一種基于生物法制備除醛抗菌遮陽材料的方法與流程
1.本發明涉及一種基于生物法制備除醛抗菌遮陽材料的方法，屬于功能材料加工技術領域。
背景技術：
2.采用合成纖維為原料加工裝飾用紡織品，結合整理后可制得多種型式的遮陽材料。這類復合材料不僅有較好的遮陽效果，同時具有裝飾性的澤或花型，近年來在家裝窗簾、墻布、戶外帳篷等領域得到廣泛應用。采用纖維面料為基底的遮陽材料可采用多種方式加工，包括以合纖長絲為原料，通過雙層組織織造；采用粘合劑將合成織物熱熔粘合成多層材料；以合纖提花或布為基材經涂層加工而成等。另一方面，隨著人們生活水平提高，家居裝修日趨高檔化，若室內過度裝修或建材（如油漆、板材和膠水等）選擇不當，室內環境中產生高濃度甲醛（hcho）污染物。甲醛是室內污染物中有毒有害物質之一，過高濃度的甲醛會對人體產生極大危害，使人產生呼吸困難等癥狀。因此，采用高效方法去除家居環境中的殘留甲醛成為當務之急。既有的除醛方法中，除采用源頭控制、通風換氣凈化外，結合物理或化學法除醛日益受到重視，成為功能性裝飾產品開發及用于空氣治理的研究熱點。
3.吸附法是利用吸附介質具有發達孔隙結構的特點進行物理吸附，常用多孔吸附劑有活性炭、沸石和凹凸棒土等。這類吸附劑的原料來源廣泛且制備簡單，但由于每種吸附劑在使用中都會有自己的吸附極限值，即吸附劑并不能將甲醛分子鎖定在孔隙結構上，當甲醛分子掙脫后還會造成室內環境二次污染。光催化氧化法是采用光催化劑在一定波長光的照射下，電子受到能量被激發的特性，使甲醛被氧化生成水和二氧化碳，這類催化劑中以納米tio2應用較多，其不足之處在于需要在光源刺激下才能產生甲醛消解效果，且紫外光對纖維有加速老化的不利影響。
4.基于上述目前現狀，亟待開發一種新型除醛遮陽材料制備方法。與傳統的物理法和化學法相比，生物法具有反應條件緩和、對纖維性能不利影響較小等優點。在生物酶的催化下，能在包括滌綸在內的纖維表面通過接枝聚合，形成具有牢固結合力的特定功能聚合物。具有除醛功能的聚合物與室內環境甲醛分子反應后，可實現無需紫外光引發下甲醛的去除。與此同時，若該復合材料同時具有抗菌效果，則能進一步提升其使用中的功能性。上述目標若能實現，則為開發和制備具有除醛抗菌的遮陽復合材料制備提供了新方法。
技術實現要素：
5.為解決上述問題，本發明提供了一種基于生物法制備除醛抗菌遮陽材料的方法，旨在實現緩和條件下，借助生物法在滌綸表面接枝聚合形成具有甲醛去除功效的聚合物，結合納米銀原位沉積和涂層加工后，賦予復合材料除醛、抗菌和遮陽的功效。
6.本發明的第一個目的是提供一種基于生物法制備除醛抗菌遮陽材料的方法，所述方法是：首先，進行滌綸織物預處理，在滌綸表面引入乙烯基；其次，借助生物酶催化自由基聚合，在滌綸表面接枝聚甲基丙烯酰肼，制備具有除甲醛功能的滌綸織物；再次，通過在滌
綸表面原位還原沉積納米銀，賦予織物抗菌殺菌功能；最后，將滌綸織物進行遮光涂層加工，經焙烘后得到具有除醛抗菌功能的遮陽材料。
7.在本發明的一種實施方式中，所述方法包括以下步驟：（1）滌綸織物預處理：通過燒堿處理滌綸，使纖維表面酯鍵水解產生羥基；再與含乙烯基的烷氧基硅烷接枝反應，在滌綸表面引入乙烯基；（2）接枝聚甲基丙烯酰肼：經步驟（1）處理后的滌綸織物水洗后浸漬在甲基丙烯酰肼溶液中，借助辣根過氧化物酶催化乙烯基自由基聚合，在滌綸表面接枝聚甲基丙烯酰肼；（3）原位還原沉積納米銀：經步驟（2）處理后的滌綸織物水洗后，浸漬在硝酸銀溶液中，借助聚甲基丙烯酰肼進行原位還原，在滌綸表面沉積納米銀；（4）遮光涂層加工：經步驟（3）處理后的滌綸織物經水洗和干燥后，在滌綸織物背面涂布由聚丙烯酸酯類乳液、納米二氧化鈦乳液制備的涂層漿，經焙烘后得到具有除醛抗菌功能的遮陽材料。
