本發(fā)明涉及一種抗菌無(wú)膠棉的制備方法，屬于無(wú)膠棉制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
無(wú)膠棉又稱噴漿絮棉，是非織造布的一種，無(wú)膠棉結(jié)構(gòu)形成的原理就是將粘合劑噴灑在蓬松的纖維層的兩面，由于在噴淋時(shí)有一定的壓力，以及下部真空吸液時(shí)的吸力，所以在纖維層的內(nèi)部也能滲入粘合劑，噴灑粘合劑后的纖維層再經(jīng)過(guò)烘燥、固化，使纖維間的交接點(diǎn)被粘接，而未被彼此粘接的纖維，仍有相當(dāng)大的自由度。同時(shí)，在三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，仍保留有許多容有空氣的空隙。因此，纖維層具有多孔性、高蓬松性的保暖作用。
然而現(xiàn)有的多數(shù)無(wú)膠棉作為冬裝填充物，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用，由于人體潮氣沒(méi)有及時(shí)排出致使棉體容易滋生細(xì)菌，尤其對(duì)一些抵抗能力弱的嬰幼兒或孕婦使用時(shí)，容易引起皮膚過(guò)敏現(xiàn)象。然而現(xiàn)有技術(shù)中的噴膠棉或無(wú)膠棉生產(chǎn)工藝中沒(méi)有添加抗菌劑，所以現(xiàn)有技術(shù)中的噴膠棉或無(wú)膠棉不具備抗菌、防螨等功能，然而再添加抗菌劑后，降低了其蓬松度、回復(fù)率、壓縮率等性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)現(xiàn)有的無(wú)膠棉不具備抑菌的性能，而添加了抗菌劑后，影響了其蓬松度和回復(fù)率等性能的問(wèn)題，本發(fā)明首先將青竹粉進(jìn)行蒸汽爆破處理后，分別用去離子水、過(guò)氧化氫溶液和氫氧化鈉溶液進(jìn)行浸泡和水浴加熱，干燥制得青竹纖維，再以八甲基環(huán)四硅氧烷、六甲基二硅氧烷為原料，與硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行混合，并加入氫氧化鉀溶液，制得到氨基硅油，接著利用乳化劑進(jìn)行乳化，得到氨基硅油乳液作為蓬松劑，最后將青竹纖維和短纖進(jìn)行配料、開(kāi)松和鋪網(wǎng)后，將氨基硅油乳液噴涂于其表面，即可得到抗菌無(wú)膠棉。本發(fā)明制備的抗菌無(wú)膠棉抑菌率高，且不會(huì)影響影響無(wú)膠棉的蓬松度、回復(fù)率、壓縮率等性能。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
（1）稱取3～5kg青竹，將其切片后加入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，將過(guò)篩后的青竹粉裝入蒸汽爆破罐中，加熱至100～110℃，向蒸汽爆破罐中通入水蒸氣至罐內(nèi)壓力為1.7～2.0MPa，保持壓力3～5min后，打開(kāi)蒸汽爆破罐閥門(mén)泄壓，減壓至常壓后取出青竹粉，得蒸汽爆破處理青竹粉；
（2）稱取300～500g上述蒸汽爆破處理青竹粉，將其浸泡在500～800mL溫度為80～90℃去離子水中40～50min，過(guò)濾，將濾渣轉(zhuǎn)入300～500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%過(guò)氧化氫溶液中，在70～75℃恒溫水浴下，反應(yīng)1～2h，真空抽濾，將濾餅浸泡在100～200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%氫氧化鈉溶液中，在80～85℃恒溫水浴下，浸提3～4h，經(jīng)離心機(jī)離心分離，收集沉淀物，并用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%乙醇溶液洗滌沉淀物至洗滌液呈中性，轉(zhuǎn)入105～110℃干燥箱中干燥至恒重，得青竹纖維，備用；
