一种高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法与流程

1.本发明涉及功能性纺织品生产技术领域，尤其涉及一种高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法。


背景技术：

2.随着社会经济的发展和国民生活水平的提高，人们对纺织面料的要求日益提高。汉麻织物本身含有一定的抗菌成分，具有一定的抗菌防霉性能，同时具有优良的吸湿透气功能，已逐步受到人们的青睐。然而，汉麻织物在纤维加工和织造过程中，有大部分抗菌成分的流失，导致抗菌性能大幅降低，难以满足人们的抗菌需求。开发高效抗菌特种汉麻面料具有重要意义。
3.cn 114960193 a公开了一种天然抗菌汉麻防紫外凉爽面料的加工方法，包括以下步骤：
4.(1)将纳米氮化硼经蒸汽氧化工艺后，洗涤、干燥，制备得到羟基化纳米氮化硼；(2)将羟基化纳米氮化硼与纳米zno、tween 80分散剂、钛酸酯偶联剂混合于水中，搅拌，然后超声进一步分散，得到复合整理液；(3)将待加工的汉麻面料浸于复合整理液中，采用浸轧烘工艺处理后，得到天然抗菌汉麻防紫外凉爽面料。
5.cn 106436324a公开了一种纺织品用抗静电、抗紫外、抗菌、透汽、肤感、水性聚氨酯涂层胶及制备方法，原料按重量配比，由去离子水20-30、二异丙基十八烷氧基乙酰铝螯合物0.5-3.0、改性汉麻木质纤维素粉5.0-15、聚氨酯弹性粉3.0-5.0、聚氨酯粘合剂50-70、消泡剂0.1-0.3、缔合型聚氨酯增稠剂1.0-5.0、抗静电剂2.0-5.0、有机硅柔滑手感剂5.0-10、有机硅防粘剂2.0-5.0、紫外线吸收剂1.0-3.0复配制得。
6.由上述专利技术可知，目前针对汉麻面料在抗菌基础上进行透气的功能改性均是采用整理液的形式实现，但在具备透气改性功能的同时会对汉麻纤维本身具备的抗菌成分造成破坏，导致抗菌性能大幅降低，这并不符合目前功能性面料的基本要求。并且目前的汉麻面料改性并不能够克服这一缺陷，而且对于汉麻面料拒水性能的功能改性在目前现有技术中未见报道。
7.综上所述，如何在目前现有的汉麻面料中既能够改善汉麻织物在纤维加工和织造过程中造成大部分抗菌成分流失问题，又能够有效提高透气与拒水性能，成为了汉麻面料领域技术人员目前亟待解决的一个难题。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种有效改善汉麻织物加工过程中抗菌成本大部分流失问题，提高抗菌性能的同时，兼具透气与拒水性能的高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法。
9.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法，包括如下步骤：
10.一、制备抗菌纳米粒子：
11.(1)、按介孔二氧化硅纳米粒子与单宁酸质量比为1:(0.5-2)加入单宁酸，避光搅拌12h，络合形成抗菌纳米粒子；
12.二、汉麻织物等离子体预处理：
13.(2)、将麻织物进行等离子体预处理，频率5-10mhz，氦气流速30-50l/min，放电电压3-10kv，放电时间50-120s；
14.三、浸渍处理：
15.(3)、取步骤(1)制备的重量为5-20g抗菌纳米粒子均匀分散于氨基硅油乳液中，形成由介孔二氧化硅纳米粒子、氨基硅油乳液、单宁酸混合溶液组成的涂层液；
16.(4)、将100g经等离子体预处理后的汉麻面料浸入涂层液中，进行搅拌，搅拌速度设置为200-600r/min，搅拌时间为10min，在汉麻面料表面均匀涂覆涂层液；
17.(5)、浸渍结束后将汉麻面料取出，在120℃条件下进行干燥，制得表面具有涂层的高抗菌、拒水透气性能汉麻面料。
18.上述的高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法，所述步骤(1)中介孔二氧化硅纳米粒子与单宁酸质量比为1:1，
19.上述的高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法，所述步骤(1)中介孔二氧化硅纳米粒子的粒径为50-100nm，孔径为5-20nm。
