一种抗菌自清洁面料的制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料制备技术领域，具体涉及一种抗菌自清洁面料的制备方法。本发明专利技术将硝酸银溶液、柠檬三钠的水溶液与硼氢化钠溶液制备得到银晶种液，将聚乙烯吡咯烷酮、L型抗坏血酸等物质加入银晶种液中，再稀释得到活化还原液，裁剪一块纯棉织物作为基体面料经过处理，得到改性棉织物，将正硅酸乙酯与无水乙醇混合，加稀盐酸得到二氧化硅溶胶，将无水乙醇、5，5‑二甲基海因和甲基丙烯酰氯混合，经超声分散得到抗菌单体悬浮液，将抗菌单体悬浮液加入钛酸乙酯中得到混合液，向混合液中滴加乙酸、二氧化硅溶胶，并用二氯甲烷稀释得到抗菌雾化剂，用雾化器将抗菌雾化剂喷至改性棉织物表面，得到抗菌自清洁面料，应用前景广阔。

Preparation method of antibacterial self cleaning fabric

The invention relates to the technical field of preparing polymer materials, in particular to a preparation method of antibacterial self-cleaning fabric. The silver crystal seed solution is prepared from silver nitrate solution, aqueous solution of trisodium citrate and sodium borohydride solution. Polyvinylpyrrolidone, L-ascorbic acid and other substances are added into the silver crystal seed solution, and then diluted to obtain the activation reducing solution. A pure cotton fabric is cut and treated as the matrix fabric to obtain the modified cotton fabric. Silica sol was prepared by mixing ethyl silicate with anhydrous ethanol and dilute hydrochloric acid. Anhydrous ethanol, 5,5_dimethylhydantoin and methacryloyl chloride were mixed to form antibacterial monomer suspension by ultrasonic dispersion. Antibacterial monomer suspension was added into ethyl titanate to obtain mixed solution. Acetic acid and silica were added to the mixture to drop solution. The antimicrobial atomizer was prepared by diluting the adhesive with dichloromethane. The antimicrobial atomizer was sprayed on the surface of the modified cotton fabric with the atomizer, and the antimicrobial self-cleaning fabric was obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌自清洁面料的制备方法
本专利技术涉及高分子材料制备
，具体涉及一种抗菌自清洁面料的制备方法。
技术介绍
服装作为人类日常生活中必不可少的生活要素，常常因为清洁的缘故需要洗涤，经常洗涤容易起球或变形，既影响美观又影响舒适度，同时由于服装清洗会造成巨大的水资源和能源的浪费，并且化学洗涤剂也会对环境造成污染。自清洁面料是指通过后期加工整理使面料具备表面超疏水或者光催化降解污染物的特殊性能，以此来减少衣物的洗涤次数或实现衣物免洗，减少洗涤剂的使用，最终达到节能、节水和环境友好的目的。自清洁面料按机理的差异可以分为表面超疏水自清洁面料和光催化自清洁面料。超疏水自清洁主要是利用“荷叶自洁效应”制备仿生荷叶材料，材料表面为多重纳米和微米级的超微结构，这种细小的突起结构，使得水珠不易吸附在材料表面，当表面倾斜到一定角度时，水珠会沿着表面滑落并带走上面的污染物，达到自清洁的效果。光催化自清洁面料的制备是将具有光催化效应的纳米颗粒负载于织物材料之上，从而使材料不仅可以通过光催化降解有机污染物，同时兼具杀菌除臭和防紫外线能力。