一种有机铜抗菌锦纶丝有机铜配合物制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种有机铜抗菌锦纶丝有机铜配合物制备方法，制造有机铜抗菌锦纶丝的方法包括以下步骤：将尿素、己内酰胺和乙酰胺按质量份数比为1∶(0.2-0.4)∶(0.2-0.4)混合制备配位离子液体；按质量份数比为1∶(1-2)∶(1-2)∶(2.5-2.9)取氯酸钠、高锰酸钾、过氧化钠和铜粉加入到质量份数比为3-3.5份的配位离子液体中制备有机铜配合物，将质量份数比为(80-86)∶(14-20)的有机铜配合物与PA6切片通过双螺杆挤出机制备纺丝熔体，并纺丝、冷却并卷绕成筒子。本发明，铜元素以离子态存在于纤维中，并与纤维分子形成化学螯合，不易脱落、抗菌等功能效果显著，有机铜添加量减少，纤维颜色较浅，有利于染色，在保健功能纺织品生产领域具有广阔的市场发展前景。
【专利说明】一种有机铜抗菌锦纶丝有机铜配合物制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及锦纶丝的加工处理方法，具体涉及一种有机铜抗菌锦纶丝有机铜配合物制备方法。
【背景技术】
[0002]在微生物被意识到之前，罗马帝国的公民们就发现利用铜管输送的水喝起来非常安全，而且铜器具和厨具还能够预防疾病的传播。在发现微生物的存在以及细菌会会引起疾病感染之后，科学家们开始意识到利用铜的抗菌性来预防疾病。如今，铜的抗菌性已经扩展到杀菌剂、杀虫剂、抗菌药物、口腔清洁用品以及卫生医疗器械和防腐剂等众多领域。
[0003]铜元素是一种营养素，与氨基酸、脂肪酸以及维生素等是人体维持正常新陈代谢过程所必须的，对于维持健康身体直到非常重要的作用，主要体现在:
[0004]可以协助血红蛋白和红细胞的形成，对血红蛋白的合成，髓鞘，人体黑色素和胶原蛋白有着显著的作用，有助于保护周围神经的髓鞘；
[0005]参与人体天然毛发色素的形成，是赋予皮肤，头发，眼睛黑色素着色的关键因素，可以在络氨酸酶的存在下产生黑素细胞，有助于防止头发花白；
[0006]积极参与结缔组织中弹性元素的生产,是年轻的肌肤和整个身体的肌肉弹性纤维的主要成分；
[0007]是一种强氧化剂，这些抗氧化酶、超氧化物歧化酶的存在能够保护细胞免受自由基，破坏或抑制细菌菌株的生长，有助于伤口愈合，在伤口愈合过程中具有重要的作用；
[0008]有助于肠道对铁的吸收，从主存储站点如肝脏中释放；有助于糖在体内的利用率；有助于骨的形成和维护。
[0009]对于新细胞的RNA的生成十分必要，没有铜元素，人体根本无法产生新的细胞；
[0010]适量的铜元素具有助于大脑功能的发挥。
[0011]然而，人体不能合成同铜，所以人类饮食必须定期提供一定量的铜元素以供人体吸收。为此，近年来利用铜元素制造的功能保健产品发展迅猛，特别是品种多样的抗菌功能纤维产品，如铜离子锦纶、硫化铜腈纶、铜离子维纶以及含铜涤纶等。
[0012]目前市面上流通的铜纤维大多采用无机铜生产，存在以下缺陷:
[0013](I)铜的添加量较大，制造成本高；
[0014](2)纤维成品颜色呈深绿色，不易染色；
[0015](3)分布在纤维表面上的无机铜可以对人体起到抗菌保健等功能，而分布在纤维中间的有机铜对人体的抗菌保健等功能作用较小；
[0016](4)纤维表面的无机铜只是镶嵌在纤维中，不是与纤维通过化学键相结合，在水洗和使用中容易脱落，从而降低保健功能。
【发明内容】
[0017]本发明所要解决的技术问题是无机铜生产抗菌锦纶丝制造成本高、不易染色以及容易脱落的问题。
[0018]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种一种用于制造有机铜抗菌锦纶丝的有机铜配合物制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0019]步骤AlO:制备配位离子液体；