（3）稱量100～120mL八甲基環(huán)四硅氧烷，0.10～0.12mL六甲基二硅氧烷，1～3g硅烷偶聯(lián)劑KH-602，0.5～0.8g硅烷偶聯(lián)劑GP-108，1～2g硅烷偶聯(lián)劑GP-103，加入反應(yīng)釜中，以300～500r/min攪拌混合均勻，加入10～20mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%氫氧化鉀溶液，加熱至110～120℃，反應(yīng)2～3h，冷卻至室溫，得氨基硅油；
（4）量取90～100mL上述氨基硅油，加入高剪切乳化機(jī)中，添加1～3g乳化劑OP-10，以6000～8000r/min攪拌5～8min后，加入3～4L去離子水，繼續(xù)攪拌10～20min，并用冰醋酸調(diào)節(jié)pH為5.0～5.5，得氨基硅油乳液；
（5）稱取60～65g滌綸短纖，20～25gES短纖，10～20g步驟（2）制備的青竹纖維，通過(guò)多層平鋪混合進(jìn)行配料，將混合后的配料送入開(kāi)松機(jī)中開(kāi)松，通過(guò)梳棉機(jī)梳理后鋪網(wǎng)，并用800～1000mL上述氨基硅油乳液以5～10mL/min均勻噴涂，轉(zhuǎn)入烘箱中，在160～180℃下烘烤20～40s，出料后經(jīng)輥壓成卷并包裝，得抗菌無(wú)膠棉。
本發(fā)明制備的抗菌無(wú)膠棉壓縮率≥72％，回復(fù)率≥85％，保溫率≥78％，蓬松度比容>8cm3/g，其抑菌率≥39％。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
（1）本發(fā)明制備的抗菌無(wú)膠棉抗菌效果好，抑菌率≥39％，可廣泛適于抵抗能力弱的嬰幼兒或孕婦使用；
（2）本發(fā)明制備的抗菌無(wú)膠棉其蓬松度、回復(fù)率、壓縮率等性能優(yōu)越，可進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；
（3）本發(fā)明制備步驟簡(jiǎn)單，所需成本低。
具體實(shí)施方式
首先稱取3～5kg青竹，將其切片后加入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，將過(guò)篩后的青竹粉裝入蒸汽爆破罐中，加熱至100～110℃，向蒸汽爆破罐中通入水蒸氣至罐內(nèi)壓力為1.7～2.0MPa，保持壓力3～5min后，打開(kāi)蒸汽爆破罐閥門(mén)泄壓，減壓至常壓后取出青竹粉，得蒸汽爆破處理青竹粉；再稱取300～500g上述蒸汽爆破處理青竹粉，將其浸泡在500～800mL溫度為80～90℃去離子水中40～50min，過(guò)濾，將濾渣轉(zhuǎn)入300～500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%過(guò)氧化氫溶液中，在70～75℃恒溫水浴下，反應(yīng)1～2h，真空抽濾，將濾餅浸泡在100～200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%氫氧化鈉溶液中，在80～85℃恒溫水浴下，浸提3～4h，經(jīng)離心機(jī)離心分離，收集沉淀物，并用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%乙醇溶液洗滌沉淀物至洗滌液呈中性，轉(zhuǎn)入105～110℃干燥箱中干燥至恒重，得青竹纖維，備用；接著稱量100～120mL八甲基環(huán)四硅氧烷，0.10～0.12mL六甲基二硅氧烷，1～3g硅烷偶聯(lián)劑KH-602，0.5～0.8g硅烷偶聯(lián)劑GP-108，1～2g硅烷偶聯(lián)劑GP-103，加入反應(yīng)釜中，以300～500r/min攪拌混合均勻，加入10～20mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%氫氧化鉀溶液，加熱至110～120℃，反應(yīng)2～3h，冷卻至室溫，得氨基硅油；再量取90～100mL上述氨基硅油，加入高剪切乳化機(jī)中，添加1～3g乳化劑OP-10，以6000～8000r/min攪拌5～8min后，加入3～4L去離子水，繼續(xù)攪拌10～20min，并用冰醋酸調(diào)節(jié)pH為5.0～5.5，得氨基硅油乳液；最后稱取60～65g滌綸短纖，20～25gES短纖，10～20g制備的青竹纖維，通過(guò)多層平鋪混合進(jìn)行配料，將混合后的配料送入開(kāi)松機(jī)中開(kāi)松，通過(guò)梳棉機(jī)梳理后鋪網(wǎng)，并用800～1000mL上述氨基硅油乳液以5～10mL/min均勻噴涂，轉(zhuǎn)入烘箱中，在160～180℃下烘烤20～40s，出料后經(jīng)輥壓成卷并包裝，得抗菌無(wú)膠棉。