良好的光催化活性、无毒、生物相容以及低廉的价格和易得性使纳米TiO2在水和空气净化、污水处理、降解污染物以及杀菌等众多方面有着广阔的发展空间，光催化自清洁面料由于其多功能性和较高的附加值已经成为服装工业倍受关注的热点方向之一。光催化自清洁面料的性能主要从面料的自清洁效率和耐用性能两个方面进行评价。自清洁效率主要与纳米TiO2的光催化效率有关。耐用性能则跟纳米TiO2颗粒与织物间的有效作用力有很大关系。需要特别指出的是，一些研究表明纳米颗粒在织物上的分散性，以及纳米颗粒与织物间的相互作用的改善可以提高面料的自清洁和抗菌效率，上述因素是影响自清洁效率的重要因素。具备诸多优点的光催化自清洁面料可以节约大量的水资源并减少能源消耗，对环境的可持续发展产生巨大的贡献，在水资源日渐匮乏的今天显得尤为重要，因而有着巨大的发展前景和市场潜力。然而，至今仍未有成熟的光催化自清洁面料上市，主要是因为其仍然面临着两方面问题：1、由于纳米TiO2的光吸收范围及催化效率还不够理想，纳米TiO2颗粒与织物的相互作用较差，纳米颗粒易脱落，导致自清洁面料的自清洁性较差；2、自清洁面料在可见光下无催化效应或催化效率很低，自清洁持久性较低等。因此，研制出一种能够解决上述性能问题的自清洁面料具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题，针对目前自清洁面料是将具有光催化效应的二氧化钛纳米颗粒负载于织物材料制备而成，而纳米二氧化钛的光吸收范围及催化效率还不够理想，纳米二氧化钛颗粒与织物的相互作用较差，纳米颗粒易脱落，自清洁持久性较低，抑菌性能不好的缺陷，提供了一种抗菌自清洁面料的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种抗菌自清洁面料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将20～25mL硝酸银溶液和30～40mL柠檬酸钠的水溶液装入单口瓶中，用磁力搅拌器开始搅拌，再向单口瓶中加入2～3mL硼氢化钠溶液，搅拌反应，静置，得到银晶种液；（2）将0.8～1.2g聚乙烯吡咯烷酮、2～3gL型抗坏血酸、1.0～1.5g十六烷基三甲基溴化铵溶于去离子水中并加入上述银晶种液，继续加入去离子水稀释至100～120mL，得到活化还原液；（3）将纯棉织物置于上述活化还原液中浸泡处理，得到活化棉织物，将活化棉织物悬挂于密闭容器中央处，在丙烯气体气氛下对密闭容器加热升温，保温反应，取出得到改性棉织物；（4）将50～60mL无水乙醇沿烧杯壁加入6～8mL正硅酸乙酯中，搅拌，将3～4mL去离子水加入烧杯中，搅拌后，再向烧杯中加入盐酸调节烧杯中溶液pH，静置，得到二氧化硅溶胶；（5）向超声分散仪中加入40～50mL无水乙醇、4～5g5，5-二甲基海因和10～15mL甲基丙烯酰氯，得到抗菌单体悬浮液，将抗菌单体悬浮液置于带有搅拌器和滴液漏斗的三口烧瓶中，用滴液漏斗向三口烧瓶中加入18～20mL钛酸四丁酯，同时启动搅拌器搅拌，得到混合液；（6）向上述混合液中加入4～5mL乙酸溶液，20～30mL二氧化硅溶胶，搅拌得到抗菌二氧化钛溶胶，继续向其中加入二氯甲烷，得到抗菌雾化剂，将抗菌雾化剂用雾化器喷至改性棉织物表面，室外干晾，得到抗菌自清洁面料。步骤（1）所述的硝酸银溶液的质量分数为25%，柠檬酸钠的水溶液的质量分数为20%，搅拌转速为600～700r/min，硼氢化钠溶液的质量分数为10%，搅拌反应时间为2～3min，静置时间为2～3h，得到银晶种液。步骤（2）所述的继续加入去离子水稀释后体积为100～120mL。步骤（3）所述的纯棉织物尺寸为15cm×15cm，纯棉织物置于活化还原液中浸泡处理时间为2～3h，加热升温后温度为200～300℃，保温反应时间为4～5h。步骤（4）所述的搅拌时间为10～15min，加入烧杯后搅拌时间为10～12min，盐酸的质量分数为15%，用盐酸调节烧杯中溶液pH为1.8～2.2，静置时间为3～4h。步骤（5）所述的控制超声频率为22～30kHz，超声分散时间为4～6min，滴液漏斗滴加速率为2～3mL/min，搅拌器转速为200～300r/min，搅拌时间为10～15min。步骤（6）所述的乙酸溶液的质量分数为20%，搅拌时间为1～2h，得到抗菌二氧化钛溶胶，继续加入二氯甲烷直至抗菌二氧化钛溶胶固体质量含量为15～30%，控制喷雾速率为4～5mL/s，单面喷雾时间为2～3min，室外干晾时间为7～8h。