一种抗菌PVC色母粒及抗菌面料的制备方法与流程

本发明涉及一种pvc色母粒的制备方法，特别是一种抗菌pvc色母粒的制备方法。同时，本发明中还提供了一种抗菌面料的制备方法。

背景技术：

玻璃为质硬易碎物体，并不适于作为结构用材，但如其抽成丝后，则其强度大为增加且具有柔软性，配合树脂赋予形状以后终于可以成为优良之结构用材。可见，玻璃纤维并不是我们平日里想象的这般无用。玻璃纤维是塑料改性增强的主要品种,是实现通用塑料工程化的重要途径之一，它的使用能使制品的抗拉强度、刚性、热变形温度明显提高。玻璃纤维的应用已渗透到国民经济的各个领域，如交通、电子、建筑、卫生、环保、化工、造船、航空、航天等，已成为不可缺少的优良材料。玻璃纤维复合材料由于其材料性能的可设计性及轻质高强的特点，应用于航空、航天及国民经济的诸多领域，如建筑、陆上交通工具、船艇和近海工程、电子、电器、体育、医疗器械等。

玻璃纤维主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等，根据玻璃中碱含量的多少，可分为无碱玻璃纤维(氧化钠0％～2％，属铝硼硅酸盐玻璃)、中碱玻璃纤维(氧化钠8％～12％,属含硼或不含硼的钠钙硅酸盐玻璃)和高碱玻璃纤维(氧化钠13％以上，属钠钙硅酸盐玻璃)。玻璃纤维按形态和长度，可分为连续纤维、定长纤维和玻璃棉；按玻璃成分，可分为无碱、耐化学、高碱、中碱、高强度、高弹性模量和抗碱玻璃纤维等。

生产玻璃纤维的主要原料是：石英砂、氧化铝和叶蜡石、石灰石、白云石、硼酸、纯碱、芒硝、萤石等。生产方法大致分两类：一类是将熔融玻璃直接制成纤维；另一类是将熔融玻璃先制成直径20mm的玻璃球或棒，再以多种方式加热重熔后制成直径为3～80μm的甚细纤维。通过铂合金板以机械拉丝方法拉制的无限长的纤维，称为连续玻璃纤维，通称长纤维。通过辊筒或气流制成的非连续纤维,称为定长玻璃纤维，通称短纤维。借离心力或高速气流制成的细、短、絮状纤维，称为玻璃棉。玻璃纤维经加工，可制成多种形态的制品，如纱、无捻粗纱、短切原丝、布、带、毡、板、管等。

玻璃纤维是一种无机纤维，它本身不会引起燃烧，并且有很好的耐热性，这在纺织纤维中是很独特的。

玻璃纤维对腐蚀性化学品如酸和碱，有好的阻抗，它几乎不受有机溶剂的影响，并对大多数无机化合物稳定。

玻璃纤维具有高的比电阻和低的电介质常数。

玻璃纤维的密度高于有机纤维但低于金属纤维，具有较高的拉伸强度，在相同重量时，其断裂强度比钢丝高2～4倍；玻璃纤维不会因环境温度变化而变形，最大伸长率仅为3％，玻璃纤维的应力应变之间保持线性关系，直至断裂；玻璃纤维的硬度较高，约为锦纶的15倍。玻璃纤维的硬度与其固有的脆性相结合，构成了突出的低弯曲阻抗性；玻璃纤维具有耐老化、防腐、防霉、抗紫外线辐射等性能。

但是，单一的玻璃纤维长丝的抗菌性相对较差，导致玻璃纤维长丝织造的面料的抗菌性、抗霉性差。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种抗菌pvc色母粒及抗菌面料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明所设计的一种抗菌pvc色母粒的制备方法，其包括以下的步骤：

1)银系抗菌剂的制备；

将纳米二氧化钛、硝酸银溶液分散于水中，纳米二氧化钛与硝酸银溶液的质量比为3-5:1，硝酸银溶液浓度为1g/l，在常温下搅拌均匀；按2g/l的比例加入二丁酸二辛酯磺酸钠，形成乳液；按0.5g/l的比例向乳液中滴加硼氢化钠溶液，搅拌反应2小时，以乙醇洗涤，再离心分离、干燥，得tio2/ag粉末；

