[发明专利]有机阳离子改性纺织纤维的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及材料制备领域，具体涉及一种有机阳离子改性纺织纤维的制备方法及应用。 

背景技术

棉纤维是天然纤维素纤维，为再生资源，并能在自然界生物降解。棉纤维织物具有吸湿性强、易染色性，手感柔软，强度适度，穿着舒适等优点。因此，以棉纤维为材料的纺织品很受人们的欢迎。但棉纤维也存在着抗皱性差，染色牢度低，易受微生物破坏等缺点。特别是棉纺织品在人们穿着的过程中，由于人们体内如汗液，皮脂等各种分泌物会依附于纺织品上，并在适宜的环境下为各类有害微生物提供良好的生存环境，供其生长与繁殖，从而危害人们的生存环境和身体健康。 

为了提高棉纤维产品的性能和拓展棉纤维的用途，利用物理和化学等手段对棉纤维进行改性越来越引起人们的重视。 

在棉纤维产品的抗菌改性方面，有机硅季铵盐是一类常用的抗菌改性剂。它具有耐高温、耐水洗和持久的效果，抑菌范围广，能有效地抑制革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌和真菌等。美国专利US6482969B1公开了一种制备三烷氧基硅烷季铵盐的方法。这种有机硅季铵盐已经被广泛地应用于各种纺织品的抗菌整理。美国专利US6376696B1公开了一种不含 有易燃有机溶剂的有机硅季铵盐配方的制备以及在纺织品的抗菌整理方面的应用。中国专利CN201110224177采用单长链烷基二甲基叔胺作原料,和γ-氯丙基三甲氧基硅烷在甲醇和乙二醇的混合溶剂中加热反应合成单长链烷基有机硅季铵盐。将多种单长链烷基有机硅季铵盐单体按比例进行组合,并加入一定比例的季铵盐微胶囊制成有机硅季铵盐组合物。这种组合物能被用于纺织品的抗菌整理。 

以上这些专利方法所采用的有机硅季铵盐制备抗菌纺织品材料虽然具有良好的抗菌抑菌功能，但这些有机硅季铵盐的合成大多需要在有机溶剂和较高温度下进行，而且反应时间较长。综合考虑到目前已有的各种抗菌纺织品材料制备所存在的一些缺点，我们认为开发能够有效避免这些缺点的新的抗菌棉纤维材料及其制备技术很有必要。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有抗菌棉纤维材料制备工艺及其技术存在的一些缺点，提供一种简单、成本低廉、易于工业化生产的抗菌棉纤维材料制备工艺及其技术。 

本发明的构思是这样的：季铵盐、季膦盐和吡啶盐等有机阳离子化合物由于带有正电荷而具有一定的抗菌抑菌功能，但普通的有机阳离子化合物很难直接被接枝到棉纤维的表面而形成具有持久抗菌功能的棉纺织品材料。如果通过独特的分子结构设计，使得制备的机阳离子化合物含有能够和棉纤维表面上的活泼羟基发生化学反应的活性环氧基团或二羟基基团， 就能够很方便地通过浸渍-干燥-活化的工艺将有机阳离子化合物接枝到棉纤维的表面，从而获得有机阳离子改性的棉纤维材料。 

为此，本发明采用棉纤维纺织品材料为载体，首先将叔胺类、叔膦类和吡啶类有机阳离子前置体加入到水中并加入等摩尔的环氧氯丙烷，通过有机阳离子前置体和环氧氯丙烷之间的季铵化反应形成含有活性环氧基团或二羟基基团的有机阳离子化合物，然后加入醇形成溶液，最后通过浸渍-干燥-活化工艺将有机阳离子化合物接枝到棉纤维纺织品材料的表面，从而获得有机阳离子改性棉纤维纺织品材料，具体过程包括如下步骤： 

(1)有机阳离子化合物溶液的制备 

将叔胺类、叔膦类和吡啶类有机阳离子前置体加入到水中并加入等摩尔的环氧氯丙烷，在室温条件下搅拌0.5-24h，然后加入醇，配制成质量分数为0.1-10％的有机阳离子化合物溶液。室温条件下搅拌时间优选为2-10h，醇的加入主要是为了形成均匀地溶液，有机阳离子化合物溶液的质量分数优选为1.0-5.0％。 

(2)有机阳离子改性棉纤维纺织品材料的制备 

将棉纤维浸泡在步骤(1)制备的质量分数为0.1-10％的有机阳离子化合物溶液中5-60min，在80℃恒温烘干1h,再于120-190℃恒温活化1-15min，取出用自来水清洗并烘干后备用。棉纤维的浸泡时间优选为10-30min，棉纤维在电热恒温烘箱内的活化温度优选为140-170℃；活化时间优选为2-5min。 

所说的叔胺类有机阳离子前置体具有式(I)的结构：