實(shí)例1
首先稱取5kg青竹，將其切片后加入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，將過(guò)篩后的青竹粉裝入蒸汽爆破罐中，加熱至110℃，向蒸汽爆破罐中通入水蒸氣至罐內(nèi)壓力為12.0MPa，保持壓力5min后，打開(kāi)蒸汽爆破罐閥門(mén)泄壓，減壓至常壓后取出青竹粉，得蒸汽爆破處理青竹粉；再稱取500g上述蒸汽爆破處理青竹粉，將其浸泡在800mL溫度為90℃去離子水中50min，過(guò)濾，將濾渣轉(zhuǎn)入500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%過(guò)氧化氫溶液中，在75℃恒溫水浴下，反應(yīng)2h，真空抽濾，將濾餅浸泡在200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%氫氧化鈉溶液中，在85℃恒溫水浴下，浸提4h，經(jīng)離心機(jī)離心分離，收集沉淀物，并用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%乙醇溶液洗滌沉淀物至洗滌液呈中性，轉(zhuǎn)入110℃干燥箱中干燥至恒重，得青竹纖維，備用；接著稱量120mL八甲基環(huán)四硅氧烷，0.12mL六甲基二硅氧烷，3g硅烷偶聯(lián)劑KH-602，0.8g硅烷偶聯(lián)劑GP-108，2g硅烷偶聯(lián)劑GP-103，加入反應(yīng)釜中，以500r/min攪拌混合均勻，加入20mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%氫氧化鉀溶液，加熱至120℃，反應(yīng)3h，冷卻至室溫，得氨基硅油；再量取100mL上述氨基硅油，加入高剪切乳化機(jī)中，添加3g乳化劑OP-10，以8000r/min攪拌8min后，加入4L去離子水，繼續(xù)攪拌20min，并用冰醋酸調(diào)節(jié)pH為5.5，得氨基硅油乳液；最后稱取65g滌綸短纖，25gES短纖，20g制備的青竹纖維，通過(guò)多層平鋪混合進(jìn)行配料，將混合后的配料送入開(kāi)松機(jī)中開(kāi)松，通過(guò)梳棉機(jī)梳理后鋪網(wǎng)，并用1000mL上述氨基硅油乳液以10mL/min均勻噴涂，轉(zhuǎn)入烘箱中，在180℃下烘烤40s，出料后經(jīng)輥壓成卷并包裝，得抗菌無(wú)膠棉。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的抗菌無(wú)膠棉壓縮率為72％，回復(fù)率為85％，保溫率為78％，蓬松度比容為8.2cm3/g，其抑菌率為39％。
實(shí)例2
首先稱取3kg青竹，將其切片后加入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，將過(guò)篩后的青竹粉裝入蒸汽爆破罐中，加熱至100℃，向蒸汽爆破罐中通入水蒸氣至罐內(nèi)壓力為1.7MPa，保持壓力3min后，打開(kāi)蒸汽爆破罐閥門(mén)泄壓，減壓至常壓后取出青竹粉，得蒸汽爆破處理青竹粉；再稱取300g上述蒸汽爆破處理青竹粉，將其浸泡在500mL溫度為80℃去離子水中40min，過(guò)濾，將濾渣轉(zhuǎn)入300mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%過(guò)氧化氫溶液中，在70℃恒溫水浴下，反應(yīng)1h，真空抽濾，將濾餅浸泡在100mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%氫氧化鈉溶液中，在80℃恒溫水浴下，浸提3h，經(jīng)離心機(jī)離心分離，收集沉淀物，并用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%乙醇溶