一种基于双光敏剂负载的多色彩日光动力抗菌面料及其制备方法
本发明属于功能抗菌型面料领域，更具体涉及一种基于双光敏剂负载的多色彩日光动力抗菌面料及其制备方法。
背景技术：
1、纺织品现在已成为人们生活中不可或缺的一类物品，但由于使用过程中产生的汗渍、油渍等，使其成为了细菌、病毒等微生物良好的生存载体，极易引发一些感染性疾病，对人体健康造成伤害。随着人们健康卫生意识的提升，具有抗菌性能的功能纺织面料在运动服饰、个人防护、医用纺织品和家纺产品领域引发较多关注。目前，关于抗菌功能纺织面料的制备主要是通过在纺织品表面涂覆金属离子、金属氧化物、季铵盐和壳聚糖等，不仅会导致细菌耐药性，而且涂层的制备方式牢度较差，存在透气性和手感较差等问题。
2、光动力抗菌技术是利用在光照条件下有机光敏剂吸收光子能量，发生一系列的光化学反应生成能与多种生物大分子相互作用的活性氧物种，具有高效、迅速、无耐药性等优点。相比于涂层等方式，有机光敏剂可以通过化学接枝和静电吸附等方式整理到纺织品上并赋予其一定色彩。目前，蒽醌、孟加拉玫瑰红、劳氏紫、卟啉衍生物等光敏剂已被用于制备光动力抗菌纺织品，其中孟加拉玫瑰红、劳氏紫已和普通染料共同制备了光动力抗菌彩色混纺和交织织物。但是，这类抗菌面料由于单一光敏剂的吸收谱带较窄，光子利用率低，而且普通染料的加入会抑制光动力效果，限制了实际应用。因此开发一种双光敏剂负载的具有多色彩性和宽谱带日光驱动性能的抗菌面料具有极其重要的意义。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供了一种基于双光敏剂负载的多色彩日光动力抗菌面料的制备方法，该制备方法简单、条件温和，得到的抗菌面料色彩鲜艳、效果高效、持久，解决了现有光动力抗菌面料的色彩单一、太阳光利用率低、抗菌效果差的技术问题。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种基于双光敏剂负载的多色彩日光动力抗菌面料，该多色彩日光动力抗菌面料是在锦棉混纺、交织或棉毛混纺、交织织物上混染双光敏剂所形成的抗菌面料；所述光敏剂为四苯磺酸盐修饰锌酞菁和孟加拉玫瑰红。
4、本发明中，首次将两种光敏剂同时应用于纺织领域，尤其是制备功能性面料中；四苯磺酸盐修饰锌酞菁经过氢键和范德华力与棉纤维发生结合，孟加拉玫瑰红与阴离子型纤维以盐式键发生结合，利用双光敏剂对光的选择性吸收和两种光敏染料间的荧光共振能量转移机理拓宽吸收光谱，提高太阳光利用率和光动力效果，并达到赋予光动力抗菌纺织品多色彩的目的。
5、一种所述的基于双光敏剂负载的多色彩日光动力抗菌面料的制备方法，该方法包括以下步骤：
6、s1、在水中加入四苯磺酸盐修饰锌酞菁和孟加拉玫瑰红(rb)两种染料以及硫酸铵，在30-50℃的温度下震荡，得到染色液；
7、染色液中，两种染料浓度合计为0.5-10％(对织物重，o.w.f)，硫酸铵浓度为1-10％o.w.f，ph值调为3-5；
8、孟加拉玫瑰红和四苯磺酸盐修饰锌酞菁的质量比为1:1～1:5；
9、s2、以浴比1：20-50，将织物浸入染色液中进行升温震荡染色，震荡染色温度为80-100℃，到达震荡染色温度后30-40min内分批加入硫酸钠，总计10-30g/l，染色保温时间为45min-90min；
10、s3、将s2中染色后的织物取出并皂洗、水洗、烘干，得到多色彩日光动力抗菌面料；
11、皂洗液中，皂片浓度为1-3g/l，碳酸钠浓度为1-3g/l，浴比为1：20-50，温度为80-100℃，时间为10min。
12、本发明方法中，技术难点体现为首次在混纺或交织织物(比如锦棉混纺织物)上用双光敏剂进行混染，混染条件尤其重要，其中染液ph值、温度、时间的选择直接决定四苯磺酸盐修饰锌酞菁分子是否上染棉纤维以及rb是否上染阴离子纤维。在本发明所述的染色条件下，四苯磺酸盐修饰锌酞菁与rb成功上染混纺或交织织物。本发明方法得到的多色彩日光动力抗菌面料，其抗菌面料更加多彩，抗菌效果相比于其他方法具有一定的提升。
13、作为优选，s1中，染液中孟加拉玫瑰红染料的对织物重为0.5％o.w.f，四苯磺酸盐修饰锌酞菁染料的对织物重为2.5％o.w.f。
14、作为优选，s1的染色液中，孟加拉玫瑰红和四苯磺酸盐修饰锌酞菁的质量比为1:4～1:5，ph值为3-4。孟加拉玫瑰红和四苯磺酸盐修饰锌酞菁的质量比会影响染色织物颜色，ph值会直接影响到染料的溶解程度和电离程度，进而影响后续染料在织物上的负载；ph值过高或过低都会对负载量产生不利影响。
15、作为优选，s1中，浴比为1：30，震荡温度为40℃，时间为20min，硫酸铵浓度为10％o.w.f。
16、作为优选，s2中，震荡染色温度为90℃，染色保温时间为60min，纺织品与染色液的浴比、温度、时间对光敏剂在织物的负载效果影响明显。
17、作为优选，s2中，硫酸钠加入总量为20g/l，在纺织品染色过程中盐对染料对纤维的上染具有一定的促染作用。
