本發(fā)明屬于聚合物技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種原液著色長效型抗菌消臭纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著環(huán)境的變化，對人體有害的病毒、病菌、細(xì)菌、霉菌等有害菌威脅著人類的健康，因此近年來人們致力于對這些有害菌的研究。為了將抗菌功能結(jié)合到纖維類制品中，普遍采用的方法是在制品原料中添加有機(jī)抗菌劑。但是，現(xiàn)有的有機(jī)抗菌劑存在一定的毒性風(fēng)險(xiǎn)，對人體有害，使其使用受到局限。近年來，無機(jī)抗菌劑和納米技術(shù)的出現(xiàn)，為替代這類有機(jī)抗菌劑增加了實(shí)現(xiàn)新技術(shù)的可能性。市場上常用的無機(jī)抗菌劑，主要使用了納米銀粒子，但是納米銀粒子具有自身的有害性和成本較高的經(jīng)濟(jì)性缺陷，并且會引起最終制品的聚合物纖維的色變，因此，納米銀粒子的實(shí)際運(yùn)用也受到局限。對于纖維類制品的染色，一般是利用水為載體，將分散性染料在高溫高壓條件下染在纖維上的，染色過程中會使用大量的水及其他化學(xué)用品，成本高且對能源造成浪費(fèi)，因此，提供一種無水染色的且具有良好抗菌消臭功能的纖維材料很有必要。

cn105482431a提供了一種抗菌消臭型聚丙烯纖維的制備方法，將八羧基金屬酞菁溶入溶劑中加入到聚合物基體，攪拌均勻后除去溶劑，干燥后得到八羧基金屬酞菁均勻分散在聚合物基體中的混合物，具有抗菌消臭的功能，但是其具有一定的毒性且成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種原液著色長效型抗菌消臭纖維，其具有良好的光觸媒特性的抗菌消臭效果。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種原液著色長效型抗菌消臭纖維，按重量百分比計(jì)，由2～12％的色母粒以及88～98％的聚合物基料樹脂組成；其中，按重量百分比計(jì)，所述色母粒包含以下物質(zhì)：

本發(fā)明采用具有高比表面積、較低熔融溫度、穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)的納米氧化鋅粒子作為抗菌劑，以高色牢度的色粉作為著色劑，采用原液著色技術(shù)，將二者與分散劑混合于聚合物樹脂中制成色母粒，再將色母粒混合于聚合物基料樹脂中，通過調(diào)節(jié)各原料的用量及工藝，經(jīng)紡絲制成具有抗菌消臭功能的纖維材料。

本發(fā)明中，原液著色長效型抗菌消臭纖維，按重量百分比計(jì)，制備原料包含2～12％的色母粒以及88～98％的聚合物基料樹脂，優(yōu)選為5～10％的色母粒以及90～95％的聚合物基料樹脂，例如，色母粒的重量百分比為2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％，聚合物基料樹脂的重量百分比為88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％；其中，按重量百分比計(jì)，所述色母粒包含以下物質(zhì)：

聚合物樹脂35～69％，優(yōu)選為40～60％，例如35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、58％、60％、62％、64％、65％、68％、69％；

納米氧化鋅10～20％，優(yōu)選為12～16％，例如10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％；

色粉20～40％，優(yōu)選為25～35％，例如20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％；

分散劑1～5％，優(yōu)選為2～4％，例如1％、2％、3％、4％、5％。

本發(fā)明中，采用納米級的氧化鋅來作為抗菌消臭劑達(dá)到抗菌消臭的功效，納米氧化鋅具有光觸媒半導(dǎo)體性質(zhì)，其實(shí)現(xiàn)抗菌效果的方式是基于抑制病菌或病毒的代謝以使其枯死并去除的機(jī)理。納米氧化鋅無毒無味，對皮膚無刺激性，不分解，不變質(zhì)，熱穩(wěn)定性好，本身為白色，且納米氧化鋅在陽光或紫外線照射下，在水和空氣中能自行分解出自由移動的帶負(fù)電的電子(e^-)，同時(shí)留下帶正電的空穴(h⁺)，這種空穴可以激活空穴中的氧變?yōu)榛钚匝?，有極強(qiáng)的化學(xué)性能，能與多數(shù)有機(jī)物(包括細(xì)菌、病毒、病菌在內(nèi))發(fā)生氧化反應(yīng)，從而把大多數(shù)病菌病毒殺死，進(jìn)而達(dá)到抗菌的功能；也可以分解有機(jī)物與特定的化合物，將含有有機(jī)物的臭氣進(jìn)行分解，例如氨氣、醋酸、硫化氫等，進(jìn)而達(dá)到消臭的功能。本發(fā)明采用的納米氧化鋅的平均粒徑為20～100nm，例如20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm。