20.上述的高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法，所述步骤(2)中，等离子体为氧气或空气等离子体，频率8mhz，氦气流速40l/min，放电电压5kv，放电时间50s。
21.上述的高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法，所述步骤(3)中，处理条件搅拌速度为500r/min，搅拌时间为10min，浸渍结束后120℃干燥。
22.上述的高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法，在汉麻面料表面均匀形成的涂层中，所述涂层厚度为0.1-0.5mm，介孔二氧化硅纳米粒子的在汉麻面料中的固含量为5％-20％。
23.本发明高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法的优点是：本发明将介孔二氧化硅与单宁酸复合成纳米粒子，并吸附于经过等离子体处理的汉麻织物表面，利用介孔二氧化硅纳米粒子比表面积、易于修饰的表面性质以及高效的药物负载与释放性能，与单宁酸相结合在汉麻面料表面形成的涂层，增强了汉麻面料的阻水性、撕破强度及回弹性。起到了辅助提高杀菌消毒的效果，延长了汉麻面料的抗菌时间、提高了汉麻面料的抗菌耐久性。在等离子体处理后进行涂层的处理手段，提高了涂层的牢度，同时抗菌纳米粒子与等离子体处理相结合的共同作用下，大大提高了面料的透气、拒水性能。使得制备的面料在原始高效抗菌功能提高的同时，还能够同时具备拒水透气的双重性能。
附图说明
24.图1为高抗菌、拒水透气性能汉麻面料中汉麻纤维的电镜照片；
25.图2为本发明汉麻面料的抗菌对比照片。
具体实施方式
26.下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。
27.实施例1：
28.一种高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法，包括如下步骤：
29.一、制备抗菌纳米粒子：
30.(1)、按介孔二氧化硅纳米粒子与单宁酸质量比为1:0.5加入单宁酸，避光搅拌12h，络合形成抗菌纳米粒子；介孔二氧化硅纳米粒子的粒径为50nm，孔径为5nm。
31.二、汉麻织物等离子体预处理：
32.(2)、将麻织物进行等离子体预处理，频率5mhz，氦气流速30l/min，放电电压3kv，放电时间100s；等离子体为氧气或空气等离子体。
33.三、浸渍处理：
34.(3)、取步骤(1)制备的重量为5g抗菌纳米粒子均匀分散于氨基硅油乳液中，形成由介孔二氧化硅纳米粒子、氨基硅油乳液、单宁酸混合溶液组成的涂层液；
35.(4)、将100g经等离子体预处理后的汉麻面料浸入涂层液中，进行搅拌，搅拌速度设置为200r/min，搅拌时间为10min，在汉麻面料表面均匀涂覆涂层液；
36.(5)、浸渍结束后将汉麻面料取出，在120℃条件下进行干燥，制得表面具有涂层的高抗菌、拒水透气性能汉麻面料。
37.实施例2：
38.一种高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法，包括如下步骤：
39.一、制备抗菌纳米粒子：
40.(1)、按介孔二氧化硅纳米粒子与单宁酸质量比为1:1加入单宁酸，避光搅拌12h，络合形成抗菌纳米粒子；介孔二氧化硅纳米粒子的粒径为75nm，孔径为10nm。
41.二、汉麻织物等离子体预处理：
42.(2)、将麻织物进行等离子体预处理，频率8mhz，氦气流速40l/min，放电电压5kv，放电时间120s；等离子体为氧气或空气等离子体。
43.三、浸渍处理：
44.(3)、取步骤(1)制备的重量为10g抗菌纳米粒子均匀分散于氨基硅油乳液中，形成由介孔二氧化硅纳米粒子、氨基硅油乳液、单宁酸混合溶液组成的涂层液；
45.(4)、将100g经等离子体预处理后的汉麻面料浸入涂层液中，进行搅拌，搅拌速度设置为600r/min，搅拌时间为10min，在汉麻面料表面均匀涂覆涂层液；
