一种有色催化复合抗菌纤维及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种有色催化复合抗菌纤维的制备方法，属于纤维材料领域。由包括功能性母粒和聚合物基质通过异形纺丝处理得到，所述功能性母粒包括复合抗菌催化剂、添加剂、调色颜料和聚酯，所述复合抗菌催化剂包括纳米金属颗粒和光催化剂。本发明专利技术选择纳米金属颗粒和光催化剂作为复合抗菌催化剂，能够使得本发明专利技术的有色催化复合抗菌纤维比仅有单一抗菌催化剂的抗菌纤维具有更好的抗菌效果，并且通过使用添加剂，增加了抗菌催化剂的流动性和表面活性，使其均匀的分布在聚合物基质中，防止复合抗菌催化剂在混合时发生团聚。

A Colored Catalytic Composite Antibacterial Fiber and Its Preparation Method and Application

The invention provides a preparation method of a colored catalytic composite antimicrobial fiber, which belongs to the field of fiber materials. The functional masterbatch includes a composite antimicrobial catalyst, additives, toner pigments and polyester. The composite antimicrobial catalyst includes nano-metal particles and photocatalyst. The nanometer metal particles and photocatalyst are selected as composite antimicrobial catalysts, which can make the composite nonferrous catalytic antimicrobial fibers of the invention have better antimicrobial effect than the antimicrobial fibers with only a single antimicrobial catalyst. By using additives, the fluidity and surface activity of the antimicrobial catalysts are increased, so that they are evenly distributed in the polymer matrix and the composite is prevented. Antibacterial catalysts agglomerate during mixing.

【技术实现步骤摘要】
一种有色催化复合抗菌纤维及其制备方法和应用
本专利技术属于纤维材料
，尤其涉及一种有色催化复合抗菌纤维及其制备方法和应用。
技术介绍
微生物在我们的日常生活中无处不在，人类皮肤的代谢产物适合微生物的滋生。纺织品在使用过程中与人体接触较多，皮肤表面的代谢产物及外部的污垢容易附着在织物上，从而滋生大量细菌，对人类健康造成危害。随着经济社会的迅速发展与技术的不断进步，人们对传统的纺织材料提出了更高的要求，希望纺织材料在满足服用性能的同时能够具有更多的功能。光催化材料，如纳米二氧化钛和二氧化硅，具有抗菌性、除臭、空气净化、防霉、防污自洁的作用，同时，光催化材料具有极高的安全性，甚至可作为药品食品添加剂使用，非常安全。而光催化纤维是光催化材料的一种，在光的照射下，利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量来产生催化作用，所生成的自由基造成细菌的死亡，自身不起变化却可以促进化学反应进行。但是现有的光催化纤维在无光的条件下抗菌功能不佳的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种有色催化复合抗菌纤维及其制备方法和应用。