一種氧化石墨烯抗菌塗層織物的製備方法與流程
2024-01-25 03:01:15 1
本發明屬於紡織產品製造技術領域，涉及一種防護功能的紡織面料加工技術，特別是一種氧化石墨烯抗菌塗層織物的製備方法。
背景技術：
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隨著工業的迅速發展和人民生活水平的提高，抗菌問題越來越引起人們的重視。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，並通過接觸傳播疾病、影響人們的身體健康。日常生活中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，所以紡織品的抗菌加工有著極其重要的意義。
目前，各類抗菌、防菌織物主要是將織物用抗菌劑進行後處理加工以獲得抗菌性能。常用的抗菌劑包括無機、有機和天然生物抗菌劑三大類型。無機抗菌劑以新型光催化型和載銀的納米複合型抗菌材料為主要，有機抗菌劑則以開發專效於生物分子如微生物代謝酶等的抗菌性為其拓展方向，天然生物抗菌劑可來源於所有生物體，主要包括多糖、多肽及糖肽聚合物類物質。不同的抗菌劑對同一種病源菌有不同的抗菌作用機理和有效性，同一種抗菌劑對於不同的病源菌也有不同的抗菌作用機理和抑制範圍，因此得到既長效又廣譜、既高效又安全的抗菌劑，對抗菌紡織品的加工及使用十分重要。
氧化石墨烯(GO)是石墨烯重要的衍生物，具有sp2雜化的單層原子結構，它的表面有大量的羧基、羥基、環氧基等含氧的官能團，這些官能團賦予了氧化石墨烯許多特性如良好的分散性、親水性以及與一些聚合物的兼容性等，這可以賦予材料更多的化學反應性能，也可通過交聯使相鄰層形成網絡結構提高單片層間的相互作用力，從而改善材料的物理性能。隨著GO功能化方法的發展，不同功能的含氧基團賦予GO更多潛在的優勢，其在抗菌方面的應用也開始增多。
技術實現要素：
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本發明的目的在於克服現有技術的缺點，設計提供一種氧化石墨烯抗菌塗層織物的製備方法，工藝簡單，易於操作，且產量較高，製備的紡織面料具有優異的抗菌功能，可用於各種內衣、床上用品、衛生材料、鞋襪、裝飾材料、無紡布等方面。
為了實現上述目的，本發明包括混合工序、浸軋和乾燥三個工序，具體過程為：
(1)混合：將氧化石墨烯溶液震蕩分散後加入到偶聯劑溶液中，充分攪拌得到混合溶液；其中各原料的重量百分比為：氧化石墨烯溶液10％～40％，偶聯劑溶液90～60％；
(2)浸軋：將步驟(1)得到的混合溶液置於浸軋機浸液槽中，將各類織物在室溫條件下通過二浸二軋工序，將混合溶液浸軋到織物上得到浸軋後的各類織物；其中，織物的軋餘率為60％～80％；
(3)乾燥工序：將浸軋後的各類織物置於烘箱中進行烘乾，其中烘箱溫度為60～90℃，乾燥時間為10～40分鐘；製得氧化石墨烯抗菌塗層織物。
本發明所述氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯固含量為0.5％～5％，氧化石墨烯的厚度為1-3nm，片狀直徑為5-20um。
本發明所述偶聯劑為矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑或鋁酸酯偶聯劑。
本發明製備的氧化石墨烯抗菌塗層織物測得有抑菌帶，且沒有繁殖，具有良好的抗菌效果。
本發明製備的氧化石墨烯抗菌塗層織物包括氧化石墨烯塗層聚酯織物、氧化石墨烯塗層聚醯胺織物和氧化石墨烯塗層聚丙烯織物。
