过程中还要进行搅拌处理，搅拌速度控制为50～70r/min。

进一步改进在于：所述步骤四中烘干温度控制为60～80℃，研磨处理时控制复合型抗菌材料粉体的粒径大小为50～100nm。

进一步改进在于：所述步骤五中含羟基的小分子多聚体为乙二醇多聚体、丙二醇多聚体、丁二醇多聚体中的任意一种或几种混合，所述羟基的小分子多聚体分子量在200～2000，所述含羟基的多聚体占混合粉体的质量比的4～10％。

本发明的有益效果为：本发明通过以纳米级镀银陶瓷粉体、纳米级氧化锆陶瓷粉体、纳米级氧化锌陶瓷粉体、甲壳素纤维、石墨烯纤维和氧化锌纤维来制备复合功能粉体，制备出的复合功能粉体具有抗静电、抗菌以及抗红外、抗紫外效果，复合功能粉体应用在纺织面料中可以让织物同样具备静电、抗菌以及抗红外、抗紫外功能，通过在超声波条件下对改性活化纳米陶瓷粉体进行镀银处理，可以提高粉体很好的分散,改性活化纳米陶瓷粉体的镀银均匀性和覆盖性优良，通过以含羟基的小分子多聚体包覆纳米级镀银陶瓷粉体、纳米级氧化锆陶瓷粉体、纳米级氧化锌陶瓷粉体和复合型抗菌材料粉体，可以保证制备出的复合功能粉体应用在纺织品中时不会随着纺织品洗涤次数的增加而抗静电、抗菌能力下降。

附图说明

图1为本发明制备工艺流程示意图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例一

根据图1所示，本实施例提出抗静电、抗菌纳米复合功能粉体制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：选用粒径大小为30nm的纳米陶瓷粉体，并对纳米陶瓷粉体进行表面活化处理，具体为：对纳米陶瓷粉体进行表面粗化，让纳米陶瓷粉体表面形成无数的微孔、凹槽，使得纳米陶瓷粉体表面从憎水面变为亲水体，然后将粗化后纳米陶瓷粉体敏化液(如sncl2)中，在纳米陶瓷粉体表面吸附一层二价锡化合物，再经过水解反应，完成敏化处理，最后将敏化处理的纳米陶瓷粉体浸入到活化液(如氯化钯)中被活化，得到活化纳米陶瓷粉体；

步骤二：对活化纳米陶瓷粉体进行表面改性，将活化纳米陶瓷粉体分散于无水乙醇中，活化纳米陶瓷粉体与无水乙醇的质量比为1:1，充分浸润后得到陶瓷粉体分散液，再取无水乙醇和分散剂进行混合，无水乙醇和分散剂的2:1，混合后利用高速剪切进行搅拌，得到乳液，再将陶瓷粉体分散液和乳液进行混合搅拌、干燥处理，混合搅拌时间为40min，干燥处理温度170℃，干燥时间为5h，得到改性活化纳米陶瓷粉体；

步骤三：利用甲醛作为还原剂在室温及超声波条件下对改性活化纳米陶瓷粉体进行镀银处理，得到纳米级镀银陶瓷粉体；

步骤四：将甲壳素纤维、石墨烯纤维和氧化锌纤维浸泡在偶联剂分散液中，生成抗菌材料，再经过烘干和研磨处理，制成粒径均匀的复合型抗菌材料粉体，其中，甲壳素纤维、石墨烯纤维和氧化锌纤维在偶联剂分散液中的浸泡时间为10min,浸泡过程中还要进行搅拌处理，搅拌速度控制为60r/min，偶联剂分散液由硅烷偶联剂与无水甲醇按照质量比1:10混合而成，所述硅烷偶联剂的质量份数为甲壳素纤维、石墨烯纤维和氧化锌纤维总质量份数的0.5wt％，烘干温度控制为70℃，研磨处理时控制复合型抗菌材料粉体的粒径大小为80nm；

步骤五：将纳米级镀银陶瓷粉体、纳米级氧化锆陶瓷粉体、纳米级氧化锌陶瓷粉体、复合型抗菌材料粉体与丙二醇多聚体混合，干燥后得到抗静电、抗菌纳米复合功能粉体，其中，丙二醇多聚体的分子量在1800，丙二醇多聚体占混合粉体的质量比的7％。

实施例二

根据图1所示，本实施例提出抗静电、抗菌纳米复合功能粉体制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：选用粒径大小为45nm的纳米陶瓷粉体，并对纳米陶瓷粉体进行表面活化处理，具体为：对纳米陶瓷粉体进行表面粗化，让纳米陶瓷粉体表面形成无数的微孔、凹槽，使得纳米陶瓷粉体表面从憎水面变为亲水体，然后将粗化后纳米陶瓷粉体敏化液(如sncl2)中，在纳米陶瓷粉体表面吸附一层二价锡化合物，再经过水解反应，完成敏化处理，最后将敏化处理的纳米陶瓷粉体浸入到活化液(如氯化钯)中被活化，得到活化纳米陶瓷粉体；

