本发明属于纺织工业印染生产中纺织品印染，尤其是涉及一种生物基柔软凉感抗菌整理剂及其制备方法和应用。
背景技术：
1、随着生活质量的不断提高，人们对服装的穿着舒适度和特种功能的要求越来越高，纺织品在加工或日常使用中，经多次加工、洗涤处理后手感会变得粗糙，一般合成纤维织物手感更差。为了使织物具有柔软、凉爽、顺滑、舒适的手感，和抗菌功能，就需要对其进行整理，目前应用广泛的是用柔软剂、凉感剂和抗菌剂进行整理。因此后整理是纺织印染加工中提高产品质量，增加产品附加价值必不可少的一种重要工序。
2、阳离子型柔软剂是使用范围最广泛的一类，包含季铵盐型、有机硅树脂型、酯季铵盐型等。此外，具有良好手感的有机硅整理剂由于使用原料中含有硅氧烷环体，其在使用时存在一定的安全风险，同时对印染厂使用过程中回收造成一定困难，故现在市场上需要不含硅且手感较好的柔软剂；而同时，常见的无硅柔软剂的生物降解性差并且黄变严重，随着公共意识及环保质量的要求的提高，此类产品也逐渐不能满足社会发展的需求。
3、纤维属于多孔性材料，叠加编织后又会形成无数空隙的多层体，因此织物较容易吸附菌类，并会迅速繁殖。抗菌整理是指在纤维制品上用具有抗菌防臭作用的试剂进行处理，赋予抗菌防毒性能以防止纤维因微生物引起的恶化，色素的附着，袜子和内衣发生恶臭等。理想的抗菌剂必须是安全、低毒的，具有广谱抗菌性，抗菌作用大，用量小，不引起皮肤过敏反应或损伤，不能影响织物的服用性能，对纺织品性能和外观影响小，不影响通常的纺织品染整加工。
4、很多纺织品直接接触人体皮肤，因而抗菌剂务必具有安全性、无毒性，对身体无刺激性。现阶段，在纺织品抗菌剂的选用中，仍以有机抗菌剂为主导、季铵盐类、聚六甲基双胍盐酸盐等有机抗菌剂，其效果优良，但毒副作用比较大，耐用性较弱，而且非常容易造成微生物的抗药性等，限制了其在直接接触人体皮肤的纺织品上的应用。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种生物基柔软凉感抗菌整理剂及其制备方法和应用，以解决上述问题，将该织物整理剂按照设定的整理工艺作用在织物上，可达到良好的柔软平滑性、凉爽的触感、广谱抗菌性和耐洗性，对纺织品的损伤小，且织物的颜色、状态等几乎无变化；同时该织物整理剂来源天然，可降解对环境无污染，整理后的织物可直接接触人体，无细胞毒性，对皮肤无刺激，无耐药性，适合广泛应用。
2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：
3、一种生物基柔软凉感抗菌整理剂，该柔软凉感抗菌整理剂的原料包括生物基有机脂肪酸、催化剂、有机胺、季铵化试剂、生物基乳化剂、天然油脂磺化油、天然植物抗菌剂、多元醇、聚氨酯、天然凉感整理剂、消泡剂和水；
4、以该柔软凉感抗菌整理剂的原料的总质量为100％计算，各组份的质量百分含量为：
5、
6、
7、其中，所述的生物基有机脂肪酸为c12-c18的饱和脂肪酸、妥尔油脂肪酸、精制妥尔油中的任意一种或任意组合；
8、所述催化剂为次亚磷酸、对甲苯磺酸中的任意一种或任意组合；
9、所述的有机胺为二乙烯三胺、三乙醇胺和n，n-双(3-氨丙基)甲胺中的任意一种或任意组合；
10、所述的季铵化试剂为碳酸二甲酯、硫酸二甲酯、碳酸二乙酯和硫酸二乙酯中的任意一种或任意组合；
11、所述的生物基乳化剂为腰果酚聚氧乙烯醚nss 1305、nss 1305a、nss1308中的任意一种或任意组合；
12、所述的天然油脂磺化油为天然磺化菜籽油、天然磺化蓖麻油、硫酸化天然牛蹄油中的至少一种或任意组合；
13、所述的天然植物抗菌剂为除虫菊酯、柠檬桉叶油、日本扁柏提取物、香叶天竺葵提取物中的至少一种或任意组合；
14、所述的多元醇为1，3-丁二醇、乙二醇、丙二醇中的至少一种或任意组合；
15、所述聚氨酯为乙烯基聚氨酯乳液、多异氰酸酯乳液、封闭型聚氨酯乳液中的至少一种或任意组合；
16、所述天然凉感整理剂木糖醇、薄荷油、赤糖醇、蚕丝素蛋白、红色线反射陶瓷的至少一种或任意组合；
17、所述的消泡剂为聚氧丙基聚氧乙基甘油醚、聚醚改性聚硅氧烷类中的任意一种或任意组合。
18、一种生物基柔软凉感抗菌整理剂的制备方法，其中包括以下步骤：
19、步骤一、在反应釜1中加入生物基有机酸，催化剂和有机胺，开始脱水反应，反应得到初始产物；
20、步骤二、向步骤一得到的初始产物中加入季铵化试剂，开始季铵化反应；
