本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种抗菌涤纶纤维及其制备方法。
背景技术：
功能纤维的发展是现代纤维科学进步的象征。功能纤维、差别化纤维和高性能纤维的发展为传统纺织工业的技术创新，向高科技产业的转化创造了有利条件，为人类生活水平的提高做出了贡献。功能纤维是指除一般纤维所具有的物理机械性能以外，还具有某种特殊功能的新型纤维，比如说：纤维具有卫生保健功能(抗菌、杀螨、理疗及除异味等)；防护功能(防辐射、抗静电、抗紫外线等)；热湿舒适功能(吸热、放热、吸湿、放湿等)；医疗和环保功能(生物相容性和生物降解性)等等。随着人们生活水平的提高，功能纤维的需求日益高涨，抗菌性功能纤维是一重大种类。
纤维能附着很多微生物，如果温湿度适宜，这些微生物就会迅速繁殖，对人体产生种种危害。随着人类健康意识的逐步提高，纺织品的抗菌性也越来越受到人们的关注。具有抗菌作用的纤维及纺织品也成为越来越被人们关注的焦点。抗菌纤维属于功能纤维，功能纤维现在常见的生产方法是物理改性方法，即在纤维成型的不同阶段共混加入抗菌功能物质，例如可以在纺丝原料聚合时加入；也可以在纺丝挤出时共混加入；对于湿法纺丝还可以将功能材料加入到纺丝原液中。物理改性因其操作方便，技术难度低，适用性广，目前已经成为功能纤维制造的最主要方法。
涤纶是合成纤维中的一个重要品种，是我国聚酯纤维的商品名称，具有结实耐用、弹性好、不易变形、耐腐蚀、绝缘、挺括、易洗快干等特点。涤纶是世界产量最大，应用最广泛的合成纤维品种，涤纶占世界合成纤维产量的60％以上。
在熔融纺丝过程中向纤维中嵌入银纳米粒子是较简单的抗菌纤维工业生产方法，但pet的极性低，未经过表面改性的银纳米粒子与pet的相容性差，易团聚，影响了其在聚酯材料中抗菌率和抗菌持久性的发挥。如公开号为cn1789502a的中国发明公开了一种纳米复合抗菌涤纶poy共混高速纺丝法，该发明采用20-60纳米载银、锌、硅基氧化物复合抗菌粉体制作涤纶母粒，再将母粒以3-7％的添加量添加到纺丝涤纶树脂中进行熔融纺丝，制得抗菌涤纶纤维，该方法的缺点是抗菌粉体在涤纶树脂中很难达到良好的分散，分散不匀的粉体材料在纺丝的时候会增加纺丝压力，堵塞喷丝板，影响纤维的可纺性，而抗菌剂的不均匀分散还会进一步影响到纤维的抗菌性能。又如公开号为cn101629334a的中国发明公开了一种抗紫外、抗菌、导湿型涤纶纤维及其生产方法和应用，主要方法是采用磷酸锆载银粉体制作涤纶抗菌母粒，该方法缺点同样是抗菌粉体难以在涤纶纤维中均匀分散，易造成可纺性变差和纤维抗菌性能没有保障。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种纳米银抗菌剂分散均匀、抗菌效果持久、同时能提高纤维加工和纺织性能的抗菌涤纶纤维及其制备方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种抗菌涤纶纤维，由以下原料组成：pet聚酯切片(纤维级)80-100kg、改性纳米银抗菌剂0.01-0.02kg、抗氧化剂1-3kg、分散剂1-5kg、润滑剂0.1-2kg、活性添加剂0.01-0.015kg。
所述改性纳米银抗菌剂的制备方法为：将纳米银在超声波作用下于去离子水中洗涤，经过滤、烘干后去除其表面杂质；将预处理后的纳米银和多羟基化合物混合放置于球磨机中球磨处理0.5-2h，然后加入天然植物油脂和无水乙醇，接着用醋酸调节溶液的ph为5-6，继续球磨0.5-2h，过滤，即得到改性纳米银。
