[发明专利]一种具有抗菌功能的天然纤维织物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗菌剂、制备方法及其应用，特别涉及一种多卤胺抗菌剂、制备方法及对织物的抗菌整理应用。

背景技术

纺织品具有多孔、疏松，容易吸附各种杂质的特点，是繁殖、寄生细菌的载体，因而成为众多的细菌传播途径中主要的载体之一。这些细菌的存在不仅使织物被沾污、损伤，更主要的是提高了公共环境的交叉感染率，影响人类的健康。对纤维及纺织品进行抗菌处理可生产多功能、多用途的纤维，从而开发具有高附加值的产品，满足人们更高层次的需要。

在众多的纺织品抗菌剂中，卤胺抗菌剂由于杀菌广谱、高效、易降解、毒性低等特点而受到广泛关注。常用的卤胺抗菌剂前体包括胺基、氨基和酰亚胺化合物三类，通过卤化这三类抗菌剂前体化合物，使其氮氢键（N-H）转变为氮氯键（N-Cl）或者氮溴键（N-Br）键。得到的卤胺抗菌剂在接触细菌和病毒之后，氧化态卤素缓慢释放，并转移至生物受体，与细胞接触并氧化硫醇基或者在蛋白质上卤化氨基酸，导致细胞生长受到抑制，甚至使细胞失活，从而达到杀菌效果。最为人们熟知的卤胺前体化合物为5，5-二甲基海因，其酰胺官能团很容易和氯气、溴素、次氯酸钠或次溴酸钠等卤化试剂发生反应生成 1，3-二氯-5，5-二甲基海因（DCDMH)、1，3-二溴-5，5-二甲基海因（DBDMH）、1-溴-3-氯- 5，5-二甲基海因（BCDMH）。这些卤化的5，5-二甲基海因是白色或橘黄色结晶粉末，其活性卤素含量很高，在干燥情况下相当稳定；在水中则有较小的溶解度，可缓慢释放出卤素正离子而具有很强的杀菌功效。对其研究发现，通过提高杀菌剂分子结构中的N-卤键活泼性来提供高杀菌活性和杀菌速率的同时可能使稳定性和耐久性变差甚至恶化。此外，这些小分子杀菌剂应用于织物整理时不能提供耐水洗性。

美国奥本大学化学与生物学工程实验室、聚合物与纤维工程实验室以及营养学与食品工程实验室在最近二十年里对卤胺抗菌剂的研究较为成熟，涉及的抗菌剂主要为杂环结构，例如：乙内酰脲类、恶唑烷酮类、咪唑烷酮类、三嗪类等。合成的抗菌剂通过化学键与棉、聚氨酯、尼龙、硅胶板等键合，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、念珠菌等细菌的抗菌效果非常明显，可快速杀死细菌，并且其耐洗、耐磨和耐紫外光性能也得到较大的提高和改善。奥本大学的科研工作者们主要从杂环结构研究卤胺抗菌剂，如Liang J等人合成的所合成的抗菌剂中一般包含1～2个氮氢键（N-H），因此最多可以形成两个氮卤键（参见文献[J ]Ind Microbiol Biotechnol. 2007年,第34期, 第157～163页）。

发明内容

本发明所要解决的问题是克服现有技术存在的卤胺抗菌剂抗菌活性和耐久性不能兼顾的不足，通过制备多卤胺抗菌剂，提供一种具有抗菌功能的天然纤维织物及其制备方法。

提供的多卤胺抗菌剂抗菌效率高、杀菌功能持久、综合性能优越。且多卤胺抗菌剂制备工艺简便，原材料易得，适合于工业化生产。

为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案是提供一种具有抗菌功能的天然纤维织物，在纤维表面键合具有如下结构的卤胺抗菌剂： 

，

其中，X为Cl 或 Br，n为5～17的整数。

本发明所述的天然纤维织物为棉织物、麻织物、毛织物和丝织物中的任意一种，或它们任意组合的混纺织物。

本发明技术方案还包括一种如上所述的具有抗菌功能的天然纤维织物的制备方法，步骤如下:

（1）按重量计，将2～10 份异氰酸酯溶解在5 份干燥溶剂中，得到异氰酸酯溶液：

（2）按重量计，在反应器中投入6～8 份的N-(三乙氧基硅丙基)-N′-氨乙基-丁二酰胺和 35～60 份干燥溶剂，加入0.10.5份二月桂酸二丁基锡，升温至40～80℃；再缓慢滴加异氰酸酯溶液，保温条件下进行1～12小时的脲基化反应；

（3）反应液经减压蒸馏除去溶剂，得到淡黄色油脂状多酰胺硅烷；

（4）按质量浓度40%～80%配制乙醇/水溶液，将多酰胺硅烷与乙醇/水溶液混合，多酰胺硅烷的质量浓度为3.5%～5.0%，得到抗菌整理剂；

（5）将润湿后的天然纤维织物浸入到抗菌整理剂中，在室温下振荡，轧液，预烘，固化，再经洗涤、干燥处理后得到预处理织物；

（6）将预处理织物置于次卤酸钠溶液中，用氢卤酸调节pH值为7～8，在室温、振荡条件下进行卤胺化反应，再经水洗、烘干后得到具有抗菌功能的天然纤维织物。

上述制备方法的优选方案是：