提高涂层附着力和耐久性的抗菌涤纶、面料和制

本发明涉及功能性涤纶纤维的制备，尤其涉及一种提高涂层附着力和耐久性的抗菌涤纶、面料和制备方法。背景技术：1、随着科技的发展和人们对健康与环保的重视，抗菌涂层技术在医疗、卫生、纺织、食品包装等领域的应用日益广泛。传统的抗菌涂层通常存在附着力差、耐久性不足、抗菌效果不稳定以及环境友好性欠佳等问题。因此，开发一种具有高附着力、优异耐久性、广谱抗菌效果且环保安全的抗菌涂层，具有重要的研究价值和广阔的应用前景。涤纶作为一种常见的纺织基材，由于其表面光滑、化学惰性强，涂层的附着力通常较差。传统的机械处理方法如打磨等，往往难以在大规模生产中实现。因此，采用先进的表面处理技术以提高涂层的附着力成为研究热点。2、目前抗菌技术广泛应用于各类涂层中，但现有抗菌涂层的抗菌效果和稳定性面临诸多挑战。常用的抗菌剂如银离子、铜离子和有机抗菌剂，容易在涂层中聚集或失效，导致抗菌效果不持久。抗菌剂在涂层中的分散性和稳定性直接影响涂层的抗菌性能。一些抗菌涂层在初期表现出良好的抗菌效果，但随着时间的推移，抗菌剂的释放速率下降，抗菌性能逐渐减弱。持久有效的抗菌技术仍是一个需要解决的难题。另外，现有抗菌涂层通常针对特定类型的细菌，无法提供广谱的抗菌效果。多重抗菌成分的组合使用虽有助于提升广谱抗菌性能，但也带来了成分间相互影响和成本增加的问题。技术实现思路1、为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种提高涂层附着力和耐久性的抗菌涤纶的制备方法，该方法通过等离子处理和硅烷偶联剂处理双重表面处理技术，显著提高涂层附着力。通过复合使用银纳米粒子和锌离子抗菌成分，并结合水性聚氨酯和丙烯酸树脂体系，确保了涂层的环保性和综合性能。高效的异氰酸酯交联和光稳定体系，以及优化的涂覆工艺，使得涂层具备优异的抗菌性能、耐久性和应用广泛性。2、为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：3、一种提高涂层附着力和耐久性的抗菌涤纶的制备方法，该涤纶纤维由涤纶基材经过预处理后涂覆抗菌涂层材料处理制备得到，所述的预处理包括等离子处理和硅烷偶联剂浸渍处理；所述的抗菌涂层材料按质量百分比计由以下的组分构成：4、水性聚氨酯树脂：20-35%5、水性丙烯酸树脂：15-25%6、银纳米粒子：0.5-1.5%7、pvp稳定剂:0.5-1.5%8、柠檬酸锌：0.2-1.0%9、异氰酸酯交联剂：2-8%10、受阻胺光稳定剂：0.2-1.0%11、余量为水。12、作为优选，所述等离子处理处理的方法如下：13、1）用去离子水或乙醇清洗涤纶基材，去除表面污垢和油脂，然后在干燥的环境下彻底干燥；14、2）将干燥的涤纶基材放入等离子处理设备的处理室中；15、3）启动等离子处理设备，进行表面处理：处理参数如下：气体流量：20-50sccm；功率：100-300w；处理时间：5-10分钟；压力：0.1-0.5torr。16、作为优选，所述硅烷偶联剂处理的方法如下：17、1）将1-2%的硅烷偶联剂（aptes）溶解在无水乙醇或去离子水中；18、2）加入0.1-0.5%的醋酸或盐酸；19、3）将经过等离子处理的涤纶基材浸泡在硅烷溶液中，保持20-30分钟；浸泡后，用去离子水充分冲洗基材，去除多余的硅烷溶液；将基材在80-100℃下干燥1-2小时。