[发明专利]一种光催化复合抗菌氨纶的制备方法

说明书

本发明提供了一种光催化型复合抗菌氨纶的制备方法，将聚四亚甲基醚二醇和4,4‑二苯基甲烷二异氰酸酯反应后得到预聚物，再加入N,N‑二甲基乙酰胺稀释，接着加入溶有1,2‑丙二胺、1,5‑戊二胺和乙醇胺的N,N‑二甲基乙酰胺溶液进行扩链反应和终止反应，再加入消光剂、利用磷酸根改性的二氧化钛抗氧化剂P‑TiO₂、聚季铵盐和紫外线吸收剂，得到抗菌氨纶原液，抗菌氨纶纺丝原液熟化后在高温甬道中进行干法纺丝，得到抗菌氨纶。本发明通过在聚氨酯原液中加入利用磷酸根改性的二氧化钛抗氧化剂P‑TiO₂，使得二氧化钛表面的羟基基团密度增加，进而提高氨纶的抗菌性能和二氧化钛在氨纶中的吸附能力。

技术领域

本发明涉及一种氨纶的制备方法，主要利用二氧化钛的光催化性能抗菌原理实现对氨纶抗菌，具体涉及一种光催化型复合抗菌氨纶的制备方法。

背景技术

氨纶是一种弹性纤维，是合成纤维中延伸度最长的一种，由于其具有优异的弹性及回复率，在纺织面料中只要添加少量即可获得良好的舒适感，但是将氨纶用于日常用品后，会滋生病菌，尤其在高温潮湿的环境下，氨纶纤维成为各种微生物繁殖的良好环境，从而影响健康生活。

目前常用的氨纶抗菌剂包括聚季铵盐、聚季鏻盐、醇、酚、胍、吡啶、咪唑等，其中聚季铵盐应用最为广泛。上述有机抗菌剂具有较强的初始杀菌力以及较好的杀菌时效与广泛性，但存在易流失、热稳定性、化学稳定性差的问题。

为了提高氨纶制备的效率，常采用在高温甬道干法纺丝的方法进行氨纶纺丝制备，因此在纺丝过程中氨纶原液中的抗菌剂会因高温的作用发生流失或者结构破坏。

TiO₂具有良好的热结构稳定性，虽然现有技术已将TiO₂用于氨纶抗菌，但是，由于制备氨纶纤维利用高温甬道干法纺丝，TiO₂在高温下的吸附作用会大幅降低，使得TiO₂用在氨纶中的抗菌效果得到限制。目前也有技术采用硅烷偶联剂改性TiO₂或改性聚氨酯来提高TiO₂在聚氨酯上的吸附能力，但由于硅烷偶联剂改性TiO₂还消耗TiO₂表面的羟基基团，因此也造成了光催化性能下降的问题。

因此，有必要提出一种新的光催化复合抗菌氨纶的制备方法。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提出一种利用磷酸根改性二氧化钛，使得二氧化钛表面羟基基团密度增大的抗菌剂，将磷酸根改性的二氧化钛抗菌剂加入到聚氨酯原液中，制备光催化复合抗菌氨纶的方法，具体步骤如下：

步骤1：将聚四亚甲基醚二醇和4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯按照物质的量比为1:1.6～1.9的比例混合在一起进行聚合反应，得到-NCO封端的预聚物，再加入N,N-二甲基乙酰胺溶剂，将预聚物充分溶解；

步骤2：将溶有扩链剂和终止剂的N,N-二甲基乙酰胺加入到步骤1得到的预聚物溶液中进行扩链反应和终止反应；

步骤3：在步骤2得到的产物中，加入复合改性抗菌剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、阳离子表面活性剂得到抗菌氨纶纺丝原液；

复合改性抗菌剂添加量为氨纶纺丝原液溶质质量的0.5％～1.8％；

复合改性抗菌剂是P-TiO₂(P的质量占比为1％～3％)，P-TiO₂与阳离子表面活性剂的质量比为2-3：3-4。

步骤4：将步骤3得到的抗菌氨纶纺丝原液熟化后在高温甬道中进行干法纺丝，得到抗菌氨纶，甬道的温度可以设置为180℃～270℃，优选的240℃～250℃。

本发明P-TiO₂是通过PO₄^3-盐改性的二氧化钛，从而增强二氧化钛的表面羟基基团，提高二氧化钛的光催化性能。