本专利技术提供的有色催化复合抗菌纤维在无光的条件下也具有优良的抗菌功能，比仅有单一抗菌催化剂的抗菌纤维具有更好的抗菌效果。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种有色催化复合抗菌纤维，由包括功能性母粒和聚合物基质通过异形纺丝处理得到，所述功能性母粒包括复合抗菌催化剂、添加剂、调色颜料和聚酯，所述复合抗菌催化剂包括纳米金属颗粒和光催化剂。优选地，所述纳米金属颗粒包括纳米铜和/或纳米锌。优选地，所述光催化剂包括金属酞菁、二氧化钛、二氧化钛-石墨烯复合物、类石墨相氮化碳、类石墨相氮化碳-石墨烯复合物、二氧化钛-类石墨相氮化碳复合物、二氧化钛-三氧化钨复合物、类石墨相氮化碳-三氧化钨复合物、二氧化钛-类石墨相氮化碳-三氧化钨复合物、二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物、类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物、二氧化钛-金属酞菁复合物、金属酞菁-三氧化钨复合物、类石墨相氮化碳-三氧化钨-金属酞菁复合物和二氧化钛-金属酞菁-三氧化钨复合物中的一种或多种。优选地，所述有色催化复合抗菌纤维中复合抗菌催化剂的质量含量为0.1％～5％，所述纳米金属颗粒和光催化剂的质量比为(20～60)：(40～80)。优选地，所述有色催化复合抗菌纤维中调色颜料的质量含量为0.1～30％。优选地，所述添加剂包括硅烷偶联剂和表面活性剂。优选地，所述功能性母粒中添加剂的质量含量为2～10％。优选地，所述调色颜料包括石墨烯、碳黑、碳纳米管、碳纳米纤维、钴蓝、钴绿、钛镍黄、钴铬蓝、钛黑、钴紫、颜料黄RN、硫化铈、镉红、镉黄、镉橙和酞菁蓝BGS中的一种或几种的混合物。本专利技术还提供了上述技术方案所述有色催化复合抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：将复合抗菌催化剂、添加剂、调色颜料和聚酯混合后制粒，得到有色功能性母粒；将所述有色功能性母粒与聚合物基质混合后进行异形纺丝，得到所述有色催化复合抗菌纤维。本专利技术还提供了上述技术方案所述的有色催化复合抗菌纤维或上述制备方法制得的有色催化复合抗菌纤维在制备抗菌纤维制品中的应用。本专利技术提供了一种有色催化复合抗菌纤维，由包括功能性母粒和聚合物基质通过异形纺丝处理得到，所述功能性母粒包括复合抗菌催化剂、添加剂、调色颜料和聚酯，所述复合抗菌催化剂包括纳米金属颗粒和光催化剂。本专利技术选择纳米金属颗粒和光催化剂作为复合抗菌催化剂，能够使得本专利技术的有色催化复合抗菌纤维在无光下也能抗菌，并且通过使用添加剂，增加了抗菌催化剂的流动性和表面活性，使其均匀的分布在聚合物基质中，防止复合抗菌催化剂在混合时发生团聚，同时本专利技术中调色颜料分布均匀，不易团聚，实现了有色催化复合抗菌纤维的工业化生产。实施例的数据表明，本专利技术提供的有色催化复合抗菌纤维对金黄色葡萄球菌的抑菌率≥99％，对大肠杆菌的抑菌率≥99％，对白色念珠菌的抑菌率≥90％，经工业水洗50次后，对金黄色葡萄球菌的抑菌率≥99％，对大肠杆菌的抑菌率≥99％，对白色念珠菌的抑菌率≥80％。进一步地，本专利技术通过确定功能性母粒与聚合物基质的质量比，确保制得的有色催化复合抗菌纤维的抗菌性和可纺性。本专利技术采用异形纺丝的制备方法，制得的有色催化复合抗菌纤维具有良好的吸湿速干性、柔软性、回弹性和平滑性，使复合抗菌催化剂均匀镶嵌在聚合物基质中，结合牢固，保证其在后续的印染及水洗处理中，不会析出，保证了有色催化复合抗菌纤维的稳定性和抗菌持久性。同时，本专利技术提供的制备方法减少了化学改性剂的使用，同时缩短了工艺流程，适合大规模工业生产。具体实施方式本专利技术提供了一种有色催化复合抗菌纤维，由包括功能性母粒和聚合物基质通过异形纺丝处理得到，所述功能性母粒包括复合抗菌催化剂、添加剂、调色颜料和聚酯，所述复合抗菌催化剂包括纳米金属颗粒和光催化剂。在本专利技术中，所述有色催化复合抗菌纤维中聚合物基质的质量含量为50～78％，优选为57～71％，更优选为63～70％。在本专利技术中，所述纳米金属颗粒优选包括纳米铜和/或纳米锌。在本专利技术中，所述纳米铜的中值粒径优选为10～300nm，最大粒径优选为30～100nm；所述纳米锌的中值粒径优选为10～300nm，最大粒径优选为30～100nm。