本發(fā)明屬于紡絲油劑，具體涉及抗菌氨綸紡絲油劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、合成纖維是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的一類性能優(yōu)異的高分子材料，一般是指通過人工合成并且可熔的線性高分子聚合物通過紡絲方法成型、處理之后得到的化學(xué)纖維，合成纖維品種繁多，主要有氨綸、腈綸、丙綸、滌綸等。和棉花、羊毛、蠶絲等天然纖維相比較，合成纖維的制備和生產(chǎn)基本不受自然天氣、原材料產(chǎn)量等自然因素制約，同時(shí)合成纖維具有拉伸強(qiáng)度高、斷裂性能好、彈性性能好、產(chǎn)品保質(zhì)期長等優(yōu)秀的性能，所以近年來它們在工業(yè)生產(chǎn)中扮演著越來越重要的角色。

2、氨綸纖維為合成纖維中應(yīng)用最為廣泛的一種，其分子結(jié)構(gòu)是由軟鏈段（主要為氨基甲酸酯基）與硬鏈段（主要為二異氰酸酯基、脲基等）交替構(gòu)成。在外力作用下，軟鏈段蜷曲構(gòu)象伸直拉長，而硬鏈段相互之間形成的氫鍵或結(jié)晶狀態(tài)起到“締結(jié)點(diǎn)”的作用，使氨綸在拉伸過程中表現(xiàn)出高度延伸和高彈的性能。因此，大多數(shù)氨綸纖維的斷裂伸長率可以達(dá)到?400%及以上，并且經(jīng)過拉伸變形后，氨綸的彈性回復(fù)率也較高，可達(dá)到?90%以上。

3、目前除了紡織領(lǐng)域，氨綸的應(yīng)用正逐漸擴(kuò)展到其他工業(yè)領(lǐng)域甚至某些生物、醫(yī)療科技等領(lǐng)域，氨綸已經(jīng)被用做一些家具或者座椅裝飾面料的紡織原料，用以制備外科包扎用的高彈性衛(wèi)生繃帶、高彈性運(yùn)動(dòng)護(hù)腕護(hù)膝、某些人工器官的輔助材料等。

4、紡絲油劑作為氨綸在紡織原料轉(zhuǎn)化為紡織品的過程中的一種中間介質(zhì)，其作用在于確保氨綸化纖生產(chǎn)的順利進(jìn)行。氨綸纖維表面的油劑首先與生產(chǎn)設(shè)備接觸，在原料及生產(chǎn)工藝、設(shè)備確定的情況下，油劑的配制對生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量有顯著的影響。因此，對它的研究與應(yīng)用日益受到人們重視。然而，現(xiàn)有技術(shù)中常見的氨綸用紡絲油劑制備的氨綸纖維普遍存在油膜強(qiáng)度低、易老化、以及抗菌性能差的技術(shù)問題，限制了其在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供抗菌氨綸紡絲油劑及其制備方法，該紡絲油劑中添加了納米氧化鋅，原料來源廣泛、制備工藝簡單、生產(chǎn)成本低，解決了油膜強(qiáng)度低、不耐磨以及抗菌性差的技術(shù)問題，具有良好的應(yīng)用前景。

2、本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。

3、抗菌氨綸紡絲油劑，按照重量份數(shù)計(jì)，包括如下組分：

4、二甲基硅油50-70份、礦物油20-40份、助溶劑10-20份、抗靜電劑5-10份、改性納米氧化鋅顆粒2-10份；

5、所述改性納米氧化鋅顆粒制備工藝為：將納米氧化鋅顆粒分散于乙醇和去離子水混合溶液中，然后加入長碳鏈含氟硅烷偶聯(lián)劑和氨基硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行改性，過濾、干燥、研磨即得；納米氧化鋅顆粒、長碳鏈含氟硅烷偶聯(lián)劑和氨基硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為2：（0.4-0.8）：（1-2）；其中，氨基硅烷偶聯(lián)劑分子式為nh2-x-si-y3，x為碳數(shù)為1-4的烷基，y為碳數(shù)為1-4的烷氧基；長碳鏈含氟硅烷偶聯(lián)劑分子式為a-si-b3，a為碳數(shù)為8-14的氟取代長直鏈烷基，b為碳數(shù)為1-4的烷氧基。