46.(5)、浸渍结束后将汉麻面料取出，在120℃条件下进行干燥，制得表面具有涂层的高抗菌、拒水透气性能汉麻面料。
47.实施例3：
48.一种高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法，包括如下步骤：
49.一、制备抗菌纳米粒子：
50.(1)、按介孔二氧化硅纳米粒子与单宁酸质量比为1:2加入单宁酸，避光搅拌12h，络合形成抗菌纳米粒子；介孔二氧化硅纳米粒子的粒径为100nm，孔径为20nm。
51.二、汉麻织物等离子体预处理：
52.(2)、将麻织物进行等离子体预处理，频率10mhz，氦气流速50l/min，放电电压10kv，放电时间50s；等离子体为氧气或空气等离子体。
53.三、浸渍处理：
54.(3)、取步骤(1)制备的重量为20g抗菌纳米粒子均匀分散于氨基硅油乳液中，形成由介孔二氧化硅纳米粒子、氨基硅油乳液、单宁酸混合溶液组成的涂层液；
55.(4)、将100g经等离子体预处理后的汉麻面料浸入涂层液中，进行搅拌，搅拌速度设置为500r/min，搅拌时间为10min，在汉麻面料表面均匀涂覆涂层液；
56.(5)、浸渍结束后将汉麻面料取出，在120℃条件下进行干燥，制得表面具有涂层的高抗菌、拒水透气性能汉麻面料。
57.本发明高抗菌、拒水透气性能汉麻面料经等离子体处理后，在汉麻面料表面均匀形成由介孔二氧化硅纳米粒子、氨基硅乳液、单宁酸混合溶液构成的涂层，涂层厚度为0.1-0.5mm，介孔二氧化硅纳米粒子的在汉麻面料中的固含量为5％-20％。
58.由图1表面纤维形貌可知，汉麻面料经过等离子体处理和浸渍涂层处理后，汉麻纤维表面的粗糙度变大，能看到明显涂层结构。并且接触角大于90
°
，面料表面疏水性能大大提高。
59.由图2可知，本发明汉麻面料与未经处理的汉麻面料对比可明显看出，经过本发明处理的汉麻面料具有良好的抗菌性能，对大肠杆菌的抑菌率大于80％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率大于85％。
60.纳米技术在纺织品的应用领域日趋广泛，而二氧化硅纳米粒子其奇异的特性和优良化学稳定性，被广泛应用于开发具有超疏水性能的功能纺织品。同时，介孔二氧化硅纳米粒子在药物递送系统中具有十分突出的优势，主要包括良好的生物相容性、低细胞毒性、孔径可调、粒径均一、高比表面积、易于修饰的表面性质、高热稳定性以及化学稳定性，这些特性赋予了介孔二氧化硅颗粒高效的药物负载与释放性能。单宁酸是植物源高分子多元酚化合物，具有很强的生物和药理活性，如杀菌消毒和抗氧化等，在医药、食品、日化等方面具有广泛的应用。利用介孔二氧化硅纳米粒子负载与释放单宁酸，具有良好的生物相容性、抗菌等生物学功能。相比传统的使用单宁酸直接处理织物，能够延长抗菌时间、提高织物的耐久性。鉴于此，将上述原理用于本发明汉麻面料的制备，其具备如下功能：
61.一、关于抗菌功能：
62.通过介孔二氧化硅纳米粒子与单宁酸制备形成的抗菌纳米粒子，由于介孔二氧化硅纳米粒子自身多孔的结构，与单宁酸搅拌络合时，单宁酸分子会钻入介孔二氧化硅纳米粒子的多孔结构内，在制备由介孔二氧化硅纳米粒子、氨基硅乳液、单宁酸混合溶液构成的涂层液后，经浸渍涂覆到汉麻面料表面形成涂层，此时抗菌纳米粒子在涂层内就起到了一个“缓释”的效果，即：单宁酸会缓慢从介孔二氧化硅纳米粒子的多孔结构内释放，延长了抗菌时间。弥补了汉麻织物在纤维加工和织造过程中，有大部分抗菌成分的流失，导致抗菌性能大幅降低的缺陷。
63.二、关于拒水性能：
64.由于本身二氧化硅纳米粒子具有超疏水性能，同时汉麻面料经过等离子预处理后也具备了一定的拒水性能，再加上汉麻面料表面的涂层，进一步增强了汉麻面料的阻水性能，经等离子体处理后的汉麻面料由于刻蚀作用提高了涂层的结合牢度，在汉麻纤维表面形成了全方位的的拒水屏障，使得本发明的拒水性能大大提高。
65.三、关于透气性能：
66.由于采用传统涂层涂覆方式改性的汉麻面料必然会影响透气性能，本发明通过预
