一种基于非金属抗菌剂的抗菌母粒及其制备方法和应用与流程

本发明涉及一种基于非金属抗菌剂的抗菌母粒及其制备方法和应用，属于纺织领域。

背景技术：

1、抗菌母粒是一种具有抗菌作用的材料，广泛应用于医疗、食品加工、日用品等多个领域，对于抑制微生物生长、预防感染具有重要作用。

2、传统的抗菌剂，尤其是含有重金属的无机抗菌剂，虽然具有较好的抗菌效果，但存在潜在的毒性和环境污染问题。此外，细菌对这些抗菌剂可能产生耐药性，限制了它们的长期应用。

3、非金属抗菌剂，如基于碳、硫等元素的纳米材料，具有较低的毒性和良好的生物相容性。这些材料可以利用其独特的物理化学性质，如表面电荷、尺寸效应等，来破坏细菌细胞膜或干扰细菌的正常生理活动，实现抗菌效果。

4、目前，有一些采用非金属抗菌剂制备纺丝母粒的方法，比如：

5、cn114457453a公开了一种抗菌面料及其制备工艺，其中，抗菌涤纶母粒按重量百分比计由1.0％的聚乙烯蜡、1.5％的抗氧化剂、1.5％的润滑剂、1.6％的紫外线吸收剂、4.0％的复配抗菌剂及余量pet聚酯切片组成，复配抗菌剂是先用六亚甲基二胺对前处理后的无机纳米微球进行改性，使得然后再将之转入含有聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯及十二烷基三甲基氯化铵的浸渍液中，通过超声分散使得十二烷基三甲基氯化铵能有效且均匀地吸附在无机纳米微球的表面及其内部的孔隙中，实现了对有机小分子抗菌剂的吸附，然后在通过化学反应将2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖通过化学反应接枝在固体微球的表面，在其表面及其内壁上形成纵横交错的三维网络结构，从而成功地实现了对滞留在固体微球表面及其内壁孔隙中的抗菌剂(纳米银及十二烷基三甲基氯化铵)的有效固定，最终制备出复配抗菌剂；

6、cn112458748a公开了一种儿科病员服专用织物及其制备方法，其中抗菌母粒是将聚六亚甲基单胍盐酸盐真空干燥后，再粉碎处理得到聚六亚甲基单胍盐酸盐粉末；将所述聚六亚甲基单胍盐酸盐粉末以预定比例与干燥预处理后的聚酯纤维母粒混合均匀，在250～260℃下共混造粒，制得聚酯纤维共混母粒；

7、cn116005293a公开了保温抗菌彩色聚酯纤维的制备方法及保温抗菌彩色聚酯纤维；其中抗菌母粒是将纳米氧化锌与改性聚六亚甲基二胺基盐酸胍按照质量比1：(15～35)熔融共混、造粒，得到抗菌母粒；

8、可见，常规的抗菌母粒的制备非常复杂，且抗菌需要金属抗菌剂和非金属抗菌剂协同发挥作用；且聚丙烯和聚酯区别很大，并不是能简单相互替换使用的。

9、此外，聚丙烯纤维密度小，质量轻，使得它非常适合用于需要减轻重量的产品，如运动服装、户外装备等。

10、所以，如何制备一种成分简单、抗菌、不需要采用金属抗菌剂的聚丙烯母粒及其纤维、织物是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、[技术问题]

2、常规的抗菌母粒的制备非常复杂，且抗菌需要金属抗菌剂和非金属抗菌剂协同发挥作用。采用单一的抗菌剂性能抗菌性能差。

3、[技术方案]

4、为了解决上述问题，本发明提供了一种基于非金属抗菌剂的抗菌母粒及其制备方法和应用。具体的，本发明将聚六亚甲基胍盐酸盐、羟丙基壳聚糖、乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)共混进行一次造粒；再将聚丙烯树脂和共混母粒共混进行二次造粒，得到抗菌聚丙烯母粒。本发明制备的抗菌聚丙烯母粒表面具有电荷性，可吸附各类细菌、病毒，从而抑制了细菌病毒的分裂功能，使其丧失繁殖能力；另外，可改变细菌、病毒的细胞内电解质平衡而使其死亡，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及白色念珠菌具有高效的抑制作用。