6、作為無機(jī)金屬氧化物，氧化鋅不僅耐磨性能優(yōu)異，而且其具有良好的抗菌性能，可以抑制細(xì)菌的繁殖。本發(fā)明在氨綸紡絲油劑中引入了納米氧化鋅顆粒，大大提高了油膜的耐磨性能以及氨綸纖維的抗菌性能。通常氧化鋅表面富含羥基等活性基團(tuán)，與硅油、礦物油等成分相容性差，為了解決上述問題，本發(fā)明采用長直碳鏈含氟硅烷偶聯(lián)劑和氨基硅烷偶聯(lián)劑對氧化鋅進(jìn)行改性。長直碳鏈含氟硅烷偶聯(lián)劑可以提高氧化鋅疏水性，改善其親水親油平衡值，含氟長碳鏈的存在還可提高氧化鋅的分散性，防止氧化鋅團(tuán)聚；氨基硅烷偶聯(lián)劑富含氨基，不僅可以賦予氧化鋅一定的親水性能，而且氨基可與氨綸纖維中的氨基甲酸酯基、異氰酸酯基、脲基等基團(tuán)形成氫鍵，提高部分氧化鋅的附著性，賦予氨綸纖維抗菌性能。本發(fā)明采用硅烷偶聯(lián)劑對氧化鋅進(jìn)行改性，偶聯(lián)劑中的硅基團(tuán)與二甲基硅油具有良好的相容性，可進(jìn)一步提高氧化鋅在硅油中的分散性能。同時(shí)，氨綸纖維極性基團(tuán)較多，易導(dǎo)致硅油潤濕性差，而改性納米氧化鋅顆粒的加入可以改善紡絲油劑的潤濕性能，提高油膜強(qiáng)度和潤濕速度，不會(huì)造成油膜破裂。

7、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述二甲基硅油在25℃下的運(yùn)動(dòng)粘度為10-50mm2/s。

8、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述礦物油在25℃下的運(yùn)動(dòng)粘度為10-50mm2/s。

9、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述助溶劑為甘油單油酸酯、甘油單硬脂酸酯、硬脂酸異辛酯、棕櫚酸異辛酯、油酸異辛酯中的一種或多種。

10、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述抗靜電劑為異構(gòu)十三醇醚磷酸酯、十二烷基磷酸酯鉀鹽中的一種或多種。

11、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述納米氧化鋅顆粒粒徑為10-100nm。

12、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述長碳鏈含氟硅烷偶聯(lián)劑為全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟癸基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷中的一種或幾種；所述氨基硅烷偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種。

13、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述改性納米氧化鋅顆粒制備工藝具體為：將納米氧化鋅顆粒分散于乙醇和去離子水混合溶液中，納米氧化鋅顆粒、乙醇和去離子水的質(zhì)量比為1：（100-200）：（100-200）；然后加入長碳鏈含氟硅烷偶聯(lián)劑和氨基硅烷偶聯(lián)劑，攪拌反應(yīng)1-2h，過濾、干燥、研磨即得；納米氧化鋅顆粒、長碳鏈含氟硅烷偶聯(lián)劑和氨基硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為2：（0.4-0.8）：（1.2-1.6）。進(jìn)一步的，改性納米氧化鋅顆粒為4-8份。

14、本發(fā)明還提供了抗菌氨綸紡絲油劑的制備方法，包括以下步驟：

15、按重量稱取各組分，先將二甲基硅油和改性納米氧化鋅顆粒攪拌分散均勻形成混合分散液；再依次加入礦物油、助溶劑、抗靜電劑，然后在30-40℃溫度和40-70r/min攪拌速率下反應(yīng)1-2h，即得抗菌氨綸紡絲油劑。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案獲得了如下有益效果：

