CN105220462A - 一种纺织品纳米功能整理剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纺织品纳米功能整理剂及其制备方法和应用，所述纺织品纳米功能整理剂由银表面修饰纳米氧化锌和辅助剂组成，其中所述银表面修饰纳米氧化锌的粒径为230-260nm，用量为整理剂总重量的35-45％，辅助剂用量为整理剂总重量的5％-60％，且余量为水。用本发明的纺织品纳米功能整理剂对织物进行整理后使得棉织物在光照或无光照条件下对大肠杆菌和金葡萄球菌的抑菌圈的半径相对于未处理的织物的抑菌圈半径明显增大，有的甚至为未处理的织物的抑菌圈半径的近5倍，大大增强了织物的抑菌能力。

Description

一种纺织品纳米功能整理剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于纺织品处理技术领域，涉及一种纺织品纳米功能整理剂及其制备方法和应用。

背景技术

面对目前环境污染问题，各领域都在开发环保产品，以减少对环境的污染，其中研制绿色环保的功能纺织品是纺织工业领域的研究热点。

日常生活中，各类纺织品是微生物生存的沃土，是疾病的重要传播源，所以对于纺织品的抗菌研究有着极其重要的意义。本领域人员期望能够开发出对人体无害、对环境友好的抗菌整理剂，应用于纺织品使得纺织品在抗菌、除臭等方面具有优良的性能。

早期的抗菌剂基本上都属于有机系列，如酚类化合物、有机金属类化合物等，虽然具有很强的杀菌能力，但是具有强毒性，甚至有些抗菌剂具有致畸致癌的风险，因此不适合应用于纺织品，但为了获得商业利益，一些不法商家仍会使用此类抗菌剂。因此，在本领域迫切需要开发用于纺织品的无毒安全的抗菌整理剂。

在抗菌方面，纳米银和纳米氧化锌都具有优良的抗菌性能，杀菌机理分别是光激发诱导产生杀菌的负离子及溶出金属杀菌机理，两者可互为补充，银表面修饰纳米氧化锌结合了两者的优势，并且使得少量的银便可以实现优良的抗菌性，降低纳米银抗菌剂的成本。

CN1563553A公开了一种纺织品纳米功能整理剂及其制备方法和应用，该发明公开的纺织品纳米功能整理剂由银表面修饰纳米氧化锌和辅助剂组成，所述银表面修饰纳米氧化锌的粒径为1-300nm，用量为整理剂总量的0.01-80％(W/W)。此发明的纺织品纳米功能整理剂对棉织物整理后使得棉织物在光照或无光照条件下对大肠杆菌和金葡萄球菌的抑菌圈的半径比普通氧化锌和纳米氧化锌的抑菌半径明显增大。

在本领域中，期望能够获得具有更高抑菌能力的抗菌整理剂，以用于纺织品，提高纺织品的抗菌性能。

发明内容

本发明的目的在于一种纺织品纳米功能整理剂及其制备方法和应用。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种纺织品纳米功能整理剂，所述纺织品纳米功能整理剂由银表面修饰纳米氧化锌和辅助剂组成，其中所述银表面修饰纳米氧化锌的粒径为230-260nm，用量为整理剂总重量的35-45％，辅助剂用量为整理剂总重量的5-60％，且余量为水。

经过对于银表面修饰纳米氧化锌的粒径及其用量的筛选，发现当银表面修饰纳米氧化锌的粒径为230-260nm，用量为整理剂总重量的35-45％时，所得到的纺织品纳米功能整理剂对于细菌的抑菌能力明显增强，用其整理后的纺织品对于在光照或无光照条件下对大肠杆菌和金葡萄球菌的抑菌圈的半径可高达0.95-1.20cm，比未处理的织物的抑菌半径显著增大，增大了织物的抑菌能力。

本发明所述银表面修饰纳米氧化锌的粒径为230-260nm，例如230nm、235nm、240nm、245nm、250nm、255nm或260nm；用量整理剂总重量的35-45％，例如35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％或45％。

本发明所述辅助剂用量为整理剂总重量的5-60％，例如5％、8％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％或60％。