5、本发明的第一个目的是提供一种基于非金属抗菌剂的抗菌聚丙烯母粒，其组分包括聚丙烯、聚六亚甲基胍盐酸盐、羟丙基壳聚糖；其中，聚丙烯、聚六亚甲基胍盐酸盐、羟丙基壳聚糖、乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)的质量比100：3～8：1～5：20～30。

6、作为本发明的一种实施方式，聚丙烯、聚六亚甲基胍盐酸盐、羟丙基壳聚糖、乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)的质量比为100：5：3：20。

7、作为本发明的一种实施方式，聚丙烯是有效物质含量55％的聚丙烯树脂。

8、作为本发明的一种实施方式，聚六亚甲基胍盐酸盐是有效物质含量99％的聚六亚甲基双胍盐酸盐。

9、作为本发明的一种实施方式，乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)为乙烯结构单元含量为32％的乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)。

10、本发明的第二个目的是提供一种制备基于非金属抗菌剂的抗菌聚丙烯母粒的方法，包括如下步骤：

11、(1)一次造粒：

12、将聚六亚甲基胍盐酸盐、羟丙基壳聚糖和乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)熔融共混造粒，得到共混母粒；

13、(3)二次造粒：

14、将共混母粒与聚丙烯熔融共混造粒，得到共混聚丙烯母粒。

15、作为本发明的一种实施方式，步骤(1)中在双螺杆共混机中熔融共混造粒是在185～200℃、200～300rpm下熔融共混造粒。

16、作为本发明的一种实施方式，步骤(2)中在双螺杆共混机中熔融共混造粒是在195～205℃、250～350rpm下熔融共混造粒。

17、作为本发明的一种实施方式，步骤(1)中聚六亚甲基胍盐酸盐、乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)使用前需要在70～80℃下干燥24h。

18、本发明的第三个目的是提供一种抗菌聚丙烯纤维，其采用了本发明所述的基于非金属抗菌剂的抗菌聚丙烯母粒。

19、本发明的第四个目的是提供一种制备抗菌聚丙烯纤维的方法，包括如下步骤：

20、将抗菌聚丙烯母粒与聚丙烯进行熔融纺丝，得到初生复丝；之后，将初生复丝进行牵伸，热定型，得到聚丙烯纤维。

21、作为本发明的一种实施方式，抗菌聚丙烯母粒和聚丙烯的质量比是1～3：1～3，优选为1：1。

22、作为本发明的一种实施方式，抗菌聚丙烯母粒在使用之前需要在70～80℃下干燥12～24h。

23、作为本发明的一种实施方式，熔融纺丝是在180～220℃、1800～2200m/min下进行熔融纺丝，优选为200℃、2000m/min下进行熔融纺丝。

24、作为本发明的一种实施方式，牵伸是在70～90℃下牵伸1～5倍，优选为在80℃下牵伸3倍。

25、作为本发明的一种实施方式，热定型的温度为110～130℃，优选为120℃。

26、本发明的第五个目的是本发明所述的抗菌聚丙烯母粒、抗菌聚丙烯纤维在纺织品中的应用。

27、本发明的第六个目的是一种抗菌织物，其采用了本发明所述的抗菌聚丙烯母粒。

28、本发明的第七个目的是一种提升聚丙烯材料抗菌性能的方法，其采用了本发明所述的抗菌聚丙烯母粒。

29、[有益效果]

30、(1)本发明通过加入聚六亚甲基胍盐酸盐与羟丙基壳聚糖，使表面具有电荷性，可吸附各类细菌、病毒，从而抑制了细菌病毒的分裂功能，使其丧失繁殖能力；另外可改变细菌、病毒的细胞内电解质平衡而使其死亡，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及白色念珠菌具有高效的抑制作用；抗菌率高达99.8％，能够高效广谱灭菌和抑制各类微生物，且避免细菌产生耐药性。

31、(2)本发明的抗菌聚丙烯母粒采用非金属抗菌剂，在处理各种表面时不会造成腐蚀，确保了材料和设备的长期使用寿命；其非腐蚀性还保证了被处理表面的外观不受影响；在使用浓度下对人体及高等生物无毒性，无色无味对皮肤及粘膜无刺激性，安全环保。

32、(3)本发明的抗菌聚丙烯母粒具备优异的抗菌性能，抗菌率高达99.8％；同时兼具一定的机械强度，湿热老化下的强度损失率在5％以下：断裂强度为7.21cn/dtex；且成分简单，工艺流程简单，易于规模化生产。