按1g/l的比例，将上述tio2/ag粉末溶于去离子水中，分散；加入占tio2/ag粉末质量10％的硅烷偶联剂，搅拌反应2小时，离心干燥，得到改性载银二氧化钛；

2)混合；

以质量份计，将步骤1)制得的银系抗菌剂8份，连同聚氯乙烯(pvc)73份、增塑剂12份、阻燃剂4份、钛白粉6份、稳定剂3份、紫外线剂3份、高效润滑剂4份共同投入高速混合器内进行高速混合；

3)挤出；

将步骤2)制得的混合物搅拌冷却至50℃后转移至螺杆挤出机的主机斗，进行挤出处理；

4)干燥处理；

将步骤3)得到的物料输送至干燥器中进行干燥处理；

5)切粒；

将步骤4)得到的物料送至切粒机内进行切粒处理，得到色母粒。

本发明中还提供了一种抗菌面料的制备方法，该制备方法包括：

将上述抗菌pvc色母粒和玻璃纤维长丝采用单螺杆挤出机进行挤出包覆的步骤；该步骤具体分为：a、玻璃纤维长丝放入长丝架，经张力器定位装置穿入模具，模具装入分流器；b、将色母粒加入料斗，经过加热塑化后由主机马达控制到分流器；c、由牵引盘带动玻璃纤维长丝经分流器进行包覆；

水槽冷却后卷绕，制得均匀包覆的玻璃纤维包覆丝的步骤；

上述玻璃纤维包覆丝为经纬原料织造成面料的步骤。

其中，包覆温度为150℃，螺杆转速为40-50rpm、卷绕速度为90-100rpm。

上述挤出包覆的温度直接关系着塑化程度。因此，先采用哈克转矩流变仪测试的流变性能，以确定挤出包覆的最佳温度。在流变仪的密闭腔内物料受到环境温度和转子剪切的共同作用，和用螺杆挤出加工时的状态相同。考察了塑化时间、塑化扭矩两个重要参数。

在pvc包覆玻璃纤维长丝的加工过程中，平衡扭矩越小、塑化时间越短，越利于加工。综合考虑塑化时间和塑化扭矩等因素，选取了140℃、150℃、160℃作为pvc包覆温度。160℃时有微弱的热降解，出现微黄色。140℃时物料扭矩较大，加工相对较难，因此挤出包覆的最适宜温度为150℃左右。

主机螺杆转速和卷绕速度决定了pvc包覆玻璃纤维长丝的速率。两者的速度比值决定着玻璃纤维包覆丝的包覆层厚度、包覆层和芯层同心度等问题。

当螺杆转速较快，而卷绕速度较慢时，包覆层厚度较厚，进入冷却水槽之前的停留时间增加；对于卧室的包覆设备，由于重力的作用，容易出现偏芯。而螺杆转速较慢，而卷绕速度较快时，pvc的流量不足以确保均匀地包覆在玻璃纤维长丝上，容易出现包覆层断裂。实验发现当主机螺杆转速设为40-50rpm、卷绕速度设为90-100rpm时，包覆丝包覆层厚度较为适宜。

与现有技术相比，本发明以pvc树脂复合抗菌添加剂，制成抗菌功能的色母粒，对玻璃纤维长丝进行包覆，形成表层、芯材双重抗菌功能的玻璃纤维包覆丝，并以该包覆丝为原料织造面料。其具备以下优点：

1、以改性载银二氧化钛为抗菌剂，以pvc为载体，制备了抗菌pvc色母粒，并对玻璃纤维进行表面包覆，达到既着色又增强抗菌性能的目的；

2、包覆丝的色母粒表层、玻璃纤维芯层均具有抗菌性能，对由此织造成的面料的抗菌性能起着协同增效作用。

附图说明

图1是织造工艺流程图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本实施例中所提供的一种抗菌pvc色母粒的制备方法，其包括以下的步骤：