在本发明所述的纺织品纳米功能整理剂中，所述辅助剂选自分散剂、柔软剂、粘合剂、催化剂、交联剂和溶剂中的一种或至少两种的组合。

在本发明所述的纺织品纳米功能整理剂中，所述分散剂为表面活性剂；优选地，所述表面活性剂为聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、聚丙烯酸钾、斯潘、吐温或平平加中的一种或至少两种的组合。

在本发明所述的纺织品纳米功能整理剂中，所述柔软剂为有机硅或改性有机硅，选自氨基有机硅、双氨基有机硅、环氨基有机硅、羧甲基有机硅或聚醚有机硅中的一种或至少两种的组合。

在本发明所述的纺织品纳米功能整理剂中，所述粘合剂为能交联成膜的阴离子或非离子型高分子树脂或乳液。

在本发明所述的纺织品纳米功能整理剂中，所述交联剂为多元羧酸，优选为丁烷四酸、柠檬酸、酒石酸、枸橼酸、草酸或多聚丙烯酸中的任意一种或至少两种的组合。

在本发明所述的纺织品纳米功能整理剂中，所述催化剂为氯化镁、硝酸镁、次磷酸钠、磷酸钠或磷酸钾中的一种或至少两种的组合。

本发明所述辅助剂用量为5-60％，是指辅助剂中各成分用量的总和为5-60％。

另一方面，本发明提供了本发明所述的纺织品纳米功能整理剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：

按配方量将银表面修饰纳米氧化锌在搅拌下分散于水溶液中，搅拌成流动性胶体，而后加入辅助剂，搅拌混合均匀即得。

另一方面，本发明提供了所述的纺织品纳米功能整理剂在制备抗菌、防臭、保健和护肤功能纺织品中的应用。

在所述应用中，所述整理剂的使用量为制备得到的纺织品总重量的0.2-10％，例如0.2％、0.5％、0.8％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

在本发明的纺织品纳米功能整理剂中，将银表面修饰纳米氧化锌的粒径控制在230-260nm，用量控制在整理剂总重量的35-45％，通过加入其他辅助剂以及水得到的整理剂，对织物进行整理后使得棉织物在光照或无光照条件下对大肠杆菌和金葡萄球菌的抑菌圈的半径可高达0.95-1.20cm，相对于未处理的织物的抑菌圈半径明显增大，有的甚至为未处理的织物的抑菌圈半径的近5倍，大大增强了织物的抑菌能力。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

在本实施例中，制备纺织品纳米功能整理剂的组分配方如下：

银表面修饰纳米氧化锌，粒径230-260nm，用量为整理剂总重量的35％；低聚丙烯酸钠，粘度5Pa.S，用量为整理剂总重量的6％；双氨基硅油(氨值0.3)，用量为整理剂总重量的20％，其余为水(占整理剂总重量的39％)。

制备方法为：先将低聚丙烯酸钠溶于20份水中，在搅拌下加入银表面修饰纳米氧化锌，而后加入双氨基硅油，搅拌均匀后加入剩余的水即得。

应用工艺：试验织物：印花纯棉毛巾；纳米功能整理剂用量5％。

印花纯棉毛巾——二浸二轧(带液率100％)——热风烘干(温度90-100℃)——裁剪——缝纫——包装——出品。

对比例1

采用CN1563553A中实施例1的方案来制备纺织品纳米功能整理剂，即：

配方：银表面修饰纳米氧化锌，粒径是20-30nm，用量5％；低聚丙烯酸钠，粘度5Pa.S，用量6％；双氨基硅油(氨值0.3)，用量20％，水，用量69％。

制备方法为：先将低聚丙烯酸钠溶于20份水中，在搅拌下加入银表面修饰纳米氧化锌粉末，而后加入双氨基硅油，搅拌均匀后加入剩余的水即得。

应用工艺：试验织物：印花纯棉毛巾；纳米功能整理剂用量5％。

印花纯棉毛巾——二浸二轧(带液率100％)——热风烘干(温度90-100℃)——裁剪——缝纫——包装——出品。

实施例2

在本实施例中，制备纺织品纳米功能整理剂的组分配方如下：

银表面修饰纳米氧化锌，粒径230-260nm，用量为整理剂总重量的40％；斯潘-80，用量为整理剂总重量的3％；吐温-80，用量为整理剂总重量的3％；扩散剂NNO，用量为整理剂总重量的2.5％；聚醚改性硅酮，用量为整理剂总重量的20％，非离子柔软片，用量为整理剂总重量的10％，其余为水(占整理剂总重量的21.5％)。