[0020]将尿素、己内酰胺和乙酰胺按质量份数比为1: (0.2-0.4): (0.2-0.4)均匀混合，然后加温直至己内酰胺和尿素全部均匀熔融液化，得到所述配位离子液体；
[0021]步骤A20:制备有机铜配合物；
[0022]按质量份数比为1: (1-2): (1-2): (2.5-2.9)取氯酸钠、高锰酸钾、过氧化钠和铜粉得到第一组分，将所述第一组分加入到质量份数比为3-3.5份的所述配位离子液体中搅拌均匀，使铜粉完全氧化成一价离子和以上有机物形成配位离子，冷却后倒入纯水中得到所述有机铜配合物。
[0023]在上述有机铜配合物制备方法中，步骤10中，加热温度为100_120°C，并保温
0.5-1.0小时，直至所述己内酰胺和所述尿素全部均匀液化。
[0024]在上述有机铜配合物粉体制备方法中，所述有机铜配合物应放置3-4天不出现沉淀和变色。
[0025]本发明还提供了一种制造有机铜抗菌锦纶丝的方法，包括以下步骤:
[0026]步骤BlO:采用上述的方法制备有机铜配合物；
[0027]步骤B20:将质量份数比为(80-86): (14-20)的所述有机铜配合物与PA6切片通过双螺杆挤出机混合、熔融形成纺丝熔体；
[0028]步骤B30:将所述纺丝熔体经喷丝头纺丝、冷却并卷绕成筒子。
[0029]在上述制造有机铜抗菌锦纶丝的方法中，步骤B20中，所述双螺杆挤出机各区的温度设定为260-273?，所述双螺杆挤出机的螺杆直径为67_，螺杆长度与螺杆直径之比为 36: I。
[0030]在上述制造有机铜抗菌锦纶丝的方法中，在步骤B30中，所述纺丝熔体纺制成所述有机铜抗菌锦纶丝的条件如下:
[0031]纺丝温度259-265°C，喷丝头压力15_16MPa，侧吹风速度40_42m/min，侧吹风温度19-20°C，侧吹风湿度80-85% ；
[0032]采用2个油嘴喷射涤纶油剂，喷丝头距两个所述油嘴的距离为1340_1360mm，油剂的浓度为10-12% ；
[0033]纺丝张力为12-18cN，纺丝速度为4000-4500m/min ；
[0034]制成后的所述有机铜抗菌锦纟仑丝中铜元素的含量为0.98-2.60%。
[0035]在上述制造有机铜抗菌 锦纶丝的方法，所述PA6为纺丝级PA6，相对粘度为2.5。
[0036]本发明，铜元素是以离子态存在于纤维中，抗菌等功能效果显著，并且，有机铜与纤维分子形成化学螯合，在纤维表面的有机铜不易脱落，保证了纤维抗菌等功能的持久性，另外，有机铜添加量减少，纤维颜色较浅，有利于染色，在保健功能纺织品生产领域具有广阔的市场发展前景。
【具体实施方式】
[0037]有机铜比无机铜制剂具有更多的优势，如:有机铜比无机铜更加安全可靠，与环境相容性好；亲和性好，可以与绝大多数助剂相混配而不会引起化学反应，适用范围更加广泛；可以与化合物协同实现双重杀菌，杀菌效果更加高效。为此，本发明提供了一种有机铜抗菌锦纶丝的制造方法及有机铜配合物制备方法，利用本发明方法获得的有机铜抗菌锦纶丝，抗菌功能显著、持久，纤维颜色较浅，有利于染色，用于保健功能纺织品具有广阔的市场发展前景。下面结合具体实施例对本发明做出详细的说明。
[0038]本发明提供的用于制造有机铜抗菌锦纶丝的有机铜配合物制备方法，包括以下步骤:
[0039]步骤AlO:制备配位离子液体。
[0040]所需要原料为尿素(NH2CONH2)、己内酰胺(NH(CH2) 5C0)和乙酰胺，上述三种原料的质量份数比为 1: (0.2-0.4): (0.2-0.4)。
[0041]制备配位离子液体的方法是:首先将上述三种原料放入容器中均匀混合，然后将盛装上述三种原料的容器置于加热套中升温至100-120°C，并保温0.5-1.0小时，直至原料中的固体己内酰胺和尿素全部熔融液化成均匀液体，得到配位离子液体。
[0042]步骤A20:制备有机铜配合物。
[0043]所需要原料为:氯酸钠、高锰酸钾、过氧化钠和铜粉，上述四种原料的质量份数比为 1: (1-2): (1-2): (2.5-2.9)。