本發明所述的各類織物包括聚酯織物、聚醯胺織物和聚丙烯織物，其中聚酯織物包括苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)純紡或混紡織物；聚醯胺織物包括聚己內醯胺(PA6)、聚己二醯己二胺(PA66)純紡或混紡織物；聚丙烯織物包括聚丙烯(PP)純紡或混紡織物。
本發明與現有技術相比，其生產工藝簡單，易於操作，且產量高，成本低，製備的氧化石墨烯抗菌塗層織物洗滌前後的抗菌效果,按照 標準GB/T20944.1-2007《紡織品抗菌性能的評價第1部分：瓊脂擴散法》已達到效果好的等級，可用於各種內衣、床上用品、衛生材料、鞋襪、裝飾材料、無紡布等領域。
具體實施方式：
下面通過具體的實施例對本發明做進一步的說明。
本實施例包括混合工序、浸軋和乾燥三個工序，具體過程為：
(1)混合：將氧化石墨烯溶液震蕩分散後加入到偶聯劑溶液中，充分攪拌得到混合溶液；其中各原料的重量百分比為：氧化石墨烯溶液10％～40％，偶聯劑溶液90～60％；
(2)浸軋：將步驟(1)得到的混合溶液置於浸軋機浸液槽中，將各類織物在室溫條件下通過二浸二軋工序，將混合溶液浸軋到織物上得到浸軋後的各類織物；其中，織物的軋餘率為60％～80％；
(3)乾燥工序：將浸軋後的各類織物置於烘箱中進行烘乾，其中烘箱溫度為60～90℃，乾燥時間為10～40分鐘；製得氧化石墨烯抗菌塗層織物。
實施例1：
本實施例製備氧化石墨烯抗菌塗層織物的具體過程包括如下工序：
(1)混合工序：將氧化石墨烯溶液震蕩分散後加入到矽烷偶聯劑溶液中，混合溶液充分攪拌；其原料的重量百分比為：氧化石墨烯溶液10％，矽烷偶聯劑溶液90％；其中，氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯固含量為0.5％；
(2)浸軋工序：將上述混合溶液置於浸軋機浸液槽中，純PET織物作為基布在室溫條件下通過二浸二軋工序，將氧化石墨烯混合溶液浸軋到純PET織物上；其中，純PET織物的軋餘率為80％；
(3)高溫固著工序：將浸軋氧化石墨烯溶液的純PET織物置於高溫烘箱中進行烘乾，其中高溫烘箱溫度為90℃，高溫固著時間為5分鐘，製備得到氧化石墨烯抗菌塗層織物。
本實施例經測試，未經塗層處理純PET織物不會產生抑菌環，且細菌大量繁殖，沒有抗菌效果，本實施例1所製得的氧化石墨烯抗菌 塗層織物有1mm之內的抑菌環，且無細菌繁殖，抗菌效果好，水洗20次後仍可達到上述良好的抗菌效果。
實施例2：
本實施例製備氧化石墨烯抗菌塗層織物的具體過程包括如下工序：
(1)混合工序：將氧化石墨烯溶液震蕩分散後加入到矽烷偶聯劑溶液中，混合溶液充分攪拌；其原料的重量百分比為：氧化石墨烯溶液90％，矽烷偶聯劑溶液10％；其中，氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯固含量為2％；
(2)浸軋工序：將上述混合溶液置於浸軋機浸液槽中，PA6織物作為基布在室溫條件下通過二浸二軋工序，將氧化石墨烯混合溶液浸軋到純PA6織物上；其中，純PA6織物的軋餘率為80％；
(3)高溫固著工序：將浸軋氧化石墨烯溶液的純PA6織物置於高溫烘箱中進行烘乾，其中高溫烘箱溫度為60℃，高溫固著時間為40分鐘，製備得到氧化石墨烯抗菌塗層織物。
本實施例經測試，未經塗層處理純PA6織物不會產生抑菌環，且細菌大量繁殖，沒有抗菌效果。本實施例1所製得的氧化石墨烯抗菌塗層織物(氧化石墨烯塗層純PA6織物)有大於1mm的抑菌環，且無細菌繁殖，抗菌效果好，水洗20次後仍可達到上述良好的抗菌效果。