制备方法为：先将斯潘-80、吐温-80、扩散剂NNO和非离子柔软片溶于28份水中，在搅拌下加入银表面修饰纳米氧化锌，用胶体磨研磨两遍，而后加入聚醚改性硅酮，搅拌均匀后加入剩余的水即得。

应用工艺：试验织物：粗纺毛呢；纳米功能整理剂用量6.5％。

粗纺毛呢——一浸一轧(30-40℃)——热风烘干(温度95-115℃)——检验——包装——出品。

对比例2

采用CN1563553A中实施例4的方案来制备纺织品纳米功能整理剂，即：

配方：银表面修饰纳米氧化锌，粒径60-80nm，用量10％；斯潘-80，用量3％；吐温-80，用量3％；扩散剂NNO，用量2.5％；聚醚改性硅酮，用量20％，非离子柔软片，用量10％；水，用量41.5％。

制备方法为：先将斯潘-80、吐温-80、扩散剂NNO和非离子柔软片溶于28份水中，在搅拌下加入银表面修饰纳米氧化锌，用胶体磨研磨两遍，而后加入聚醚改性硅酮，搅拌均匀后加入剩余的水即得。

应用工艺：试验织物：粗纺毛呢；纳米功能整理剂用量6.5％。

粗纺毛呢——一浸一轧(30-40℃)——热风烘干(温度95-115℃)——检验——包装——出品。

实施例3

在本实施例中，制备纺织品纳米功能整理剂的组分配方如下：

银表面修饰纳米氧化锌，粒径230-260nm，用量为整理剂总重量的45％；斯潘-80，用量为整理剂总重量的5％；羧甲基有机硅，用量为整理剂总重量的3％；酒石酸，用量为整理剂总重量的5％；聚醚改性硅酮，用量为整理剂总重量的15％，非离子柔软片，用量为整理剂总重量的10％，其余为水(占整理剂总重量的17％)。

制备方法为：先将斯潘-80、羧甲基有机硅和非离子柔软片溶于20份水中，在搅拌下加入银表面修饰纳米氧化锌，用胶体磨研磨两遍，而后加入聚醚改性硅酮和酒石酸，搅拌均匀后加入剩余的水即得。

应用工艺：涤棉针织布；纳米功能整理剂用量8％。

涤棉针织布——浸泡(20-60℃，0.5-2小时)——离心机脱水(是带液量为布重的80-100％)——热风烘干(温度85-110℃)——焙烘(150-180℃)——检验——包装——出品。

对比例3

该对比例与实施例3不同的是粒径为210-280nm的银表面修饰纳米氧化锌的用量为整理剂总重量的28％，其余原料的选择与用量以及制备条件和应用工艺均与实施例3相同。

实施例4

在本实施例中，制备纺织品纳米功能整理剂的组分配方如下：

银表面修饰纳米氧化锌，粒径230-260nm，用量为整理剂总重量的42％；斯潘-80，用量为整理剂总重量的5％；吐温-80，用量为整理剂总重量的2％；平平加O-15，用量为整理剂总重量的1.5％；聚氨酯粘合剂，用量为整理剂总重量的20％，其余为水(占整理剂总重量的29.5％)。

制备方法为：先将斯潘-80、羧甲基有机硅、和非离子柔软片溶于20份水中，在搅拌下加入银表面修饰纳米氧化锌，用胶体磨研磨两遍，而后加入聚醚改性硅酮和酒石酸，搅拌均匀后加入剩余的水即得。