[0044]制备有机铜配合物的方法是:取上述四种原料得到第一组分，将第一组分加入到质量份数比为3-3.5份的配位离子液体(步骤AlO制取)中，等铜粉完全氧化成一价离子和以上有机物形成配位离子后，再搅拌5-8分钟，然后冷却到室温，成为铜离子配位离子液体，最后将该铜离子配位离子液体倒入纯水中，放置3-4天不出现沉淀和变色，得到有机铜配合物。
[0045]本发明还提供了一种制造有机铜抗菌锦纶丝的方法，包括以下步骤:
[0046]步骤BlO:采用上述的方法制备有机铜配合物；
[0047]步骤B20:将质量份数比为(80-86): (14-20)的上述有机铜配合物与PA6切片通过双螺杆挤出机混合、熔融形成纺丝熔体；
[0048]步骤B30:将上述纺丝熔体经喷丝头纺丝、冷却并卷绕成筒子，以便使用、加工、运输和储存。
[0049]步骤B20中，PA6为纺丝级PA6，相对粘度为2.5 (岳阳石化总厂生产)。双螺杆挤出机(南京橡塑机械厂生产)各区的温度设定为260-273?，双螺杆挤出机的螺杆直径为67mm,螺杆长度与螺杆直径之比为36:1。
[0050]纺丝熔体纺制成有机铜抗菌锦纶丝的条件如下:
[0051]纺丝温度259-265°C，喷丝头压力15_16MPa，侧吹风速度40_42m/min，侧吹风温度19-20°C，侧吹风湿度80-85% ；
[0052]采用2个油嘴喷射涤纶油剂(如F58.2P0Y油剂，日本竹本公司生产)，喷丝头距两个油嘴的距离为1340-1360mm，油剂的浓度为10-12% ；
[0053]纺丝张力为12-18cN，纺丝速度为4000-4500m/min ；
[0054]制成后的所述有机铜抗菌锦纟仑丝中铜元素的含量为0.98-2.60%。
[0055]卷绕工序中，卷绕头接触压力120-140N，卷绕角7.2-7.8°，卷绕头SW461S600型(德国巴马格公司生产)，卷绕速度4000-4500m/min。[0056]以下提供几种具体实施例以及相关性能测试结果。
[0057]实施例1。
[0058]制备配位离子液体过程中，尿素(NH2CONH2)、己内酰胺(NH(CH2)5CO)、和乙酰胺的质量份数比为1: 0.2: 0.2，加热温度为100°C，保温时间为0.5小时。
[0059]制备有机配合物过程中，氯酸钠、高锰酸钾、过氧化钠和铜粉的质量份数比1:1:1: 2.5，所用到的配位离子液体的质量份数为3份；
[0060]制备纺丝熔体过程中，有机配合物与PA6切片的质量份数比为80: 20，双螺杆挤出机各区温度设定为260°C。
[0061]纺丝、冷却和卷绕过程中，纺丝熔体通过纺丝组件纺制成有机铜抗菌锦纶丝并在空气中冷却，纺丝温度259°C，喷丝头压力15MPa，侧吹风速度40m/min，侧吹风温度19°C，侧吹风湿度80%，喷丝头距油嘴的距离为1340mm，采用F58.2P0Y油剂，油剂浓度为10%，纺丝张力为12cN，纺丝速度为4000m/min，卷绕头的接触压力为120N，卷绕角为7.2°，卷绕速度为 4000m/min。
[0062]实施例2。
[0063]制备配位离子液体过程中，尿素(NH2CONH2)、己内酰胺(NH(CH2)5CO)、和乙酰胺的质量份数比为1: 0.3: 0.3，加热温度为110°C，保温时间为0.75小时。
[0064]制备有机配合物过程中，氯酸钠、高锰酸钾、过氧化钠和铜粉的质量份数比1: 1.5: 1.5: 2.7，所用到的配位离子液体的质量份数为3.3份；
[0065]制备纺丝熔体过程中，有机配合物与PA6切片的质量份数比为83: 17，双螺杆挤出机各区温度设定为267°C。
[0066]纺丝、冷却和卷绕过程中，纺丝熔体通过纺丝组件纺制成有机铜抗菌锦纶丝并在空气中冷却，纺丝温度262 °C，喷丝头压力15.5MPa，侧吹风速度41m/min，侧吹风温度19.5°C，侧吹风湿度83%，喷丝头距油嘴的距离为1350mm，采用F58.2P0Y油剂，油剂浓度为11%，纺丝张力为15cN，纺丝速度为4300m/min，卷绕头的接触压力为130N，卷绕角为7.4°，卷绕速度为4300m/min。
