專利名稱：一種紡織品納米功能整理劑的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種用于生產抗菌、抗菌防臭、抗菌保健或抗菌護膚功能紡織品的主含無機納米材料的紡織品納米功能整理劑的制備方法，其國際專利分類號為D06M13/000。
背景技術：
綠色消費推動了綠色功能紡織品的研制與開發。由于納米氧化鋅、納米二氧化鈦本身無毒，對環境友好，所以為研制綠色功能紡織品開辟了一條新的途徑。雖然納米氧化鋅的制備方法研究較多，但其應用技術研究相對滯后；尤其是用于紡織品后整理的研究更為少見。鑒于納米材料用于紡織品后整理的專業術語尚未統一，本發明中將由納米材料制備的整理劑稱為納米功能整理劑或織物納米整理劑；由其后整理獲得的紡織品稱為納米功能紡織品或納米功能織物。
非典型肺炎(SARS)的爆發不僅給國民經濟造成了重大損失，而且對人民的身心健康造成了嚴重損害。面對突如其來的疫情，中國政府提出了戰勝非典要依靠科技的口號。國內外專家也提出了防重于治的長期防治非典的戰略思想。在現實生活中，人們不可避免地要接觸到各種各樣的細菌、真菌等微生物。這些微生物在合適的環境條件下會迅速生長繁殖，并通過接觸傳播疾病、影響人們的身體健康。
日常生活中，各類紡織品是這些微生物的良好生存之地，是疾病的重要傳播源，所以紡織品的抗菌研究有著極其重要的意義。然而，在現有的紡織品抗菌整理劑的技術中，市場采用的多為人工合成的有機抗菌劑，如有機硅季銨鹽類、鹵代二苯醚類、吡啶硫銅類、硝基呋喃類、有機氮類、苯并咪唑類、磺酰胺類等。其中多數對人體具有一定的毒副作用，且因難降解性對環境也都有一定的污染。例如，中國專利申請CN1041018公開了一種含羥基二苯醚的織物用抗菌防臭整理劑，因羥基二苯醚類化合物與含氯漂白劑反應生成有毒氯化衍生物，并且該抗菌劑在加熱或紫外線照射后會產生致癌物四氯二惡烷，而被禁止使用；中國專利申請CN1048846公開了一種含季銨類有機物的織物用抗菌防臭整理劑，因遇肥皂、洗衣粉等陰離子洗滌劑效果聚減而使用受到限制；中國專利申請CN1169488公開的胍類抗菌劑亦屬人工合成有機物抗菌劑。另一類抗菌劑BCA/747即2-(3、5-二甲基-1-吡唑)-4-苯基-6-羥基嘧啶和a-溴肉桂醛，因發現其潛在毒性而被禁止用于紡織品。雖然中國專利申請CN1034090公開了一種非人工合成有機物抗菌紡織品的制造方法，但最近由于抗菌紡織品受到消費者的普遍歡迎，綠色消費已成為公眾消費的最響亮口號，同時環境保護意識的加強，人們迫切希望能開發一種對人體無害、對環境友好的抗菌整理劑能夠運用于紡織品抗菌防臭整理。本發明正是適應這種需求而開發的一種新型紡織品整理劑。
本發明的目的旨在提供一種對人體無害、對環境友好、能替代有機合成抗菌劑的紡織品納米功能整理劑，并將納米功能整理劑植入紡織品的方法，使各類紡織品具有抗菌、抗菌防臭、抗菌保健或抗菌護膚功能。
發明內容
本發明的理論依據之一是納米氧化鋅、納米二氧化鈦具有已知的優良抗菌性能，其殺菌機理是光激發誘導產生殺菌的負離子及溶出金屬殺菌機理；另一個理論依據是含有納米氧化鋅、納米二氧化鈦的納米功能整理劑含有在紡織品上成膜的高分子樹脂，交聯成膜后納米粒子在紡織品上具有良好的耐久性。
本發明所涉及的紡織品用納米功能整理劑的制備方法有三點發明內容，一是納米功能整理劑的配方，二是納米功能整理劑的制備工藝，三是納米功能整理劑用于紡織品中的抗菌、防臭、保健、護膚作用。先將無機納米材料在容器中攪拌條件下，分散于表面活性劑的水溶液中，連續攪拌成流體性膠體，再加入輔助成份，繼續攪拌均勻即制成納米功能整理劑；納米功能整理劑中的無機納米材料為納米氧化鋅、納米二氧化鈦或兩者的混合物，其輔助成份包括分散劑、柔軟劑、粘合劑、催化劑、交聯劑、溶劑；將制成的納米功能整理劑按相對織物重量的1-20％的比例經過浸、軋、烘、焙工藝步驟或直接噴涂工藝加工棉、麻、絲、毛、化纖及其混合物等紡織品原料，使其具有抗菌、防臭、保健、護膚功能并用于制備織物。