应用工艺：试验织物：21s×21s60×5836”纯棉平布；纳米功能整理剂用量3.5％。

漂白纯棉平布——二浸二轧(30℃，带液率80-85％)——热风烘干(温度85-105℃)——焙烘(150-190℃)——检验——包装——出品。

对比例4

该对比例与实施例4不同的是银表面修饰纳米氧化锌的粒径为100-200nm，其余原料的选择与用量以及制备条件和应用工艺均与实施例4相同。

实施例5

在本实施例中，制备纺织品纳米功能整理剂的组分配方如下：

银表面修饰纳米氧化锌，粒径230-260nm，用量为整理剂总重量的36％；聚丙烯酸钠，用量为整理剂总重量的21％；羟基硅乳，用量为整理剂总重量的3％；丁烷四羧酸，用量为整理剂总重量的8％；次磷酸钠，用量为整理剂总重量的6％，其余为水(占整理剂总重量的25％)。

制备方法为：先将聚丙烯酸钠溶于水中，在搅拌下加入银表面修饰纳米氧化锌，用胶体磨研磨两遍，而后加入羟基硅乳，搅拌均匀后用胶体磨研磨两遍，过滤，为A组分；丁烷四羧酸、次磷酸钠为B组分，分别包装即得。

应用工艺：试验织物：纯棉装饰布；纳米功能整理剂用量10％。

(1)将A组分按织物重量的10％，B组分按织物重量3.5％溶于水中做为工作液，(2)纯棉装饰布——喷涂或刮涂(40-45℃)——烘干(95-110℃)——焙烘(150-180℃)——检验——包装——出品。

将用本发明实施例1-5以及对比例1和2的纺织品纳米功能整理剂处理得到的织物进行抗菌检测，记录纺织品对细菌的抑菌圈半径的变化，结果如表1所示。

表1

由表1可以看出，本发明实施例1-5制备的纺织品纳米功能整理剂处理的织物对于大肠杆菌和金葡萄菌抑菌圈的半径比未处理的织物的抑菌圈半径明显增大，有的甚至为未处理的织物的抑菌圈半径的近5倍，对比例1-4与实施例1-4不同之处仅在于，其中未选定粒径230-260nm的银表面修饰纳米氧化锌，且用量在本发明所述35-45％范围之外，其导致处理得到的织物的抑菌能力显著低于用本发明制备的纺织品纳米功能整理剂处理的织物。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的纺织品纳米功能整理剂及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种纺织品纳米功能整理剂，其特征在于，所述纺织品纳米功能整理剂由银表面修饰纳米氧化锌和辅助剂组成，其中所述银表面修饰纳米氧化锌的粒径为230-260nm，用量为整理剂总重量的35-45％，辅助剂用量为整理剂总重量的5-60％，且余量为水。

2.根据权利要求1所述的纺织品纳米功能整理剂，其特征在于，所述辅助剂选自分散剂、柔软剂、粘合剂、催化剂、交联剂和溶剂中的一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求2所述的纺织品纳米功能整理剂，其特征在于，所述分散剂为表面活性剂；优选地，所述表面活性剂为聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、聚丙烯酸钾、斯潘、吐温或平平加中的一种或至少两种的组合。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的纺织品纳米功能整理剂，其特征在于，所述柔软剂为有机硅或改性有机硅，选自氨基有机硅、双氨基有机硅、环氨基有机硅、羧甲基有机硅或聚醚有机硅中的一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的纺织品纳米功能整理剂，其特征在于，所述粘合剂为能交联成膜的阴离子或非离子型高分子树脂或乳液。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的纺织品纳米功能整理剂，其特征在于，所述交联剂为多元羧酸，优选为丁烷四酸、柠檬酸、酒石酸、枸橼酸、草酸或多聚丙烯酸中的任意一种或至少两种的组合。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的纺织品纳米功能整理剂，其特征在于，所述催化剂为氯化镁、硝酸镁、次磷酸钠、磷酸钠或磷酸钾中的一种或至少两种的组合。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的纺织品纳米功能整理剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

按配方量将银表面修饰纳米氧化锌在搅拌下分散于水溶液中，搅拌成流动性胶体，而后加入辅助剂，搅拌混合均匀即得。

9.权利要求1-7中任一项所述的纺织品纳米功能整理剂在制备抗菌、防臭、保健和护肤功能纺织品中的应用。

10.根据权利要求9所述的纺织品纳米功能整理剂的应用，其特征在于，所述整理剂的使用量为制备得到的纺织品总重量的0.2-10％。