17、本發(fā)明在二甲基硅油、礦物油基礎(chǔ)油中添加改性納米氧化鋅顆粒制備了抗菌氨綸紡絲油劑。采用長碳鏈含氟硅烷偶聯(lián)劑和氨基硅烷偶聯(lián)劑復(fù)合偶聯(lián)劑對氧化鋅進(jìn)行改性。其中，長碳鏈含氟硅烷偶聯(lián)劑可以提高氧化鋅疏水性，改善其親水親油平衡值，防止氧化鋅團(tuán)聚；氨基硅烷偶聯(lián)劑不僅可以賦予氧化鋅一定的親水性能，而且氨基可與氨綸纖維形成氫鍵，提高部分氧化鋅的附著性，改善紡絲油劑在纖維表面的潤濕性能，同時(shí)賦予氨綸纖維抗菌能力。本發(fā)明的紡絲油劑使用在氨綸紡絲過程中，使氨綸產(chǎn)品具有成形好，易退繞等特性，使用本紡絲油劑的氨綸在后道織物中使其具備一定程度的抗菌特性。

技術(shù)特征：

1.抗菌氨綸紡絲油劑，其特征在于，按照重量份數(shù)計(jì)，包括如下組分：

2.如權(quán)利要求1所述的抗菌氨綸紡絲油劑，其特征在于，所述二甲基硅油在25℃下的運(yùn)動(dòng)粘度為10-50mm2/s。

3.如權(quán)利要求1所述的抗菌氨綸紡絲油劑，其特征在于，所述礦物油在25℃下的運(yùn)動(dòng)粘度為10-50mm2/s。

4.如權(quán)利要求1所述的抗菌氨綸紡絲油劑，其特征在于，所述助溶劑為甘油單油酸酯、甘油單硬脂酸酯、硬脂酸異辛酯、棕櫚酸異辛酯、油酸異辛酯中的一種或多種。

5.如權(quán)利要求1所述的抗菌氨綸紡絲油劑，其特征在于，所述抗靜電劑為異構(gòu)十三醇醚磷酸酯、十二烷基磷酸酯鉀鹽中的一種或多種。

6.如權(quán)利要求1所述的抗菌氨綸紡絲油劑，其特征在于，所述納米氧化鋅顆粒粒徑為10-100nm。

7.如權(quán)利要求1所述的抗菌氨綸紡絲油劑，其特征在于，所述長碳鏈含氟硅烷偶聯(lián)劑為全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟癸基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷中的一種或幾種；所述氨基硅烷偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種。

8.如權(quán)利要求1所述的抗菌氨綸紡絲油劑，其特征在于，所述改性納米氧化鋅顆粒制備工藝具體為：將納米氧化鋅顆粒分散于乙醇和去離子水混合溶液中，納米氧化鋅顆粒、乙醇和去離子水的質(zhì)量比為1：（100-200）：（100-200）；然后加入長碳鏈含氟硅烷偶聯(lián)劑和氨基硅烷偶聯(lián)劑，攪拌反應(yīng)1-2h，過濾、干燥、研磨即得；納米氧化鋅顆粒、長碳鏈含氟硅烷偶聯(lián)劑和氨基硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為2：（0.4-0.8）：（1.2-1.6）。

9.如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的抗菌氨綸紡絲油劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了抗菌氨綸紡絲油劑及其制備方法，屬于紡絲油劑技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以二甲基硅油、礦物油作為基礎(chǔ)油，通過添加改性納米氧化鋅顆粒制備了抗菌氨綸紡絲油劑。采用長碳鏈含氟硅烷偶聯(lián)劑和氨基硅烷偶聯(lián)劑對氧化鋅進(jìn)行改性，長碳鏈含氟硅烷偶聯(lián)劑可以提高氧化鋅疏水性，改善其親水親油平衡值；氨基硅烷偶聯(lián)劑不僅可以賦予氧化鋅一定的親水性能，而且氨基可與氨綸纖維形成氫鍵，提高部分氧化鋅的附著性，改善紡絲油劑在纖維表面的潤濕性能，同時(shí)賦予氨綸纖維抗菌能力。偶聯(lián)劑中的硅基團(tuán)與二甲基硅油具有良好的相容性，可進(jìn)一步提高氧化鋅在硅油中的分散性能，提高穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：杜建民,杜宗霖,郭兆旭,魏先亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：煙臺(tái)銳澤化學(xué)品有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/17