所制備的紡織品納米功能整理劑中的抗菌劑為無機納米材料，即納米氧化鋅、納米二氧化鈦或兩者的混合物，無機納米粒子的粒徑為1-200nm，較好的粒徑是5-100nm，最好的粒徑是10-60nm；無機納米材料的含量為整理劑重量百分比的0.01％-30％，其余為輔助成份，制成品的重量百分比總量為100％；無機納米材料可以是納米氧化鋅或納米二氧化鈦的單一成份，也可以是納米氧化鋅和納米二氧化鈦兩種成份的混合物；如果為混合物，其納米氧化鋅、納米二氧化鈦的重量配比為0.1-99.99∶0.1-99.99，總和為100。
紡織品納米功能整理劑的輔助成份為組合物，包括分散劑、柔軟劑、粘合劑、交聯劑、催化劑、溶劑。
輔助成份中的分散劑包括聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸銨、聚丙烯酸鉀、司盤、吐溫、平平加等表面活性劑，用量占納米功能整理劑重量百分比為0.5％-40％；輔助成份中的柔軟劑包括有機硅、改性有機硅類，例如氨基有機硅、雙氨基有機硅、環氯基有機硅、親水性有機硅、環氧基有機硅、羧甲基有機硅、聚醚有機硅等非離子型柔軟劑和陰離子柔軟劑，用量占納米功能整理劑重量百分比為0.5％-75％；輔助成份的粘合劑包括陰離子或非離子性的能交聯成膜的高分子樹脂及乳液，如聚丙烯酸酯、聚氨酯、硅酮等，用量占納米功能整理劑重量百分比為0-55％；輔助成份的交聯劑為多元羧酸，包括丁烷四酸、檸檬酸、酒石酸、枸櫞酸、草酸、多聚丙烯酸等，用量占納米功能整理劑重量百分比為0-16％。
輔助成份的催化劑包括氯化鎂、硝酸鎂、次磷酸鈉、磷酸鹽，用量占納米功能整理劑重量百分比為0-22％。
輔助成份溶劑水占納米功能整理劑重量百分比為0-92％；納米功能整理劑各種成份總和為100％。
具體實施方案下面通過實例對本發明作進一步的闡述。
實施例1配方納米氧化鋅，粒徑是20-40nm，用量5％；低聚丙烯酸鈉，粘度5Pa.S，用量6％；雙氨基硅油，氨值0.3，用量20％；水，用量69％。
制備工藝先將低聚丙烯酸鈉溶于20份水中，在攪拌下加入納米氧化鋅粉末，然后加入雙氨基硅油，繼續攪拌均勻即成一種型號的納米功能整理劑。
應用工藝試驗織物為印花純棉毛巾；納米功能整理劑用量為相對織物重量的5％(owf)；工藝流程，印花純棉毛巾經過二浸二軋，軋余率100％，再用熱風烘干，溫度90℃-100℃，然后分別經裁剪、縫紉、包裝而制成具有抗菌、防臭、保健、護膚功能的印花純棉毛巾。
實施例2配方納米二氧化鈦，粒徑是10-20nm，用量3％；聚丙烯酸銨用量5％；親水性有機硅油用量18％；聚丙烯酸酯粘合劑用量20％；水用量54％。
制備工藝先將聚丙烯酸銨溶于20份水中，在攪拌下加入納米二氧化鈦粉末，爾后加入親水性有機硅油和聚丙烯酸酯粘合劑，攪拌均勻后加入剩余水，用膠體磨研磨兩遍即成一種型號的納米功能整理劑。
應用工藝試驗織物，21s×21s60×58 36″漂白純棉平布；納米功能整理劑用量為相對織物重量的3.5％(owf)；將漂白純棉平布棉經過二浸二軋，30℃，軋余率80％-85％后再經烘干，85℃-105℃和焙烘，150℃-190℃，再經過檢驗、包裝常規工藝步驟制成產品。
實施例3配方納米二氧化鈦，粒徑是10-20nm，用量1.5％，納米氧化鋅，粒徑是50-60nm，用量3％，司盤-80，用量3％、吐溫-80，用量2％、平平加0-15，用量1.5％；聚氨酯粘合劑，用量20％；水，用量69％。
制備工藝先將司盤-80、吐溫-80、平平加0-15溶于30份水中，在攪拌下加入納米二氧化鈦、納米氧化鋅粉，用膠體磨研磨兩遍，過濾，即成一種型號的納米功能整理劑。
應用工藝試驗織物為滌棉針織布；納米功能整理劑用量為相對織物重量的8％(owf)。先將滌棉針織布經過浸泡(20℃-60℃，0.5-2小時)再經過離心機脫水(使帶液量為布重的80％-100％)然后熱風烘干，溫度85℃-110℃，再以過檢驗、包裝等常規工藝制成產品。
