[发明专利]一种抗菌阻燃纤维素及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种抗菌阻燃纤维素及其制备和应用，原料组分包括：纤维素、3‑(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷KH、聚乙烯亚胺PEI、乙烯基膦酸VA、抗菌剂、引发剂。本发明改性后的纤维素与原纤维素材料相比，其最大热释放速率可下降至原来的50％左右，总热释放量可下降至原材料的67％左右；对革兰氏阴性和阳性细菌均具有优良的抗菌效果，在30次洗涤后仍具有98％的抑菌率。

技术领域

本发明属于功能性纤维素及其制备和应用领域，特别涉及一种抗菌阻燃纤维素及其制备和应用。

背景技术

随着社会不断进步、科学技术日新月异，人们对材料的需求不再局限于服装、家纺等传统领域，而要求所使用的材料具有某些特定的功能以满足使用过程中产生的需求，例如防霉、抗菌、过滤、吸附、抗紫外线、防辐射、防水透湿、抗静电、防尘、防污、阻燃等功能。

另外，随着化石资源的匮乏，以及化纤类废弃产品造成的环境问题日益严重，利用天然可再生的纤维材料变得尤为重要，因此纤维素类纺织用品的功能化是非常重要的研究方向。

一方面，纺织品具有疏松多孔的特性，在日常生活使用过程中极易成为众多细菌传播的载体，这些微生物的粘附生长不仅会导致纤维制品发生变色、发霉、脆化降解，而且会对人体皮肤产生异常刺激并可能诱发皮肤疾病，对穿着者和纺织品本身都有不利的影响。随着科学技术的进步及人们生活水平的改善，人们对纺织品的抗菌性能提出了更高的要求。目前具备抗菌性能的纺织品，其应用领域正在逐渐扩大，主要包括医用纺织品(如手术缝合线、口罩、手术手套等)、家用纺织品(如床垫、地毯、窗帘等)及产业用纺织品(如过滤布、汽车内饰、国防工业用衬等)。因此，制备抗菌纤维素纤维在功能化纺织品材料领域具有非常重要的现实意义和广阔的应用前景。

另一方面，目前较多纺织品均为易燃产品，其极限氧指数(LOI)均较低，在大气环境中极易燃烧，根据不完全统计，我国几乎每年都会发生因火灾事故造成的人员伤亡和建筑损毁，给国民经济建设和人民生命财产造成不可估量的损失。其中，许多火灾的发生就是由纺织品引起的。可见，阻燃功能化纺织品的研发对于降低火灾的危害不可或缺。值得一提的是，纤维素纤维较合成纤维在燃烧时无熔滴现象，因此阻燃纤维素与阻燃合成纤维相比，发生二次危害概率更小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种抗菌阻燃纤维素及其制备和应用，本发明中利用纤维素的羟基接枝带有阻燃、抗菌性能的官能团，因此可用于天然或再生纤维素的抗菌阻燃改性，也可用于纤维素类材料的成品抗菌阻燃改性。

本发明的一种抗菌阻燃纤维素，按重量份数，原料组分包括：纤维素1份、0.15-0.50份3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷KH、0.03-0.09份聚乙烯亚胺PEI、0.05-0.2份乙烯基膦酸VA、 0.02-0.05份抗菌剂、0.001-0.003份引发剂。

含硅元素的KH的结构式为

含氮元素的PEI的结构式为：其中PEI为支化聚乙烯亚胺，分子量为600。

含磷元素的VA的结构式为：所述抗菌剂为带有硅氧烷基团的抗菌剂或者带有双键的抗菌剂；引发剂为自由基聚合引发剂。所述抗菌剂为N，N-二甲基-N-(3-(三甲氧基硅烷)丙基)十二烷-1-氯化 铵CDMA、甲基丙烯酸酐改性的聚六亚甲基胍盐酸盐MAPHMG中的一种或几种；

引发剂为过硫酸盐引发剂、过氧化氢引发剂、水溶偶氮引发剂中的一种或几种，进一步优选地，引发剂为过硫酸铵APS、过硫酸钾、过氧化氢。

进一步地，优选所述纤维素1份、0.4份3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷KH、0.07份聚乙烯亚胺PEI、0.2份乙烯基膦酸VA、0.05份抗菌剂、0.003份引发剂。

本发明的一种抗菌阻燃纤维素的制备方法，包括：

(1)将纤维素分散于碱液中，加入KH和PEI，在30-50℃下反应12-24h，洗涤，烘干，得到产物A；