18、作为优选，s3中，皂片浓度为2g/l，碳酸钠浓度为1g/l，浴比为1：30，温度为90℃，时间为10min。
19、作为优选，本发明所述的四苯磺酸盐修饰锌酞菁的制备方法：在氮气保护下以正戊醇为溶剂，将2摩尔4-(3,4-二氰基苯氧基)苯磺酸钠(c14h7n2so4na)、1摩尔二水合乙酸锌和2摩尔1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(dbu)混合，维持温度137±5℃反应，反应结束后，向体系加入适量丙酮，静置，抽滤收集滤饼，烘干，通过乙醇和水混合提纯，得到蓝绿色粉末，即四苯磺酸盐修饰锌酞菁。
20、本发明的有益效果是：
21、1、本发明采用普通纺织品做基材，采用双光敏剂混染的方法将其负载到纺织材料，制备的面料具有多色彩和太阳光动力抗菌的效果。锌酞菁和孟加拉玫瑰红在光照的条件下，其分子吸收光子能量被激发到单重激发态，经过系间窜越到达三重激发态，之后发生一系列的光化学反应，产生具有强氧化性的单线态氧。
22、2、本发明中，利用锌酞菁和孟加拉玫瑰红选择性吸收光子能量和两者之间的荧光共振能量转移机理拓宽吸收光谱，提高太阳光子利用率和日光动力效果，并且由于两种光敏剂颜色不同，可以达到日光动力抗菌织物的多色彩性的目的。
23、3、此制备方法简单，对面料的透气舒适性基本无影响，对设备没有特殊要求，易于宏量制备，制备的面料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的光诱导杀菌率均在99％以上，抗菌效果显著。本发明采用双光敏剂混染异种纤维的方法，易于宏量制备，保证良好的吸湿透气性，制备的面料具备快速、高效、多色彩和宽可见光谱驱动的抗菌性能，可用于家纺产品、医疗卫生、户外用品及个人防护用品的制备。
技术特征：
1.一种基于双光敏剂负载的多色彩日光动力抗菌面料，其特征在于，该多色彩日光动力抗菌面料是在锦棉混纺、交织或棉毛混纺、交织织物上混染双光敏剂所形成的抗菌面料；所述光敏剂为四苯磺酸盐修饰锌酞菁和孟加拉玫瑰红。
2.一种权利要求1所述的多色彩日光动力抗菌面料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，s1中，染液中孟加拉玫瑰红染料的对织物重为0.5％o.w.f，四苯磺酸盐修饰锌酞菁染料的对织物重为2.5％o.w.f。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，s1的染色液中，孟加拉玫瑰红和四苯磺酸盐修饰锌酞菁的质量比为1:4～1:5，ph值为3-4。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，s1中，浴比为1：30，震荡温度为40℃，时间为20min，硫酸铵浓度为10％o.w.f。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，s2中，震荡染色温度为90℃，染色保温时间为60min。
7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，s2中，硫酸钠加入总量为20g/l。
8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，s3中，皂片浓度为2g/l，碳酸钠浓度为1g/l，浴比为1：30，温度为90℃，时间为10min。
9.如权利要求1所述的多色彩日光动力抗菌面料或权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述四苯磺酸盐修饰锌酞菁的制备方法：在氮气保护下以正戊醇为溶剂，将2摩尔4-(3,4-二氰基苯氧基)苯磺酸钠(c14h7n2so4na)、1摩尔二水合乙酸锌和2摩尔1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(dbu)混合，维持温度137±5℃反应，反应结束冷却后，向体系加入适量丙酮，静置，抽滤收集滤饼，烘干，通过乙醇和水混合提纯，得到蓝绿色粉末，即四苯磺酸盐修饰锌酞菁。
技术总结
本发明属于功能抗菌型面料领域，涉及一种基于双光敏剂负载的多色彩日光动力抗菌面料及其制备方法。基于双光敏剂负载的多色彩日光动力抗菌面料是在锦棉混纺、交织或棉毛混纺、交织织物上混染双种光敏剂所形成的抗菌面料；所述光敏染料为四苯磺酸盐修饰锌酞菁和孟加拉玫瑰红。本发明采用双光敏剂混染的方法，易于宏量制备，保证良好的吸湿透气性，制备的面料具备快速、高效、多色彩和日光动力抗菌性能，可用于家纺产品、医疗卫生、户外用品及个人防护用品的制备。
技术研发人员：胡柳,韩画宇,王甫
受保护的技术使用者：浙江理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23