所述纳米银、多羟基化合物、天然植物油脂、无水乙醇的质量比为10-20：10-20：1-5：15-30。
所述的多羟基化合物选自丙三醇、三羟甲基己烷、三羟甲基丙烷中的一种。
所述天然植物油脂选自蓖麻油、菜子油、米糠油中的一种，天然植物油脂具有较高的反应活性，分子内也具有很多活泼的官能团，能够促进多羟基化合物跟纳米银的结合。
纳米银就是将粒径做到纳米级的金属银单质，粒径大多在25纳米左右。纳米银作为抗菌剂使用时最大的问题就是易团聚且容易从纤维中脱落，不能在基体中均匀分散，直接导致增加了纺丝困难并造成抗菌性能下降或丧失。通过多羟基化合物对纳米银抗菌剂的改性处理，可使纳米银抗菌剂在pet基体中分散均匀，提高了可纺性和纤维抗菌性能。
所述抗氧化剂选自抗氧化剂1010或168中的一种。
所述润滑剂选用润滑剂taf或季戊四醇硬脂酸酯中的一种。
所述分散剂为聚乙二醇400。
所述活性添加剂的制备方法为：将羟甲基纤维素加入到去离子水中，升温至50-60℃搅拌10-30min，然后加入水杨酸和钛酸四乙酯，加热至回流状态，保温搅拌0.5-3h，然后加入环氧大豆油和石蜡油，继续搅拌10-30min，趁热过滤，所得沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入真空烘干箱中，干燥至恒重，即得到活性添加剂。
所述羟甲基纤维素、水杨酸、钛酸四乙酯、环氧大豆油、石蜡油的质量比为10-15：10-15：0.1-0.2：1-3：1-2。
抗菌涤纶纤维的制备方法为：
(1)烘干pet聚酯切片，干燥温度为150℃-170℃，干燥时间为4-5小时，至含水量≤60ppm，备用；
(2)将聚酯切片、改性纳米银抗菌剂、抗氧化剂、分散剂、润滑剂、活性添加剂混合搅拌均匀，投入高速混合机中，然后采用熔融纺丝法进行纺丝，熔融纺丝温度280-295℃，侧吹风冷却风温28-30℃，侧吹风风速为0.3-0.5m/s，卷绕纺丝速度3000-3200m/min，牵伸倍率3.5-4.5，得到抗菌涤纶纤维。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用多羟基化合物对纳米银进行改性处理，使得纳米银表面被羟基所包围，从而自身不易发生聚集；同时因为羟基的存在可以，可以提高纳米银在涤纶纤维中的溶解、分散性，使其具有较好的抗菌效果；
(2)本发明所制备的活性添加剂具备粘结性能和较多的活性基团，通过纳米银表面的羟基，使得纳米银与涤纶纤维通过氢键相联，提高纳米银在涤纶纤维上的附着性，进而提高纤维的抗菌持久性；
(3)本发明方法生产的抗菌涤纶纤维织物对皮肤无刺激性，适合工业化生产。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
抗菌涤纶纤维的制备：
(1)烘干pet聚酯切片，干燥温度为150℃-170℃，干燥时间为4-5小时，至含水量≤60ppm，备用；
(2)将90kg聚酯切片、0.015kg改性纳米银抗菌剂、1kg抗氧化剂1010、4kg聚乙二醇400、0.5kg润滑剂taf、0.01kg活性添加剂混合搅拌均匀，投入高速混合机中，然后采用熔融纺丝法进行纺丝，熔融纺丝温度280℃，侧吹风冷却风温28℃，侧吹风风速为0.3m/s，卷绕纺丝速度3000m/min，牵伸倍率3.5，得到抗菌涤纶纤维。
改性纳米银抗菌剂的制备：将15g纳米银在超声波作用下于去离子水中洗涤，经过滤、烘干后去除其表面杂质；将预处理后的纳米银和15g丙三醇混合放置于球磨机中球磨处理2h，然后加入4g蓖麻油和20g无水乙醇，接着用醋酸调节溶液的ph为5-6，继续球磨1h，过滤，即得到改性纳米银抗菌剂。
