一种可抑菌除臭的复合面料及其制备方法与流程

本发明涉及面料，具体涉及一种可抑菌除臭的复合面料及其制备方法。

背景技术：

1、随着人们物质生活水平的不断提高，传统以使用为主要目的的服装面料产品已经逐渐无法满足市场需求，人们越来越注重穿着的健康和舒适度，另外，在医疗等具有特殊卫生条件要求的行业，为了避免细菌传播造成较差感染，医疗人员使用的面料和衣物等需要保持无菌状态，因此具有抑菌、除臭等作用的面料逐渐问世。

2、腈纶纤维与羊毛类似，具有柔软、蓬松、易染色等多重优点，因此以腈纶纤维制作而成的各类衣料和室内用品应用极为广泛，但是腈纶纤维抗菌性能、耐热性和透气性也较差，在较为炎热的夏天，这类纤维制备而成的衣物难以将身体的汗渍散发出去，导致衣物会长期处于较为潮湿的条件中，不仅容易自身细菌，还会由于汗渍无法及时散发产生汗臭味，严重影响生活质量，而且现在衣物常使用烘干机进行烘干，烘干机中温度较高，会造成衣物卷曲、变形等现象，因此，对腈纶纤维进行适当改进，提高其良好的透气、抗菌和耐热等功能性，对其进一步的发展具有重要意义。

3、申请号为cn201610741053.8的中国发明专利公开了一种抗静电抗菌腈纶纤维及其制备方法，通过将基料聚丙烯腈干粉与抗静电剂、抗菌剂、致孔剂、协同剂等混合后，加热形成纺丝溶液，再将纺丝溶液在空气中通过熔喷纺丝纺制成腈纶纤维，经行水洗烘干后，最终得到具有抗静电抗菌双重功能的腈纶纤维，但是无机抗菌剂等助剂与基料的界面亲和性差，物理混合的方式很容易使彼此之间发生相分离，进而失去抗菌效果。

4、基于此，本发明提供了一种复合面料，可解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可抑菌除臭的复合面料及其制备方法，通过将抗菌剂、助剂等以化学键连接的方式存在于腈纶纤维中，解决了腈纶纤维面料透气性、耐热性和抗菌性能差的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种可抑菌除臭的复合面料，包括以下重量份的原料：有机硅-丙烯腈共聚物60-80份、官能化多孔二氧化硅1-2份、烯基化纳米纤维素4-8份、引发剂0.5-2份；

4、所述有机硅-丙烯腈共聚物的制备方法包括以下步骤：

5、将有机硅抗菌剂、丙烯酸甲酯、丙烯腈和乙醇混合，搅匀后，通入氮气除氧，升高体系温度至60-70℃，向体系中加入过硫酸铵和亚硫酸氢钠，搅拌2-6h后，抽滤，取固体物料，经洗涤和真空干燥，获得有机硅-丙烯腈共聚物；

6、所述有机硅抗菌剂、丙烯酸甲酯、丙烯腈、过硫酸铵和亚硫酸氢钠的质量比为1-2:0.4-1:10:0.1-0.3:0.05-0.015。

7、通过上述技术方案，以过硫酸铵和亚硫酸氢钠组成的氧化还原体系，引发有机硅抗菌剂、丙烯酸甲酯、丙烯腈单体进行自由基聚合，获得有机硅-丙烯腈共聚物。

8、进一步地，所述引发剂为过氧化苯甲酰或者过氧化二异丙苯中的任意一种。

9、进一步地，所述有机硅抗菌剂的制备方法包括以下步骤：

10、步骤一：将羟基封端多乙烯基硅油、3-氯丙基异氰酸酯和甲苯混合，搅拌均匀后，加入二月桂酸二丁基锡搅匀，升高体系温度至65-75℃，搅拌4-8h后，减压蒸馏除去溶剂，出料，获得卤代多乙烯基硅油；

11、步骤二：将卤代多乙烯基硅油、叔胺分子和甲苯混合，搅拌均匀后，将体系置于80-90℃的温度环境下，搅拌6-12h，待反应结束，减压蒸馏除去溶剂，获得有机硅抗菌剂。

12、进一步地，步骤一中，所述羟基封端多乙烯基硅油的羟基含量为5.5-6.5％，乙烯基含量为5.5-6.5％，常温粘度≤33mm2/s。

13、进一步地，步骤二中，所述叔胺分子为n,n-二甲基正辛胺、n,n-二甲基十二烷基胺或者十六烷基二甲基叔胺中的任意一种。

14、通过上述技术方案，在二月桂酸二丁基锡的催化作用下，羟基封端多乙烯基硅油的端羟基可以与3-氯丙基异氰酸酯发生氨酯化反应，形成卤素封端的卤代多乙烯基硅油，其结构中的卤素原子可以与叔胺分子结构中的叔胺基团发生季铵化反应，获得季铵盐封端，且结构中含有多乙烯基的有机硅抗菌剂。