[0067]实施例3。
[0068]制备配位离子液体过程中，尿素(NH2CONH2)、己内酰胺(NH(CH2)5CO)、和乙酰胺的质量份数比为1: 0.4: 0.4，加热温度为120°C，保温时间为1.0小时。
[0069]制备有机配合物过程中，氯酸钠、高锰酸钾、过氧化钠和铜粉的质量份数比1: 2.0: 2.0: 2.9，所用到的配位离子液体的质量份数为3.5份；
[0070]制备纺丝熔体过程中，有机配合物与PA6切片的质量份数比为86: 14，双螺杆挤出机各区温度设定为273°C。
[0071]纺丝、冷却和卷绕过程中，纺丝熔体通过纺丝组件纺制成有机铜抗菌锦纶丝并在空气中冷却，纺丝温度265°C，喷丝头压力16MPa，侧吹风速度42m/min，侧吹风温度20°C，侧吹风湿度85%，喷丝头距油嘴的距离为1360mm，采用F58.2P0Y油剂，油剂浓度为12%，纺丝张力为18cN，纺丝速度为4500m/min，卷绕头的接触压力为140N，卷绕角为7.8°，卷绕速度为 4500m/mino
[0072]上述三种有机铜抗菌锦纶丝制品实施例经过50次洗涤的性能如下表
[0073]
【权利要求】
1.一种用于制造有机铜抗菌锦纶丝的有机铜配合物制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤AlO:制备配位离子液体； 将尿素、己内酰胺和乙酰胺按质量份数比为1: (0.2-0.4): (0.2-0.4)均匀混合，然后加温直至己内酰胺和尿素全部均匀熔融液化，得到所述配位离子液体； 步骤A20:制备有机铜配合物； 按质量份数比为1: (1-2): (1-2): (2.5-2.9)取氯酸钠、高锰酸钾、过氧化钠和铜粉得到第一组分，将所述第一组分加入到质量份数比为3-3.5份的所述配位离子液体中搅拌均匀，使铜粉完全氧化成一价离子和以上有机物形成配位离子，冷却后倒入纯水中得到所述有机铜配合物。
2.如权利要求1所述的有机铜配合物制备方法，其特征在于，步骤10中，加热温度为100-120°C，并保温0.5-1.0小时，直至所述己内酰胺和所述尿素全部均匀液化。
3.如权利要求1所述的有机铜配合物制备方法，其特征在于，所述有机铜配合物应放置3-4天不出现沉淀和变色。
4.一种制造有机铜抗菌锦纶丝的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤BlO:采用如权利要求1所述的方法制备有机铜配合物； 步骤B20:将质量份数比为(80-86): (14-20)的所述有机铜配合物与PA6切片通过双螺杆挤出机混合、熔融形成纺丝熔体； 步骤B30:将所述纺丝熔体经喷丝头纺丝、冷却并卷绕成筒子。
5.如权利要求4所述的制造有机铜抗菌锦纶丝的方法，其特征在于，步骤B20中，所述双螺杆挤出机各区的温度设定为260-273?，所述双螺杆挤出机的螺杆直径为67mm，螺杆长度与螺杆直径之比为36:1。
6.如权利要求5所述的制造有机铜抗菌锦纶丝的方法，其特征在于，在步骤B30中，所述纺丝熔体纺制成所述有机铜抗菌锦纶丝的条件如下: 纺丝温度259-265 °C，喷丝头压力15-16MPa，侧吹风速度40_42m/min，侧吹风温度19-20°C，侧吹风湿度80-85% ； 采用2个油嘴喷射涤纶油剂，喷丝头距两个所述油嘴的距离为1340-1360mm，油剂的浓度为 10-12% ； 纺丝张力为12-18cN，纺丝速度为4000-4500m/min ； 制成后的所述有机铜抗菌锦纟仑丝中铜元素的含量为0.98-2.60%。
7.如权利要求4所述的制造有机铜抗菌锦纶丝的方法，其特征在于，所述PA6为纺丝级PA6，相对粘度为2.5。
【文档编号】C07F1/08GK103880868SQ201410124110
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】许东东, 陈晓辉 申请人:许东东, 陈晓辉