活性添加剂的制备：将10g羟甲基纤维素加入到去离子水中，升温至50℃搅拌20min，然后加入10g水杨酸和0.1g钛酸四乙酯，加热至回流状态，保温搅拌2h，然后加入2g环氧大豆油和1g石蜡油，继续搅拌20min，趁热过滤，所得沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入真空烘干箱中，干燥至恒重，即得到活性添加剂。
实施例2
抗菌涤纶纤维的制备：
(1)烘干pet聚酯切片，干燥温度为150℃-170℃，干燥时间为4-5小时，至含水量≤60ppm，备用；
(2)将95kg聚酯切片、0.02kg改性纳米银抗菌剂、1kg抗氧化剂1010、4kg聚乙二醇400、0.5kg润滑剂taf、0.015kg活性添加剂混合搅拌均匀，投入高速混合机中，然后采用熔融纺丝法进行纺丝，熔融纺丝温度290℃，侧吹风冷却风温30℃，侧吹风风速为0.5m/s，卷绕纺丝速度3100m/min，牵伸倍率4.0，得到抗菌涤纶纤维。
改性纳米银抗菌剂的制备：将20g纳米银在超声波作用下于去离子水中洗涤，经过滤、烘干后去除其表面杂质；将预处理后的纳米银和20g丙三醇混合放置于球磨机中球磨处理2h，然后加入4g蓖麻油和20g无水乙醇，接着用醋酸调节溶液的ph为5-6，继续球磨1h，过滤，即得到改性纳米银抗菌剂。
活性添加剂的制备：将15g羟甲基纤维素加入到去离子水中，升温至50℃搅拌20min，然后加入15g水杨酸和0.1g钛酸四乙酯，加热至回流状态，保温搅拌2h，然后加入2g环氧大豆油和1g石蜡油，继续搅拌20min，趁热过滤，所得沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入真空烘干箱中，干燥至恒重，即得到活性添加剂。
对照例1
抗菌涤纶纤维的制备：
(1)烘干pet聚酯切片，干燥温度为150℃-170℃，干燥时间为4-5小时，至含水量≤60ppm，备用；
(2)将90kg聚酯切片、0.015kg改性纳米银抗菌剂、1kg抗氧化剂1010、4kg聚乙二醇400、0.5kg润滑剂taf、0.01kg活性添加剂混合搅拌均匀，投入高速混合机中，然后采用熔融纺丝法进行纺丝，熔融纺丝温度280℃，侧吹风冷却风温28℃，侧吹风风速为0.3m/s，卷绕纺丝速度3000m/min，牵伸倍率3.5，得到抗菌涤纶纤维。
改性纳米银抗菌剂的制备：将15g纳米银在超声波作用下于去离子水中洗涤，经过滤、烘干后去除其表面杂质；将预处理后的纳米银和15g丙三醇混合放置于球磨机中球磨处理2h，然后加入20g无水乙醇，接着用醋酸调节溶液的ph为5-6，继续球磨1h，过滤，即得到改性纳米银抗菌剂。
活性添加剂的制备：将10g羟甲基纤维素加入到去离子水中，升温至50℃搅拌20min，然后加入10g水杨酸和0.1g钛酸四乙酯，加热至回流状态，保温搅拌2h，然后加入2g环氧大豆油和1g石蜡油，继续搅拌20min，趁热过滤，所得沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入真空烘干箱中，干燥至恒重，即得到活性添加剂。
对照例2
抗菌涤纶纤维的制备：
(1)烘干pet聚酯切片，干燥温度为150℃-170℃，干燥时间为4-5小时，至含水量≤60ppm，备用；