1)银系抗菌剂的制备；

将纳米二氧化钛、硝酸银溶液分散于水中，纳米二氧化钛与硝酸银溶液的质量比为3-5:1，硝酸银溶液浓度为1g/l，在常温下搅拌均匀；按2g/l的比例加入二丁酸二辛酯磺酸钠，形成乳液；按0.5g/l的比例向乳液中滴加硼氢化钠溶液，搅拌反应2小时，以乙醇洗涤，再离心分离、干燥，得tio2/ag粉末；

按1g/l的比例，将上述tio2/ag粉末溶于去离子水中，分散；加入占tio2/ag粉末质量10％的硅烷偶联剂，搅拌反应2小时，离心干燥，得到改性载银二氧化钛；

2)混合；

以质量份计，将步骤1)制得的银系抗菌剂8份，连同聚氯乙烯73份、增塑剂12份、阻燃剂4份、钛白粉6份、稳定剂3份、紫外线剂3份、高效润滑剂4份共同投入高速混合器内进行高速混合；

3)挤出；

将步骤2)制得的混合物搅拌冷却至50℃后转移至螺杆挤出机的主机斗，进行挤出处理；

4)干燥处理；

将步骤3)得到的物料输送至干燥器中进行干燥处理；

5)切粒；

将步骤4)得到的物料送至切粒机内进行切粒处理，得到色母粒。

本发明中还提供了一种抗菌面料的制备方法，该制备方法包括：

将上述抗菌pvc色母粒和玻璃纤维长丝采用单螺杆挤出机进行挤出包覆的步骤；该步骤具体分为：a、玻璃纤维长丝放入长丝架，经张力器定位装置穿入模具，模具装入分流器；b、将色母粒加入料斗，经过加热塑化后由主机马达控制到分流器；c、由牵引盘带动玻璃纤维长丝经分流器进行包覆；

水槽冷却后卷绕，制得均匀包覆的玻璃纤维包覆丝的步骤；

上述玻璃纤维包覆丝为经纬原料织造成面料的步骤。

其中，包覆温度为150℃，螺杆转速为40-50rpm、卷绕速度为90-100rpm。

上述挤出包覆的温度直接关系着的塑化程度。因此，先采用哈克转矩流变仪测试的流变性能，以确定挤出包覆的最佳温度。在流变仪的密闭腔内物料受到环境温度和转子剪切的共同作用，和用螺杆挤出加工时的状态相同。考察了塑化时间、塑化扭矩两个重要参数。

在pvc包覆玻璃纤维长丝的加工过程中，平衡扭矩越小、塑化时间越短，越利于加工。综合考虑塑化时间和塑化扭矩等因素，选取了140℃、150℃、160℃作为pvc包覆温度。160℃时有微弱的热降解，出现微黄色。140℃时物料扭矩较大，加工相对较难，因此挤出包覆的最适宜温度为150℃左右。

主机螺杆转速和卷绕速度决定了pvc包覆玻璃纤维长丝的速率。两者的速度比值决定着玻璃纤维包覆丝的包覆层厚度、包覆层和芯层同心度等问题。

当螺杆转速较快，而卷绕速度较慢时，包覆层厚度较厚，进入冷却水槽之前的停留时间增加；对于卧室的包覆设备，由于重力的作用，容易出现偏芯。而螺杆转速较慢，而卷绕速度较快时，pvc的流量不足以确保均匀地包覆在玻璃纤维长丝上，容易出现包覆层断裂。实验发现当主机螺杆转速设为40-50rpm、卷绕速度设为90-100rpm时，包覆丝包覆层厚度较为适宜。

本实施例中通过上述制备方法制得的一种面料，其织造工艺流程如图1所示，所述面料的具体规格如下表。

上述面料抗菌性能：

依据gb/t20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》，对玻璃纤维面料的抗菌性能进行测试，结果如下：

抑菌率：

金黄色葡萄球菌100％

大肠杆菌>99％

白色念珠菌100％。