8.在本發明的一種實施方式中，所述燒堿處理的工藝處方及條件：燒堿 0.5~1.5 g/l，十二烷基二甲基芐基氯化銨0.1~0.5 g/l，80~90℃處理15~30 min。
9.在本發明的一種實施方式中，所述滌綸表面引入乙烯基的工藝處方及條件：含乙烯基的烷氧基硅烷：水：乙醇用量比為1：1：3~5，ph 9~10，25~40℃處理1~2小時。
10.在本發明的一種實施方式中，所述含乙烯基的烷氧基硅烷包括含乙烯基的三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷。
11.在本發明的一種實施方式中，所述滌綸表面接枝聚甲基丙烯酰肼的處理工藝處方及條件：辣根過氧化物酶 2~10 u/ml，甲基丙烯酰肼3~6 g/l，ph 6~7，30~40℃處理2~4小時。
12.在本發明的一種實施方式中，所述滌綸表面沉積納米銀的處理工藝處方和條件：硝酸銀 5~10 g/l，ph 4.5~7，80~90℃處理2~4小時。
13.在本發明的一種實施方式中，所述滌綸織物背面涂布所用的涂層漿組成為聚丙烯酸酯漿料體積分數70%~80%、二氧化鈦漿料體積分數10~15%、硬脂酸銨乳液體積分數2.5%~5%、增稠劑5~10%；涂布后的焙烘條件：120~150℃，時間3~5 min。
14.本發明的第二個目的是提供一種應用上述方法制備具有除醛抗菌功能的遮陽材料。
15.本發明的第三個目的是提供一種上述方法制備的除醛抗菌遮陽材料的應用。
16.本發明的有益效果：本發明先在滌綸織物表面引入乙烯基，再借助生物酶法在纖維表面通過接枝聚合，得到具有甲醛去除功能的聚甲基丙烯酰肼，然后再通過聚甲基丙烯酰肼對銀離子的還原作用，在滌綸纖維沉積具有抗菌功效的納米銀，結合涂布由聚丙烯酸酯類乳液、納米二氧化鈦乳液制備的復合涂層漿，賦予滌綸基織物遮陽功能。與傳統單一滌綸基遮陽材料借助于吸附法、光催化氧化法去除環境中甲醛相比，本發明述及的方法加工有以下優點：（1）除甲醛效果明顯：在滌綸織物表面通過接枝聚合，形成聚甲基丙烯酰肼大分子，其中每個酰肼基團均能與甲醛反應，較吸附法具有更有效的甲醛消解效果，避免了吸附法應用中甲醛易解吸附的不利影響。
17.（2）抗菌效果顯著：滌綸纖維上接枝的聚甲基丙烯酰肼含有較多氨基，對銀離子具
1.5 g/l，十二烷基二甲基芐基氯化銨0.5 g/l，90℃處理30 min；滌綸表面引入乙烯基的工藝處方及條件：含乙烯基的三乙氧基硅烷：水：乙醇用量比為1：1：5，在ph 10和40℃處理2小時；（2）接枝聚甲基丙烯酰肼：經步驟（1）處理后的滌綸織物水洗后浸漬在甲基丙烯酰肼溶液中，借助辣根過氧化物酶催化乙烯基自由基聚合，在滌綸表面接枝聚甲基丙烯酰肼；處理工藝處方及條件：辣根過氧化物酶 10 u/ml，甲基丙烯酰肼6 g/l，在ph 7和40℃處理4小時；（3）原位還原沉積納米銀：經步驟（2）處理后的滌綸織物水洗后，浸漬在硝酸銀溶液中，借助聚甲基丙烯酰肼進行原位還原，在滌綸表面沉積納米銀，處理工藝處方和條件：硝酸銀 10 g/l，在ph 7和90℃處理4小時。
26.（4）遮光涂層加工：經步驟（3）處理后的滌綸織物經水洗和干燥后，在滌綸織物背面涂布涂層漿，涂層漿組成為聚丙烯酸酯漿料體積分數80%，二氧化鈦漿料體積分數10%，硬脂酸銨乳液體積分數2.5%，增稠劑7.5%，涂布后的焙烘條件為150℃，時間3 min。