先对汉麻面料进行等离子体预处理，使得汉麻面料中汉麻纤维表面团聚的氨基、羟基、羧基等基团分散，此时汉麻面料相比不进行等离子体预处理时透气性增强，然后进行浸渍涂层处理时抗菌纳米粒子能够与分散的基、羟基、羧基等基团进行共价键结合，由于结合前的透气性已经得到提高，因此结合抗菌纳米粒子后的汉麻面料透气性仍然比不进行等离子体预处理时的汉麻面料要好，并且本身抗菌纳米粒子在涂层液中也容易发生团聚，但与分散后的氨基、羟基、羧基等基团反应后，在涂层中也发生了分散，同时解决了涂层内介孔二氧化硅纳米粒子不均匀的问题。因此，本发明汉麻面料的涂层不但不影响透气性，在延长和增加抗菌性能的同时，还能够提高其透气性能。所以说该工艺不但实现了增强抗菌性能的目的，而且提高了面料的透气性能。
67.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的保护范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
68.当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：一、制备抗菌纳米粒子：(1)、按介孔二氧化硅纳米粒子与单宁酸质量比为1:(0.5-2)加入单宁酸，避光搅拌12h，络合形成抗菌纳米粒子；二、汉麻织物等离子体预处理：(2)、将麻织物进行等离子体预处理，频率5-10mhz，氦气流速30-50l/min，放电电压3-10kv，放电时间50-120s；三、浸渍处理：(3)、取步骤(1)制备的重量为5-20g抗菌纳米粒子均匀分散于氨基硅油乳液中，形成由介孔二氧化硅纳米粒子、氨基硅油乳液、单宁酸混合溶液组成的涂层液；(4)、将100g经等离子体预处理后的汉麻面料浸入涂层液中，进行搅拌，搅拌速度设置为200-600r/min，搅拌时间为10min，在汉麻面料表面均匀涂覆涂层液；(5)、浸渍结束后将汉麻面料取出，在120℃条件下进行干燥，制得表面具有涂层的高抗菌、拒水透气性能汉麻面料。2.根据权利要求1所述的高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法，其特征是：所述步骤(1)中介孔二氧化硅纳米粒子与单宁酸质量比为1:1。3.根据权利要求1所述的高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法，其特征是：所述步骤(1)中介孔二氧化硅纳米粒子的粒径为50-100nm，孔径为5-20nm。4.根据权利要求1所述的高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法，其特征是：所述步骤(2)中，等离子体为氧气或空气等离子体，频率8mhz，氦气流速40l/min，放电电压5kv，放电时间50s。5.根据权利要求1所述的高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法，其特征是：所述步骤(3)中，处理条件搅拌速度为500r/min，搅拌时间为10min，浸渍结束后120℃干燥。6.根据权利要求1所述的高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法，其特征是：在汉麻面料表面均匀形成的涂层中，所述涂层厚度为0.1-0.5mm，介孔二氧化硅纳米粒子的在汉麻面料中的固含量为5％-20％。

技术总结
本发明公开了一种高抗菌、拒水透气性能汉麻面料的制备方法，包括如下步骤：(1)、按介孔二氧化硅纳米粒子与单宁酸质量比为1:(0.5-2)加入单宁酸，避光搅拌12h，络合形成抗菌纳米粒子；(2)、将麻织物进行等离子体预处理，频率5-10MHz，氦气流速30-50L/min，放电电压3-10kV，放电时间50-120s；(3)、取抗菌纳米粒子均匀分散于氨基硅油乳液中，形成涂层液；(4)、将汉麻面料浸入涂层液中，进行搅拌，在汉麻面料表面均匀涂覆涂层液；(5)、浸渍结束后在120℃条件下进行干燥。本发明抗菌纳米粒子与等离子体处理相结合的共同作用下，大大提高了面料的透气、拒水性能。使得制备的面料在原始高效抗菌功能提高的同时，还能够同时具备拒水透气的双重性能。重性能。重性能。


技术研发人员：丁洪亮 南希
受保护的技术使用者：威海汉泰大麻纤维科技有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/9/5