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术将硝酸银溶液与柠檬酸钠的水溶液混合搅拌，掺入硼氢化钠溶液制备得到银晶种液，将聚乙烯吡咯烷酮、L型抗坏血酸等物质加入银晶种液中，再稀释得到活化还原液，裁剪一块纯棉织物作为基体面料并浸入活化还原液中，浸泡一定时间得到活化棉织物，将活化棉织物置于丙烯气体气氛中，在高温条件下保温反应，得到改性棉织物，将正硅酸乙酯与无水乙醇混合，加稀盐酸酸化水解得到二氧化硅溶胶，将无水乙醇、5，5-二甲基海因和甲基丙烯酰氯混合，经超声分散得到抗菌单体悬浮液，将抗菌单体悬浮液加入钛酸乙酯中，搅拌混合得到混合液，向混合液中滴加乙酸、二氧化硅溶胶，并用二氯甲烷稀释得到抗菌雾化剂，用雾化器将抗菌雾化剂喷至改性棉织物表面，得到抗菌自清洁面料，本专利技术活化棉织物在改性过程中，丙烯气体在高温下会在活化棉织物表面沉积碳纳米管，而活化棉织物纤维孔隙中的银对碳纳米管沉积反应有催化作用，使改性棉织物纤维孔隙沉积得到高密度的碳纳米管，由于碳纳米管具有特殊的管道结构、导电子能力和高比表面积，因此碳纳米管对面料表面的二氧化钛颗粒具有很强的吸附能力，将它用于纳米二氧化钛的掺杂改性中，它能与二氧化钛分子间发生协同效应和光敏作用，可以提高纳米二氧化钛薄膜的光催化活性，碳纳米管作为电子的受体，容易接收二氧化钛产生的光生电子，从而有效地抑制光生电子与空穴的复合，提高自清洁面料的光催化效率；（2）本专利技术中二氧化钛是n型半导体材料，一定能量的光子被半导体材料吸收后，在颗粒表面形成电子空穴对，从而形成了一个强大的氧化还原氛围，使附着在半导体周围的物质发生氧化还原反应，而二氧化钛本身并不参加反应，二氧化钛在较宽的紫外光区都有光吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌自清洁面料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将20～25mL硝酸银溶液和30～40mL柠檬酸钠的水溶液装入单口瓶中，用磁力搅拌器开始搅拌，再向单口瓶中加入2～3mL硼氢化钠溶液，搅拌反应，静置，得到银晶种液； （2）将0.8～1.2g聚乙烯吡咯烷酮、2～3gL型抗坏血酸、1.0～1.5g十六烷基三甲基溴化铵溶于去离子水中并加入上述银晶种液，继续加入去离子水稀释至100～120mL，得到活化还原液； （3）将纯棉织物置于上述活化还原液中浸泡处理，得到活化棉织物，将活化棉织物悬挂于密闭容器中央处，在丙烯气体气氛下对密闭容器加热升温，保温反应，取出得到改性棉织物； （4）将50～60mL无水乙醇沿烧杯壁加入6～8mL正硅酸乙酯中，搅拌，将3～4mL去离子水加入烧杯中，搅拌后，再向烧杯中加入盐酸调节烧杯中溶液pH，静置，得到二氧化硅溶胶；（5）向超声分散仪中加入40～50mL无水乙醇、4～5g5，5‑二甲基海因和10～15mL甲基丙烯酰氯，得到抗菌单体悬浮液，将抗菌单体悬浮液置于带有搅拌器和滴液漏斗的三口烧瓶中，用滴液漏斗向三口烧瓶中加入18～20mL钛酸四丁酯，同时启动搅拌器搅拌，得到混合液；（6）向上述混合液中加入4～5mL乙酸溶液，20～30mL二氧化硅溶胶，搅拌得到抗菌二氧化钛溶胶，继续向其中加入二氯甲烷，得到抗菌雾化剂，将抗菌雾化剂用雾化器喷至改性棉织物表面，室外干晾，得到抗菌自清洁面料。...

【技术特征摘要】
1.一种抗菌自清洁面料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将20～25mL硝酸银溶液和30～40mL柠檬酸钠的水溶液装入单口瓶中，用磁力搅拌器开始搅拌，再向单口瓶中加入2～3mL硼氢化钠溶液，搅拌反应，静置，得到银晶种液；（2）将0.8～1.2g聚乙烯吡咯烷酮、2～3gL型抗坏血酸、1.0～1.5g十六烷基三甲基溴化铵溶于去离子水中并加入上述银晶种液，继续加入去离子水稀释至100～120mL，得到活化还原液；（3）将纯棉织物置于上述活化还原液中浸泡处理，得到活化棉织物，将活化棉织物悬挂于密闭容器中央处，在丙烯气体气氛下对密闭容器加热升温，保温反应，取出得到改性棉织物；（4）将50～60mL无水乙醇沿烧杯壁加入6～8mL正硅酸乙酯中，搅拌，将3～4mL去离子水加入烧杯中，搅拌后，再向烧杯中加入盐酸调节烧杯中溶液pH，静置，得到二氧化硅溶胶；（5）向超声分散仪中加入40～50mL无水乙醇、4～5g5，5-二甲基海因和10～15mL甲基丙烯酰氯，得到抗菌单体悬浮液，将抗菌单体悬浮液置于带有搅拌器和滴液漏斗的三口烧瓶中，用滴液漏斗向三口烧瓶中加入18～20mL钛酸四丁酯，同时启动搅拌器搅拌，得到混合液；（6）向上述混合液中加入4～5mL乙酸溶液，20～30mL二氧化硅溶胶，搅拌得到抗菌二氧化钛溶胶，继续向其中加入二氯甲烷，得到抗菌雾化剂，将抗菌雾化剂用雾化器喷至改性棉织物表面，室外干晾，得到抗菌自清洁面料。2.根据权利要求1所述的一种抗菌自清洁面料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的硝酸银溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴刚，何伟仁，张建初，
申请(专利权)人：吴刚，
类型：发明
国别省市：江苏,32