[發明專利]一種介孔磷酸鋯負載納米氧化銅抗菌聚酯纖維的制備方法

在審

• 申請號: 201510866915.5
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN105350111A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: 朱美芳;周家良;夏維;胡澤旭;孫賓;周哲
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D01F6/92
• 分類號: D01F6/92;D01F1/10
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發明屬于抗菌劑和抗菌纖維制備領域，特別一種介孔磷酸鋯負載納米氧化銅抗菌聚酯纖維的制備方法。

背景技術

當今社會極端環境、環境污染等生態大環境嚴重惡化，密閉空間等特殊生存微環境導致人們對功能防護紡織品的迫切需求。目前制備紡織品的纖維本身不具有抗菌能力，在一定條件下會給細菌提供生存和繁殖的環境，威脅人類健康。解決纖維抗菌問題的主要方法是利用具有抗菌作用的納米粒子與聚合物基體進行復合改性，制備具有抗菌作用的改性纖維。使纖維在使用過程中會逐步釋放抗菌成分，達到抗菌的目的。目前抗菌纖維應用廣泛，需求量大，但是目前技術不能有效解決功能組分添加量多、分散難、高溫加工不穩定、連續化生產制成率低等難題，且無法解決銅系抗菌劑的顏色問題，致使抗菌纖維不能有效的形成規模化生產，難以滿足目前市場的廣泛需求。

目前，實現纖維具有抗菌功能的主要方法是通過表面改性技術和共混改性技術。前者是通過抗菌組分與纖維或織物表面形成化學鍵的作用使抗菌組分附著在纖維或織物的表面，從而達到抗菌作用。專利CN101942759A是將纖維加入到含有硝酸銀的溶液中吸附溶液中的硝酸銀，在通過對吸附后的纖維進行還原得到表面附著銀的抗菌纖維或織物。該方法不能形成均一穩定的抗菌涂層，且抗菌時間有限，不能達到持久抗菌。整個過程過于復雜極易對環境產生污染。后者則是將抗菌組分直接或改性后加入到聚合物中，通過螺桿擠出制備抗菌母粒，在經過熔融紡絲技術制備抗菌纖維。專利CN101440533是將納米竹炭和納米銀為抗菌組分，以滌綸或丙綸或錦綸中的一種為載體切片，通過螺桿擠出制備抗菌纖維。但是該方法，添加量較大、抗菌組分分布不均勻，不易實現連續化生產。

發明內容

本發明的目的是提供一種抗菌聚酯纖維的制備方法，所述的抗菌聚酯纖維中抗菌客體組分的添加量大、分散均勻，可持久釋放，抗菌纖維產品色值好。

為了達到上述目的，本發明提供了一種介孔磷酸鋯負載納米氧化銅抗菌聚酯纖維的制備方法，其特征在于，具體步驟包括：

第一步：將二價銅化合物加入到乙醇堿溶液中形成Cu(OH)₂凝膠，過濾洗滌至中性，加入介孔磷酸鋯，利用介孔磷酸鋯孔道的吸附作用將Cu(OH)2凝膠吸附到介孔孔道中，得到氧化銅＠介孔磷酸鋯凝膠前驅體；

第二步：將上述的氧化銅＠介孔磷酸鋯凝膠前驅體和聚酯在180～270℃下共混造粒，并干燥，最后經熔融紡絲法紡制成介孔磷酸鋯負載氧化銅抗菌聚酯纖維；或者，將上述氧化銅＠介孔磷酸鋯凝膠前驅體、對苯二甲酸(PTA)、二元醇、穩定劑和催化劑按比例加入到聚酯反應器中采用原位聚合利用聚合反應熱一步法制備納米氧化銅＠介孔磷酸鋯/聚酯抗菌復合材料，干燥，經熔融紡絲法紡制成介孔磷酸鋯負載納米氧化銅抗菌聚酯纖維。

優選地，所述的二價銅化合物為氯化銅、硫酸銅和硝酸銅中的至少一種。

優選地，所述的氧化銅＠介孔磷酸鋯凝膠前驅體中介孔磷酸鋯和Cu(OH)₂的質量比為90～99.5∶0.5～10。

優選地，所述的第二步中的二元醇為乙二醇、丙二醇、丁二醇和異山梨醇中的至少一種。

優選地，所述的第二步中的氧化銅＠介孔磷酸鋯凝膠前驅體的質量分數為0.1％～10％，對苯二甲酸與二元醇的摩爾比為1∶1～1.5，穩定劑的質量分數為50ppm，催化劑的質量分數為300ppm，氧化銅＠介孔磷酸鋯凝膠前驅體、對苯二甲酸(PTA)、二元醇、穩定劑和催化劑的質量分數之和為100％。

優選地，所述的介孔磷酸鋯負載納米氧化銅抗菌聚酯纖維包括聚合物基體以及分散在聚合物基體中的介孔磷酸鋯負載納米氧化銅。

更優選地，所述的分散在聚合物基體中的介孔磷酸鋯負載納米氧化銅的尺寸在100～700nm。

更優選地，所述的聚合物基質為聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸丙二酯中的一種。

優選地，所述的原位聚合的反應過程為在180～240℃，300Kpa，N₂氣氛下反應2～5h，在260～285℃，低于150pa的條件下反應2～6h。

優選地，所得的介孔磷酸鋯負載納米氧化銅抗菌聚酯纖維形成的織物白度值≥60。

優選地，所述的介孔磷酸鋯負載氧化銅抗菌聚酯纖維中的氧化銅由氫氧化銅轉變而來，其轉變溫度為180～270℃。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：