步骤二：对活化纳米陶瓷粉体进行表面改性，将活化纳米陶瓷粉体分散于无水乙醇中，活化纳米陶瓷粉体与无水乙醇的质量比为1:2，充分浸润后得到陶瓷粉体分散液，再取无水乙醇和分散剂进行混合，无水乙醇和分散剂的2.5:1，混合后利用高速剪切进行搅拌，得到乳液，再将陶瓷粉体分散液和乳液进行混合搅拌、干燥处理，混合搅拌时间为40min，干燥处理温度170℃，干燥时间为5h，得到改性活化纳米陶瓷粉体；

步骤三：利用甲醛作为还原剂在室温及超声波条件下对改性活化纳米陶瓷粉体进行镀银处理，得到纳米级镀银陶瓷粉体；

步骤四：将甲壳素纤维、石墨烯纤维和氧化锌纤维浸泡在偶联剂分散液中，生成抗菌材料，再经过烘干和研磨处理，制成粒径均匀的复合型抗菌材料粉体，其中，甲壳素纤维、石墨烯纤维和氧化锌纤维在偶联剂分散液中的浸泡时间为13min,浸泡过程中还要进行搅拌处理，搅拌速度控制为60r/min，偶联剂分散液由硅烷偶联剂与无水甲醇按照质量比1:10混合而成，所述硅烷偶联剂的质量份数为甲壳素纤维、石墨烯纤维和氧化锌纤维总质量份数的0.5wt％，烘干温度控制为70℃，研磨处理时控制复合型抗菌材料粉体的粒径大小为80nm；

步骤五：将纳米级镀银陶瓷粉体、纳米级氧化锆陶瓷粉体、纳米级氧化锌陶瓷粉体、复合型抗菌材料粉体与丙二醇多聚体混合，干燥后得到抗静电、抗菌纳米复合功能粉体，其中，丙二醇多聚体的分子量在1800，丙二醇多聚体占混合粉体的质量比的7％。

实施例三

根据图1所示，本实施例提出抗静电、抗菌纳米复合功能粉体制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：选用粒径大小为60nm的纳米陶瓷粉体，并对纳米陶瓷粉体进行表面活化处理，具体为：对纳米陶瓷粉体进行表面粗化，让纳米陶瓷粉体表面形成无数的微孔、凹槽，使得纳米陶瓷粉体表面从憎水面变为亲水体，然后将粗化后纳米陶瓷粉体敏化液(如sncl2)中，在纳米陶瓷粉体表面吸附一层二价锡化合物，再经过水解反应，完成敏化处理，最后将敏化处理的纳米陶瓷粉体浸入到活化液(如氯化钯)中被活化，得到活化纳米陶瓷粉体；

步骤二：对活化纳米陶瓷粉体进行表面改性，将活化纳米陶瓷粉体分散于无水乙醇中，活化纳米陶瓷粉体与无水乙醇的质量比为1:3，充分浸润后得到陶瓷粉体分散液，再取无水乙醇和分散剂进行混合，无水乙醇和分散剂的3:1，混合后利用高速剪切进行搅拌，得到乳液，再将陶瓷粉体分散液和乳液进行混合搅拌、干燥处理，混合搅拌时间为40min，干燥处理温度170℃，干燥时间为5h，得到改性活化纳米陶瓷粉体；

步骤三：利用甲醛作为还原剂在室温及超声波条件下对改性活化纳米陶瓷粉体进行镀银处理，得到纳米级镀银陶瓷粉体；

步骤四：将甲壳素纤维、石墨烯纤维和氧化锌纤维浸泡在偶联剂分散液中，生成抗菌材料，再经过烘干和研磨处理，制成粒径均匀的复合型抗菌材料粉体，其中，甲壳素纤维、石墨烯纤维和氧化锌纤维在偶联剂分散液中的浸泡时间为15min,浸泡过程中还要进行搅拌处理，搅拌速度控制为60r/min，偶联剂分散液由硅烷偶联剂与无水甲醇按照质量比1:10混合而成，所述硅烷偶联剂的质量份数为甲壳素纤维、石墨烯纤维和氧化锌纤维总质量份数的0.5wt％，烘干温度控制为70℃，研磨处理时控制复合型抗菌材料粉体的粒径大小为80nm；

步骤五：将纳米级镀银陶瓷粉体、纳米级氧化锆陶瓷粉体、纳米级氧化锌陶瓷粉体、复合型抗菌材料粉体与丙二醇多聚体混合，干燥后得到抗静电、抗菌纳米复合功能粉体，其中，丙二醇多聚体的分子量在1800，丙二醇多聚体占混合粉体的质量比的7％。

本发明通过以纳米级镀银陶瓷粉体、纳米级氧化锆陶瓷粉体、纳米级氧化锌陶瓷粉体、甲壳素纤维、石墨烯纤维和氧化锌纤维来制备复合功能粉体，制备出的复合功能粉体具有抗静电、抗菌以及抗红外、抗紫外效果，复合功能粉体应用在纺织面料中可以让织物同样具备静电、抗菌以及抗红外、抗紫外功能，通过在超声波条件下对改性活化纳米陶瓷粉体进行镀银处理，可以提高粉体很好的分散,改性活化纳米陶瓷粉体的镀银均匀性和覆盖性优良，通过以含羟基的小分子多聚体包覆纳米级镀银陶瓷粉体、纳米级氧化锆陶瓷粉体、纳米级氧化锌陶瓷粉体和复合型抗菌材料粉体，可以保证制备出的复合功能粉体应用在纺织品中时不会随着纺织品洗涤次数的增加而抗静电、抗菌能力下降。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。