27.對比例1：將實施例1中不經過步驟（1）~（3）處理，其他條件或者參數與實施例1一致。
28.對比例2：將實施例1中不經過步驟（3）處理，其他條件或者參數與實施例1一致。
29.對比例3：將實施例1中不經過步驟（1）~（2）處理，其他條件或者參數與實施例1一致。
30.對比例4：將實施例1中不經過步驟（1）處理，其他條件或者參數與實施例1一致。
31.對比例5：將實施例2中不經過步驟（1）~（3）處理，其他條件或者參數與實施例2一致。
32.對比例6：將實施例2中不經過步驟（3）處理，其他條件或者參數與實施例2一致。
33.對比例7：將實施例2中不經過步驟（1）~（2）處理，其他條件或者參數與實施例2一致。
34.對比例8：將實施例2中不經過步驟（1）處理，其他條件或者參數與實施例2一致。
35.對實施例1~2和對比例1~8中試樣的甲醛去除率、經向強力變化率、對金黃葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率，得到表1數據。
36.表1
由表1可知：a.經本發明述及的方法整理的試樣（實施例1、實施例2）具有較好的甲醛去除效果，與未整理織物相比，試樣強力也有增加，對金黃葡萄球菌/大腸桿菌有較高的抑菌率，表明在纖維上引入乙烯基，有利于酶催化接枝聚合，形成除醛效果優良的聚甲基丙烯酰肼聚合物，促進了后續原位沉積納米銀沉積。由此可見，以本發明述及的方法進行除醛抗菌遮陽材料制備，取得了較好的整理效果。
37.b. 不經過步驟（1）~（3）處理的試樣（對比例1、對比例5）除醛效果和抗菌效果均較差，表明未經整理的滌綸織物此方面的功能性較差。
38.c. 不經過步驟（3）處理的試樣（對比例2、對比例6）除醛效果較好，但抗菌效果較差，表明滌綸表面僅接枝聚甲基丙烯酰肼，并不能賦予復合材料抗菌效果。
39.d. 不經過步驟（1）~（2）處理試樣（對比例3、對比例7）的除醛效果較差，其原因在于纖維表面未接枝聚甲基丙烯酰肼，試樣的抗菌率也較低，表明滌綸表面接枝的聚甲基丙烯酰肼能利于納米銀沉積。
40.e. 不經過步驟（1）處理的試樣（對比例4、對比例8）的除醛效果不理想，其原因滌綸纖維表面未引入乙烯基，不利于酶促滌綸纖維接枝聚合形成聚甲基丙烯酰肼，從而導致除醛效果不理想，隨之纖維表面納米銀的沉積效果也較差。
41.以上對比例1~8與未處理的織物相比，其強力均有所增加，表明滌綸織物表面涂層整理后利于力學性能的改善。
42.雖然本發明已以優選實施例公開如上，但其并非用以限定本發明，任何熟悉此技術的人，在不脫離本發明的精神和范圍內，都可做各種的改動與修飾，因此本發明的保護范圍應該以權利要求書所界定的為準。
43.本發明公開了一種基于生物法制備除醛抗菌遮陽材料的方法，屬于功能材料加工技術領域。旨在通過滌綸織物預處理，在滌綸表面引入乙烯基；借助生物酶催化自由基聚
合，在滌綸表面接枝聚甲基丙烯酰肼，制備具有除甲醛功能的滌綸織物；通過在滌綸表面原位還原沉積納米銀，賦予織物抗菌殺菌功能；最后將滌綸織物進行遮光涂層加工，經焙烘后得到具有除醛抗菌功能的遮陽材料。具體工藝步驟包括：（1）滌綸織物預處理；（2）接枝聚甲基丙烯酰肼；（3）原位還原沉積納米銀；（4）遮光涂層加工。與傳統除醛遮陽產品制備方法相比，本發明制備的遮陽材料具有除醛效果明顯、抗菌效果好、整理效果持久的優點。
技術特征：