本發(fā)明中，所述聚合物樹脂為聚酰胺、聚酯、聚丙烯和聚乙烯中的一種或至少兩種的混合物，典型但非限制的組合為，所述聚合物樹脂為一種，所述聚合物樹脂為聚酰胺，所述聚合物樹脂為聚酯，所述聚合物樹脂為聚丙烯，所述聚合物樹脂為聚乙烯；所述聚合物樹脂為兩種的混合物，所述聚合物樹脂為聚酰胺、聚酯的混合物，所述聚合物樹脂為聚酰胺、聚丙烯的混合物，所述聚合物樹脂為聚酰胺、聚乙烯的混合物，所述聚合物樹脂為聚酯、聚丙烯的混合物，所述聚合物樹脂為聚酯、聚乙烯的混合物，所述聚合物樹脂為聚丙烯和聚乙烯的混合物；所述聚合物樹脂為三種的混合物，所述聚合物樹脂為聚酰胺、聚酯、聚丙烯的混合物，所述聚合物樹脂為聚酰胺、聚酯、聚乙烯的混合物，所述聚合物樹脂為聚酯、聚丙烯和聚乙烯的混合物；所述聚合物樹脂為四種的混合物，所述聚合物樹脂為所述聚合物樹脂為聚酰胺、聚酯、聚丙烯和聚乙烯的混合物。

本發(fā)明中，所述色粉為有機(jī)染料、顏料和無機(jī)染料中的一種或至少兩種的混合物，例如所述色粉為有機(jī)染料，所述色粉為顏料，所述色粉為無機(jī)染料，所述色粉為有機(jī)染料、顏料的混合物，所述色粉為有機(jī)染料、無機(jī)染料的混合物，所述色粉為顏料和無機(jī)染料的混合物，所述色粉為有機(jī)染料、顏料和無機(jī)染料的混合物。

本發(fā)明中，所述聚合物基料樹脂為聚酰胺、聚酯、聚丙烯和聚乙烯中的一種或至少兩種的混合物，可以與上述的聚合物樹脂相同。

本發(fā)明所述的分散劑可以為本領(lǐng)域常用的分散劑。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種原液著色長效型抗菌消臭纖維的制備方法，制備工藝簡單，采用原液著色技術(shù)制得的纖維材料具有良好的抗菌消臭功能，包括如下步驟：

1)按重量百分比計(jì)，稱取35～69％的聚合物樹脂、10～20％的納米氧化鋅、20～40％的色粉以及1～5％的分散劑，攪拌混合均勻后置于雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，制得色母粒；

2)按重量百分比計(jì)，稱取88～98％的聚合物基料樹脂以及步驟1)制得的色母粒2～12％，混合均勻后置于紡絲機(jī)中紡絲，制得原液著色長效型抗菌消臭纖維。

本發(fā)明中，所述雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為200～270℃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明的原液著色長效型抗菌消臭纖維，具有良好的光觸媒特性的抗菌效果好，對金黃色葡萄球菌的減菌率大于99.9％，對大腸桿菌的減菌率大于99.9％，對肺炎桿菌的減菌率大于91.5％。

(2)本發(fā)明的原液著色長效型抗菌消臭纖維，具有良好的消臭功效。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1制得的原液著色長效型抗菌消臭纖維的掃描電鏡圖；

圖2為本發(fā)明的消臭試驗(yàn)中，三種不同的布料消臭效果的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如無具體說明，本發(fā)明的各種原料均可市售購得，或根據(jù)本領(lǐng)域的常規(guī)方法制備得到。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的原液著色長效型抗菌消臭纖維，按重量百分比計(jì)，由2％的色母粒以及98％的聚合物基料樹脂組成；其中，按重量百分比計(jì)，所述色母粒包含以下物質(zhì)：聚合物樹脂60％、納米氧化鋅15％、色粉20％、分散劑5％，其中，納米氧化鋅的平均粒徑為50nm，聚合物樹脂為聚酰胺、聚酯、聚乙烯的混合物，色粉為有機(jī)染料，聚合物基料樹脂為聚酰胺、聚酯、聚丙烯和聚乙烯的混合物。