實施例4配方納米二氧化鈦，粒徑是30-40nm，用量3％，納米氧化鋅，粒徑是30-50nm，用量4％；司盤-60，用量1％、吐溫-60，用量1％、擴散劑NNO，用量2.5％；聚醚改性硅酮，用量20％，非離子柔軟片，10％；水，用量58.5％。
制備工藝先將司盤-80、吐溫-80、擴散劑NNO、非離子柔軟片溶于28份水中，在攪拌下加入納米二氧化鈦、納米氧化鋅粉術，用膠體磨研磨兩遍，爾后加入聚醚改性硅酮攪拌均勻后加入剩余水，用膠體磨研磨兩遍，過濾，即成一種型號的納米功能整理劑。
應用工藝試驗織物為粗紡毛呢；納米功能整理劑用量為相對織物重量的6.5％(owf)。先將粗紡毛呢經過一浸一軋，溫度30℃-40℃再經過熱風烘干，溫度95℃-110℃，然后經過檢驗、包裝等常規工藝制成產品。
實施例5配方納米二氧化鈦，粒徑是40-60nm，用量2.5％，納米氧化鋅，粒徑是60-80nm，用量4.5％；聚丙烯酸鈉，用量12％；羥基硅乳，用量30％；丁烷四羧酸，用量8％；次磷酸鈉，用量6％；水，用量37％。
制備工藝先將聚丙烯酸溶于水中，在攪拌下加入納米二氧化鈦、納米氧化鋅粉，用膠體磨研磨兩遍，爾后加入羥基硅乳硅酮，攪拌均勻后用膠體磨研磨兩遍，過濾，為A組分；丁烷四羧酸、次磷酸鈉為B組分；將A、B兩組分別包裝即成一種型號的納米功能整理劑。
應用工藝試驗織物為純棉裝飾布；納米功能整理劑用量為相對織物重量的10％(owf)。(1)將A組分按織物重10％，B組分按織物重3.5％溶于水中做成工作液；(2)純棉裝飾布經過噴涂或刮涂，溫度40℃-45℃浸泡后再經烘干，溫度95℃-110℃和焙烘，150℃-180℃，然后再經過檢驗、包裝等常規工藝制成產品。
權利要求
1.一種紡織品納米功能整理劑的制備方法，其特征在于將無機納米材料在攪拌條件下分散于表面活性劑的水溶液中，連續攪拌成流體性膠體，再加入輔助成份，繼續攪拌均勻制成納米功能整理劑；無機納米材料為納米氧化鋅、納米二氧化鈦或兩者的混合物，其含量為整理劑重量百分比的0.01％-30％，其余為輔助成份，制成品的重量百分總量為100％；制成的納米功能整理劑經過浸、軋、烘、焙工藝步驟或直接噴涂加工紡織品原料，使其具有抗菌、防臭、保健、護膚功能用于制備織物。
2.根據權利要求1所述的紡織品納米功能整理劑的制備方法，其特征在于作為抗菌劑的無機納米材料可以是納米氧化鋅或納米二氧化鈦的單一成份，也可以是兩種成份的混合物，其納米氧化鋅、納米二氧化鈦的重量配比為0.1-99.99∶0.1-99.99，總和為100，納米粒子的粒徑為1-200nm。
3.根據權利要求1所述的納米功能整理劑的制備方法，其特征在于紡織品納米功能整理劑的輔助成份為組合物，包括分散劑、柔軟劑、粘合劑、交聯劑、催化劑、溶劑，其各組份占納米功能整理劑重量百分比依次分別為0.5％-40％，0.5％-75％，0-55％，0-16％，0-22％，0-92％。
4.根據權利要求1所述的紡織品納米功能整理劑的制備方法，其特征在于按相對織物重量的1％-20％的比例加工棉、麻、絲、毛、化纖及其混合物紡織品原料。
全文摘要
本發明涉及一種用于生產抗菌、防臭、保健、護膚功能紡織品的主含無機納米材料的紡織品納米功能整理劑的制備方法，將無機納米材料在攪拌條件下分散于表面活性劑的水溶液中，連續攪拌成流體性膠體，再加入輔助成分，繼續攪拌均勻制成納米功能整理劑；無機納米材料為納米氧化鋅、納米二氧化鈦或兩者的混合物，其含量為整理劑重量百分比為0.01％－30％，其余為輔助成分，制成品的重量百分總量為100％；制成的納米功能整理劑經過浸、軋、烘、焙工藝步驟或直接噴涂加工紡織品原料，使其具有抗菌、防臭、保健、護膚功能用于制備織物。該方法生產工藝簡單，原材料及配方合理，產品性能好，是防病保健理想的織物加工技術。
文檔編號D06M11/46GK1632214SQ20031011463
公開日2005年6月29日 申請日期2003年12月23日 優先權日2003年12月23日
發明者李群 申請人:青島大學