1.一種基于生物法制備除醛抗菌遮陽材料的方法，其特征在于，首先，進行滌綸織物預處理，在滌綸表面引入乙烯基；其次，借助生物酶催化自由基聚合，在滌綸表面接枝聚甲基丙烯酰肼，制備具有除甲醛功能的滌綸織物；再次，通過在滌綸表面原位還原沉積納米銀，賦予織物抗菌殺菌功能；最后，將滌綸織物進行遮光涂層加工，經焙烘后得到除醛抗菌功能遮陽材料。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：（1）滌綸織物預處理：通過燒堿處理滌綸，使纖維表面酯鍵水解產生羥基；再與含乙烯基的烷氧基硅烷接枝反應，在滌綸表面引入乙烯基；（2）接枝聚甲基丙烯酰肼：經步驟（1）處理后的滌綸織物水洗后浸漬在甲基丙烯酰肼溶液中，借助辣根過氧化物酶催化乙烯基自由基聚合，在滌綸表面接枝聚甲基丙烯酰肼；（3）原位還原沉積納米銀：經步驟（2）處理后的滌綸織物水洗后，浸漬在硝酸銀溶液中，借助聚甲基丙烯酰肼進行原位還原，在滌綸表面沉積納米銀；（4）遮光涂層加工：經步驟（3）處理后的滌綸織物經水洗和干燥后，在滌綸織物背面涂布由聚丙烯酸酯類乳液、納米二氧化鈦乳液制備的涂層漿，經焙烘后得到具有除醛抗菌功能的遮陽材料。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述燒堿處理的工藝處方及條件：燒堿 0.5~1.5 g/l，十二烷基二甲基芐基氯化銨0.1~0.5 g/l，80~90℃處理15~30 min。4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述滌綸表面引入乙烯基的工藝處方及條件：含乙烯基的烷氧基硅烷：水：乙醇用量比為1：1：3~5，ph 9~10，25~40℃處理1~2小時；含乙烯基的烷氧基硅烷包括含乙烯基的三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷。5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述滌綸表面接枝聚甲基丙烯酰肼的處理工藝處方及條件：辣根過氧化物酶 2~10 u/ml，甲基丙烯酰肼3~6 g/l，ph 6~7，30~40℃處理2~4小時。6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述滌綸表面沉積納米銀的處理工藝處方和條件：硝酸銀 5~10 g/l，ph 4.5~7，80~90℃處理2~4小時。7.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述滌綸織物背面涂布所用的涂層漿組成為聚丙烯酸酯漿料體積分數70%~80%，二氧化鈦漿料體積分數10~15%，硬脂酸銨乳液體積分數2.5%~5%，增稠劑5~10%；涂布后的焙烘條件：120~150℃，時間3~5 min。
技術總結
本發明公開了一種基于生物法制備除醛抗菌遮陽材料的方法，所述方法是：首先，進行滌綸織物預處理，在滌綸表面引入乙烯基；其次，借助生物酶催化自由基聚合，在滌綸表面接枝聚甲基丙烯酰肼，制備具有除甲醛功能的滌綸織物；再次，通過在滌綸表面原位還原沉積納米銀，賦予織物抗菌殺菌功能；最后，將滌綸織物進行遮光涂層加工，經焙烘后得到具有除醛抗菌功能的遮陽材料。本發明借助生物法在滌綸表面接枝聚合形成具有甲醛去除功效的聚合物，結合納米銀原位沉積和涂層加工后，賦予復合材料除醛、抗菌和遮陽的功效。和遮陽的功效。