本實(shí)施例的原液著色長效型抗菌消臭纖維，通過如下步驟制備得到：1)按上述配比，將聚合物樹脂、納米氧化鋅、色粉以及分散劑，攪拌混合均勻后置于雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，控制雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為200～270℃，制得色母粒；2)按上述配比稱取聚合物基料樹脂以及步驟1)制得的色母粒，混合均勻后置于紡絲機(jī)中紡絲，制得原液著色長效型抗菌消臭纖維。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的原液著色長效型抗菌消臭纖維，按重量百分比計(jì)，由12％的色母粒以及88％的聚合物基料樹脂組成；其中，按重量百分比計(jì)，所述色母粒包含以下物質(zhì)：聚合物樹脂35％、納米氧化鋅20％、色粉40％、分散劑5％，其中，納米氧化鋅的平均粒徑為80nm，聚合物樹脂為聚酯、聚丙烯的混合物，色粉為有機(jī)染料、無機(jī)染料的混合物，聚合物基料樹脂為聚酰胺、聚酯、聚乙烯的混合物。本實(shí)施例原液著色長效型抗菌消臭纖維的制備方法如實(shí)施例1，在此不再贅述。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的原液著色長效型抗菌消臭纖維，按重量百分比計(jì)，由10％的色母粒以及90％的聚合物基料樹脂組成；其中，按重量百分比計(jì)，所述色母粒包含以下物質(zhì)：聚合物樹脂60％、納米氧化鋅15％、色粉21％、分散劑4％，其中，納米氧化鋅的平均粒徑為100nm，聚合物樹脂為聚酯，色粉為顏料，聚合物基料樹脂為聚酰胺、聚酯的混合物。本實(shí)施例原液著色長效型抗菌消臭纖維的制備方法如實(shí)施例1，在此不再贅述。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的原液著色長效型抗菌消臭纖維，按重量百分比計(jì)，由6％的色母粒以及94％的聚合物基料樹脂組成；其中，按重量百分比計(jì)，所述色母粒包含以下物質(zhì)：聚合物樹脂52％、納米氧化鋅18％、色粉25％、分散劑5％，其中，納米氧化鋅的平均粒徑為90nm，聚合物樹脂為聚丙烯，色粉為顏料和無機(jī)染料的混合物，聚合物基料樹脂為聚乙烯。本實(shí)施例原液著色長效型抗菌消臭纖維的制備方法如實(shí)施例1，在此不再贅述。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的原液著色長效型抗菌消臭纖維，按重量百分比計(jì)，由3％的色母粒以及97％的聚合物基料樹脂組成；其中，按重量百分比計(jì)，所述色母粒包含以下物質(zhì)：聚合物樹脂62％、納米氧化鋅11％、色粉26％、分散劑1％，其中，納米氧化鋅的平均粒徑為120nm，聚合物樹脂為聚酰胺、聚酯、聚丙烯的混合物，色粉為有機(jī)染料、顏料和無機(jī)染料的混合物，聚合物基料樹脂為聚丙烯。本實(shí)施例原液著色長效型抗菌消臭纖維的制備方法如實(shí)施例1，在此不再贅述。

由實(shí)施例1-5制備的原液著色長效型抗菌消臭纖維作為紡線制備成光觸媒抗菌布，并以一般的滌綸布和添加了有機(jī)抗菌劑制成的有機(jī)抗菌紗作為對比例進(jìn)行消臭試驗(yàn)，其中臭氣源為濃度為28～30％的氨水，將本發(fā)明制得的光觸媒抗菌布、一般滌綸布和有機(jī)抗菌布浸入氨水中，給予光照，30min、60min、90min、120min后測試氨水的濃度，三種不同布料的消臭效果的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。對實(shí)施例1制得的原液著色長效型抗菌消臭纖維電鏡掃描，電鏡圖如圖1所示，可以看出，纖維表面附著有大量的納米氧化鋅粒子。

由圖2可以看出，隨著光照時(shí)間的增加，相對于一般滌綸布和有機(jī)抗菌布，本發(fā)明制備的光觸媒抗菌布中的氨水濃度下降的更快，因此本發(fā)明制備的光觸媒抗菌布對氨水的消臭效果更好。

以一般滌綸布作為對比例，將本發(fā)明實(shí)施例1制得的光觸媒抗菌布進(jìn)行抗菌實(shí)驗(yàn)，其中抗菌實(shí)驗(yàn)測試方法參照抗菌紡織品的評價(jià)方法aatcc100，實(shí)驗(yàn)菌種采用對金黃色葡萄球菌atcc6538、大腸桿菌atcc8739、肺炎桿菌atcc4352，測試結(jié)果如表1所示。

表1

由表1數(shù)據(jù)計(jì)算減菌率，計(jì)算公式為減菌率＝100×(c-a)/c，可以得出，本發(fā)明制得的光觸媒抗菌布對金黃色葡萄球菌的減菌率＞99.9％，對大腸桿菌的減菌率＞99.9％，對肺炎桿菌的減菌率＞91.5％。

本發(fā)明原液著色長效型抗菌消臭纖維的制備工藝簡單，采用原液著色技術(shù)制得的纖維材料具有良好的抗菌消臭功能，可廣泛應(yīng)用于抗菌消臭材料領(lǐng)域。

申請人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。