(2)将90kg聚酯切片、0.015kg纳米银抗菌剂、1kg抗氧化剂1010、4kg聚乙二醇400、0.5kg润滑剂taf、0.01kg活性添加剂混合搅拌均匀，投入高速混合机中，然后采用熔融纺丝法进行纺丝，熔融纺丝温度280℃，侧吹风冷却风温28℃，侧吹风风速为0.3m/s，卷绕纺丝速度3000m/min，牵伸倍率3.5，得到抗菌涤纶纤维。
活性添加剂的制备：将10g羟甲基纤维素加入到去离子水中，升温至50℃搅拌20min，然后加入10g水杨酸和0.1g钛酸四乙酯，加热至回流状态，保温搅拌2h，然后加入2g环氧大豆油和1g石蜡油，继续搅拌20min，趁热过滤，所得沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入真空烘干箱中，干燥至恒重，即得到活性添加剂。
对照例3
抗菌涤纶纤维的制备：
(1)烘干pet聚酯切片，干燥温度为150℃-170℃，干燥时间为4-5小时，至含水量≤60ppm，备用；
(2)将90kg聚酯切片、0.015kg改性纳米银抗菌剂、1kg抗氧化剂1010、4kg聚乙二醇400、0.5kg润滑剂taf、0.01kg活性添加剂混合搅拌均匀，投入高速混合机中，然后采用熔融纺丝法进行纺丝，熔融纺丝温度280℃，侧吹风冷却风温28℃，侧吹风风速为0.3m/s，卷绕纺丝速度3000m/min，牵伸倍率3.5，得到抗菌涤纶纤维。
改性纳米银抗菌剂的制备：将15g纳米银在超声波作用下于去离子水中洗涤，经过滤、烘干后去除其表面杂质；将预处理后的纳米银和15g丙三醇混合放置于球磨机中球磨处理2h，然后加入4g蓖麻油和20g无水乙醇，接着用醋酸调节溶液的ph为5-6，继续球磨1h，过滤，即得到改性纳米银抗菌剂。
活性添加剂的制备：将10g羟甲基纤维素加入到去离子水中，升温至50℃搅拌20min，然后加入10g水杨酸和0.1g钛酸四乙酯，加热至回流状态，保温搅拌2h，继续搅拌20min，趁热过滤，所得沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入真空烘干箱中，干燥至恒重，即得到活性添加剂。
对照例4
抗菌涤纶纤维的制备：
(1)烘干pet聚酯切片，干燥温度为150℃-170℃，干燥时间为4-5小时，至含水量≤60ppm，备用；
(2)将90kg聚酯切片、0.015kg改性纳米银抗菌剂、1kg抗氧化剂1010、4kg聚乙二醇400、0.5kg润滑剂taf混合搅拌均匀，投入高速混合机中，然后采用熔融纺丝法进行纺丝，熔融纺丝温度280℃，侧吹风冷却风温28℃，侧吹风风速为0.3m/s，卷绕纺丝速度3000m/min，牵伸倍率3.5，得到抗菌涤纶纤维。
改性纳米银抗菌剂的制备：将15g纳米银在超声波作用下于去离子水中洗涤，经过滤、烘干后去除其表面杂质；将预处理后的纳米银和15g丙三醇混合放置于球磨机中球磨处理2h，然后加入4g蓖麻油和20g无水乙醇，接着用醋酸调节溶液的ph为5-6，继续球磨1h，过滤，即得到改性纳米银抗菌剂。
实施例3
以实施例1为基础，设置不添加蓖麻油的对照例1、不对纳米银进行改性的对照例2、不添加环氧大豆油和石蜡油的对照例3、不添加活性添加剂的对照例4。
利用实施例1-2、对照例1-4进行抗菌涤纶纤维的制备，并对纤维的抗菌性能进行检测，结果如表1所示。
表1涤纶纤维的抗菌性能
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。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。