15、进一步地，所述官能化多孔二氧化硅的制备方法包括以下步骤：

16、第一步：将十六烷基三甲基溴化铵和氟化铵溶于纯水中，升高体系温度至70-80℃，滴加硅酸四乙酯，持续搅拌1-2h后，离心分离固体样品，经洗涤和真空干燥过程，获得多孔二氧化硅；

17、第二步：将多孔二氧化硅超声分散在四氢呋喃中，形成均匀分散液后，向体系中加入二烯丙基氨基甲酰氯和缚酸剂混匀，室温搅拌8-12h后，离心分离出固体物料，经洗涤和真空干燥，获得官能化多孔二氧化硅。

18、进一步地，第一步中，所述多孔二氧化硅的粒径≤500nm。

19、进一步地，第二步中，所述缚酸剂为三乙胺。

20、通过上述技术方案，以十六烷基三甲基溴化铵为模板，硅酸四乙酯为硅源，氟化铵为致孔剂，通过热水解法获得纳米级多孔二氧化硅，由于纳米级二氧化硅表面含有活性羟基，在三乙胺的作用下，可以与二烯丙基氨基甲酰氯结构中的酰氯基团发生酯化缩合，从而在多孔二氧化硅表面引入了大量的不饱和烯基官能团，获得官能团化多孔二氧化硅。

21、进一步地，所述烯基化纳米纤维素的制备方法具体为：

22、将纳米纤维素分散于二甲基亚砜中，搅匀后，通氮气保护，升高体系温度至45-50℃，加入n,n-羰基二咪唑，搅拌4-8h后，继续加入4-氯-1-丁烯，继续搅拌6-12h，待反应结束，离心分离出固体物料，洗涤、真空干燥，获得烯基化纳米纤维素。

23、通过上述技术方案，使用n,n-羰基二咪唑对纳米纤维素结构中的羟基进行活化，再与4-氯-1-丁烯进行反应，从而将不饱和烯基官能团引入纳米纤维素结构中，获得烯基化纳米纤维素。

24、一种可抑菌除臭的复合面料的制备方法，包括以下步骤：

25、步骤s1：将重量份的有机硅-丙烯腈共聚物、官能化多孔二氧化硅、烯基化纳米纤维素和引发剂倒入混料机中混合，获得预混料；

26、步骤s2：将预混料转移至双螺杆挤出机中，设置挤出温度为150-180℃，进行挤出造粒，获得母粒后进行切片，再将其输送至熔融纺丝机中，设置纺丝温度为180-200℃，喷丝压力为30-40mpa，泵供量为40-50g/mi n，进行喷丝，再经冷却、上油、绕卷操作，获得纤维初料；

27、步骤s3：将纤维初料置于沸水中，浸泡20-30mi n后取出，烘干，再通过粗纱、细纱、络筒、蒸纱和高速并线工艺，获得纤维纱线，使用大圆机纺织机编织面料，再经热定型、压光工艺，获得复合面料。

28、通过上述技术方案，在引发剂和高温作用下，有机硅-丙烯腈共聚物、官能化多孔二氧化硅和烯基化纳米纤维素可熔融接枝，将二氧化硅和纳米纤维素以化学键的形式引入了腈纶纤维基料中，再通过纺丝、冷却、上油、绕卷操作，获得纤维初料，初料经水煮、粗纱、细纱、络筒、蒸纱和高速并线工艺，获得纤维纱线，再通过纺织操作，获得复合面料。

29、本发明的有益效果：

30、(1)本发明通过制备季铵盐封端，且结构中含有多乙烯基的有机硅抗菌剂，再通过自由基接枝聚合的方式，将其引入聚丙烯腈纤维基料中，这种化学接枝的方式，可以使有机硅抗菌剂稳定存在于聚丙烯腈纤维中，能够避免抗菌剂在面料多次水洗过程中脱落，通过有机硅抗菌剂中的季铵盐抗菌基团，实现腈纶纤维复合面料的长效抗菌效果，而且有机硅抗菌剂具有较高的热稳定性，能够在后续高温熔融纺丝过程中保持活性。此外，有机硅抗菌剂中含有硅氧键，还可有效提高腈纶纤维面料的耐热性，避免在烘干过程中发生变形等现象。

31、(2)本发明通过制备官能团化多孔二氧化硅和烯基化纳米纤维素，并与腈纶纤维基料有机硅-丙烯腈共聚物进行熔融接枝聚合，将多孔二氧化硅和纳米纤维素以共价键的形式，与腈纶纤维基料复合，纳米纤维素可作为交联剂，实现腈纶纤维基料有机硅-丙烯腈共聚物的交联聚合，有利于增强腈纶纤维面料的力学性能。多孔二氧化硅的孔隙结构有利于提高腈纶纤维面料的透气性，而且孔隙结构可以对臭味进行吸附，再通过二氧化硅的光催化效果分解具有臭味的物质，实现吸附-降解的除臭模式，达到有效除臭的效果。

32、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。