液洗滌沉淀物至洗滌液呈中性，轉(zhuǎn)入105℃干燥箱中干燥至恒重，得青竹纖維，備用；接著稱量100mL八甲基環(huán)四硅氧烷，0.10mL六甲基二硅氧烷，1g硅烷偶聯(lián)劑KH-602，0.5g硅烷偶聯(lián)劑GP-108，1g硅烷偶聯(lián)劑GP-103，加入反應(yīng)釜中，以300r/min攪拌混合均勻，加入10mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%氫氧化鉀溶液，加熱至110℃，反應(yīng)2h，冷卻至室溫，得氨基硅油；再量取90mL上述氨基硅油，加入高剪切乳化機(jī)中，添加1g乳化劑OP-10，以6000r/min攪拌5min后，加入3L去離子水，繼續(xù)攪拌10min，并用冰醋酸調(diào)節(jié)pH為5.0，得氨基硅油乳液；最后稱取60g滌綸短纖，20gES短纖，10g制備的青竹纖維，通過(guò)多層平鋪混合進(jìn)行配料，將混合后的配料送入開(kāi)松機(jī)中開(kāi)松，通過(guò)梳棉機(jī)梳理后鋪網(wǎng)，并用800mL上述氨基硅油乳液以5mL/min均勻噴涂，轉(zhuǎn)入烘箱中，在160℃下烘烤20s，出料后經(jīng)輥壓成卷并包裝，得抗菌無(wú)膠棉。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的抗菌無(wú)膠棉壓縮率為73％，回復(fù)率為86％，保溫率為79％，蓬松度比容為9cm3/g，其抑菌率為40％。
實(shí)例3
首先稱取4kg青竹，將其切片后加入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，將過(guò)篩后的青竹粉裝入蒸汽爆破罐中，加熱至105℃，向蒸汽爆破罐中通入水蒸氣至罐內(nèi)壓力為1.8MPa，保持壓力4min后，打開(kāi)蒸汽爆破罐閥門(mén)泄壓，減壓至常壓后取出青竹粉，得蒸汽爆破處理青竹粉；再稱取400g上述蒸汽爆破處理青竹粉，將其浸泡在600mL溫度為85℃去離子水中45min，過(guò)濾，將濾渣轉(zhuǎn)入400mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%過(guò)氧化氫溶液中，在72℃恒溫水浴下，反應(yīng)1h，真空抽濾，將濾餅浸泡在150mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%氫氧化鈉溶液中，在82℃恒溫水浴下，浸提4h，經(jīng)離心機(jī)離心分離，收集沉淀物，并用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%乙醇溶液洗滌沉淀物至洗滌液呈中性，轉(zhuǎn)入107℃干燥箱中干燥至恒重，得青竹纖維，備用；接著稱量115mL八甲基環(huán)四硅氧烷，0.11mL六甲基二硅氧烷，2g硅烷偶聯(lián)劑KH-602，0.7g硅烷偶聯(lián)劑GP-108，1g硅烷偶聯(lián)劑GP-103，加入反應(yīng)釜中，以400r/min攪拌混合均勻，加入15mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%氫氧化鉀溶液，加熱至115℃，反應(yīng)2h，冷卻至室溫，得氨基硅油；再量取95mL上述氨基硅油，加入高剪切乳化機(jī)中，添加2g乳化劑OP-10，以7000r/min攪拌7min后，加入3L去離子水，繼續(xù)攪拌15min，并用冰醋酸調(diào)節(jié)pH為5.2，得氨基硅油乳液；最后稱取62g滌綸短纖，22gES短纖，15g制備的青竹纖維，通過(guò)多層平鋪混合進(jìn)行配料，將混合后的配料送入開(kāi)松機(jī)中開(kāi)松，通過(guò)梳棉機(jī)梳理后鋪網(wǎng)，并用900mL上述氨基硅油乳液以7mL/min均勻噴涂，轉(zhuǎn)入烘箱中，在170℃下烘烤30s，出料后經(jīng)輥壓成卷并包裝，得抗菌無(wú)膠棉。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的抗菌無(wú)膠棉壓縮率為74％，回復(fù)率為87％，保溫率為80％，蓬松度比容為8.5cm3/g，其抑菌率為41％。