在本专利技术中，所述光催化剂优选包括金属酞菁、二氧化钛、二氧化钛-石墨烯复合物、类石墨相氮化碳、类石墨相氮化碳-石墨烯复合物、二氧化钛-类石墨相氮化碳复合物、二氧化钛-三氧化钨复合物、类石墨相氮化碳-三氧化钨复合物、二氧化钛-类石墨相氮化碳-三氧化钨复合物、二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物、类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物、二氧化钛-金属酞菁复合物、金属酞菁-三氧化钨复合物、类石墨相氮化碳-三氧化钨-金属酞菁复合物和二氧化钛-金属酞菁-三氧化钨复合物中的一种或多种。在本专利技术中，所述二氧化钛优选为金红石型和/或锐钛型；所述二氧化钛的粒径优选为5～800nm，更优选为10～500nm，最优选为20～200nm；本专利技术对所述二氧化钛的来源没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知来源的二氧化钛即可，如市售的二氧化钛。在本专利技术中，所述二氧化钛-石墨烯复合物中二氧化钛和石墨烯的质量比优选为100:(0.1～2)，更优选为100:(0.2～1)；本专利技术对所述二氧化钛-石墨烯复合物的来源没有特殊要求，使用从市场上购买的商品或使用本领域技术人员熟知的方法进行制备均可。在本专利技术的具体实施例中，所述二氧化钛-石墨烯复合物优选由二氧化钛和石墨烯直接混合而成；本专利技术对所述石墨烯的种类没有特殊要求，优选为单层石墨烯和/或多层石墨烯；所述多层石墨烯的厚度优选为0.3～50nm，更优选为2～40nm。本专利技术对所述类石墨相氮化碳(g-C3N4)的种类没有特殊要求，优选为单层类石墨相氮化碳和/或多层类石墨相氮化碳；所述类石墨相氮化碳的厚度优选为0.3～50nm，更优选为2～40nm；本专利技术对所述类石墨相氮化碳的来源没有特殊限定，使用市售的类石墨相氮化碳商品或使用本领域技术人员熟知的方法进行制备均可。在本专利技术的具体实施例中，所述类石墨相氮化碳优选通过以下步骤制备得到：将尿素进行热处理，得到类石墨相氮化碳。在本专利技术中，所述热处理的温度优选为300本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有色催化复合抗菌纤维，其特征在于，由包括功能性母粒和聚合物基质通过异形纺丝处理得到，所述功能性母粒包括复合抗菌催化剂、添加剂、调色颜料和聚酯，所述复合抗菌催化剂包括纳米金属颗粒和光催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种有色催化复合抗菌纤维，其特征在于，由包括功能性母粒和聚合物基质通过异形纺丝处理得到，所述功能性母粒包括复合抗菌催化剂、添加剂、调色颜料和聚酯，所述复合抗菌催化剂包括纳米金属颗粒和光催化剂。2.根据权利要求1所述的有色催化复合抗菌纤维，其特征在于，所述纳米金属颗粒包括纳米铜和/或纳米锌。3.根据权利要求1所述的有色催化复合抗菌纤维，其特征在于，所述光催化剂包括金属酞菁、二氧化钛、二氧化钛-石墨烯复合物、类石墨相氮化碳、类石墨相氮化碳-石墨烯复合物、二氧化钛-类石墨相氮化碳复合物、二氧化钛-三氧化钨复合物、类石墨相氮化碳-三氧化钨复合物、二氧化钛-类石墨相氮化碳-三氧化钨复合物、二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物、类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物、二氧化钛-金属酞菁复合物、金属酞菁-三氧化钨复合物、类石墨相氮化碳-三氧化钨-金属酞菁复合物和二氧化钛-金属酞菁-三氧化钨复合物中的一种或多种。4.根据权利要求1或2或3所述的有色催化复合抗菌纤维，其特征在于，所述有色催化复合抗菌纤维中复合抗菌催化剂的质量含量为0.1％～5％，所述纳米金属颗粒和光催...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕汪洋，王影，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33