20、作为优选，所述涂覆方法采用喷涂或浸涂；21、喷涂：设备采用高压喷枪，压缩空气源；参数设置：喷嘴直径0.2-0.5mm，喷涂压力0.3-0.5mpa；将涂覆液装入喷枪容器中，均匀喷涂在基材表面，保持喷涂距离15-20cm，喷涂速度均匀；22、浸涂：设备采用浸涂槽，吊挂装置；将基材浸入涂覆液中，保持浸泡时间1-3分钟，确保涂层均匀覆盖；提升和滴干：将基材缓慢提升，避免液体流动过快导致涂层不均，悬挂滴干1-2分钟。23、作为优选，所述涂覆后经过干燥和固化的步骤如下：24、1）初步干燥：室温下自然干燥，挥发掉大部分水分，时间10-20分钟；25、2）热风干燥：将基材放入热风干燥箱，设定温度60-80℃，干燥30-60分钟，确保涂层表面干燥；26、3）固化：进一步将干燥后的基材放入烘箱，设定温度120℃，固化30分钟，确保涂层完全固化，形成均匀、致密的抗菌涂层。27、作为优选，所述的抗菌涂层材料按质量百分比计由以下的组分构成：28、水性聚氨酯树脂：25-30%29、水性丙烯酸树脂：18-22%30、银纳米粒子：0.8-1.2%31、pvp稳定剂:0.8-1.2%32、柠檬酸锌：0.4-0.8%33、异氰酸酯交联剂：3.0-6.0%34、受阻胺光稳定剂：0.4-0.8%35、余量为水。36、作为优选，所述水性聚氨酯树脂采用阴离子型水性聚氨酯、阳离子型水性聚氨酯和非离子型水性聚氨酯中的一种或多种混合，优选为：科思创bayhydrol®uh系列，陶氏化学aquapel®系列中的一种或多种；水性丙烯酸树脂选用纯丙烯酸乳液、苯乙烯-丙烯酸共聚乳液和硅丙乳液；优选为巴斯夫acronal®系列和陶氏化学rhoplex®系列中的一种或多种。37、作为优选，所述异氰酸酯交联剂采用脂肪族多异氰酸酯，如hdi（三聚体）和ipdi（异佛尔酮二异氰酸酯）；芳香族多异氰酸酯：如tdi（甲苯二异氰酸酯）；受阻胺光稳定剂选用巴斯夫tinuvin®770、tinuvin®292或chimassorb®944。38、进一步，本发明还公开了一种提高涂层附着力和耐久性的抗菌涤纶，所述抗菌涤纶由所述的方法制备得到。39、进一步，本发明还公开了一种抗菌涤纶面料，所述抗菌涤纶面料由所述的抗菌涤纶纺织制备得到。40、本发明由于采用了上述的技术方案，从表面处理到涂层配方，再到涂覆工艺，各个环节都进行了优化和创新。通过对抗菌成分、树脂体系、交联和光稳定体系的综合设计，实现了涂层的多功能性，包括抗菌性、耐磨性、耐候性和环保性。具体体现在以下各个方面：41、1.多重表面处理增强附着力42、使用低温等离子处理对涤纶表面进行活化和粗糙化，显著增加了涂层的附着力。等离子处理能有效去除表面污染物，同时引入活性基团，增强后续化学反应的可能性。并在等离子处理基础上，通过硅烷偶联剂（如aptes）处理，进一步增强涂层与基材的化学结合力。这种双重处理方法显著提高了涂层的附着力和耐久性。43、2.复合抗菌成分44、银纳米粒子（agnps）和锌离子（zn2+）组合：通过pvp和柠檬酸稳定剂的使用，确保了抗菌成分的分散性和稳定性。银纳米粒子提供广谱、持久的抗菌效果，锌离子起辅助作用，增强抗菌效果。这种复合抗菌成分设计提高了涂层的抗菌性能。45、3.环保型水性树脂体系46、水性聚氨酯树脂和水性丙烯酸树脂组合：选择环保型的水性树脂，既满足了环保要求，又提供了优异的机械性能。水性聚氨酯提供良好的柔韧性和耐磨性，水性丙烯酸提供高透明性和耐候性，两者的组合实现了涂层性能的优化。47、4.高效交联和光稳定体系48、使用脂肪族多异氰酸酯交联剂，确保了涂层的高交联度，显著提高了涂层的耐磨性和耐化学性。采用高分子量的hals，提供了持久的光稳定效果，防止涂层在紫外线照射下降解。这种高效光稳定体系延长了涂层的使用寿命。