21、步骤三、待步骤二所述季铵化反应结束后，加入生物基乳化剂，得到所述生物基阳离子整理剂；
22、步骤四、将天然植物抗菌剂、多元醇和天然油脂磺化油加入混合罐1中，搅拌至混合均匀；
23、步骤五、将水和聚氨酯加入混合罐1中，搅拌至混合均匀，得到所述生物基抗菌剂；
24、步骤六、将混合罐1的物料加入到反应釜1中，搅拌至混合均匀；
25、步骤七、随后将天然凉感整理剂加入反应釜1中，搅拌至混合均匀；
26、步骤八、最后将消泡剂投入到反应釜1中，搅拌均匀即可，过滤得到生物基柔软凉感抗菌整理剂。
27、所述的步骤一中，在n2氛围下，先将生物基有机酸加热熔融，温度为120-180℃，搅拌速度为20-40rpm；熔融后加入催化剂，搅拌均匀；随后加入有机胺，升温至180-230℃开始脱水反应，反应时间为3-10小时；在真空条件下继续反应0.5-3小时，得到初始产物，所述初始产物是单酯和双酯的混合物；
28、通过生物基有机酸和有机胺的脱水反应，生成带有亲水链段结构长碳链酯胺，确保了所制备得到的生物基柔软凉感抗菌整理剂的柔软性能，从而增强聚合物的亲水性能和抗静电性能；
29、通入n2气体可以将脱水反应产生的水带走，有利于反应的进行，同时由于n2气体的通入，能使原料在高温下不被空气氧化，从而确保了产品的色泽；
30、所述的步骤二中，降温至70-90℃，缓慢加入季铵化试剂，控制加料时间为1-3小时，需开启冷却水控制反应温度，加完后继续持温反应1-3小时；
31、发生季铵化反应，生成酯基季铵盐，提高了产物的稳定性和抗黄变效果，同时其亲水性得到进一步提升；
32、所述的步骤三中，降温至70-80℃，加入生物基乳化剂，搅拌均匀，降温至45℃以下；
33、所述步骤四中，将天然植物抗菌剂、多元醇和天然油脂磺化油混合，搅拌10-45min，搅拌速度为20-40rpm；
34、所述步骤五中，在步骤四得到的混合物中加入水和聚氨酯，搅拌10-45min；
35、所述步骤六中，将步骤三得到的混合物和步骤五得到的混合物进行混合，搅拌30-60min，搅拌速度为20-40rpm；
36、所述步骤七中，将步骤六得到的混合物中加入天然凉感整理剂，搅拌10-45min；
37、所述步骤八中，将步骤七得到的混合物中加入消泡剂，搅拌10-30min，过滤得到所述生物基柔软凉感抗菌整理剂；
38、优选地，所述的生物基有机脂肪酸为c12-c18的饱和脂肪酸；
39、优选地，所述妥尔油脂肪酸为altapyne 1483、hartall fa-1和l1-c中的任意一种或任意组合，优选altapyne 1483；
40、优选地，所述催化剂为次亚磷酸、对甲苯磺酸中的任意一种或任意组合，优选次亚磷酸；
41、所述的催化剂为0.02％-0.2％，当催化剂低于0.02％时，反应速度缓慢，升温保温时间加长，容易发生爆聚；当催化剂大于0.2％时，反应速度太快，不好控制，反应时容易产生爆聚。
42、优选地，所述有机胺为所述的有机胺为二乙烯三胺、三乙醇胺和n，n-双(3-氨丙基)甲胺中的任意一种或任意组合；
43、所述生物基有机酸与所述有机胺的摩尔比为(1-3)∶1。在该摩尔比范围内，生物基有机酸上的羧基能和足量的有机胺上的氨基或羟基发生脱水反应，合成了不含三酯的酯铵，保证合成长碳链结构的单酯和双酯混合物，这使后续生成的酯基季铵盐的活性更强。
44、优选地，所述的季铵化试剂为碳酸二甲酯、硫酸二甲酯、碳酸二乙酯和硫酸二乙酯中的任意一种或任意组合，优选硫酸二甲酯；
45、所述季铵化反应，聚合物上氨基的氢离子被取代，季铵结构上没有氢，形成了阳离子表面活性剂，从而可以进一步提高纺织物的亲水性和渗透性；而且所述酯基季铵盐的稳定性好，具有良好的抗黄变性能和优异的生物降解性
46、优选地，所述的生物基乳化剂为腰果酚聚氧乙烯醚nss 1305、nss 1305a、nss1308中的任意一种或任意组合；
47、优选地，所述的天然油脂磺化油为天然磺化菜籽油、天然磺化蓖麻油、硫酸化天然牛蹄油中的至少一种或任意组合，优选天然磺化菜籽油；
48、所述天然油脂磺化油选择5％-10％的加入量，在此范围内，柔软凉感抗菌整理剂的稳定性不会受到明显影响。
49、优选地，所述的天然植物抗菌剂为除虫菊酯、柠檬桉叶油、日本扁柏提取物、香叶天竺葵提取物的至少一种或任意组合，优选除虫菊酯和柠檬桉叶油组合；
50、所述除虫菊酯为质量百分含量为50％的油溶性除虫菊酯；
51、所述柠檬桉叶油为澄清液体，柠檬桉叶油中含有的含有香茅醛、香茅醇、牻牛儿醇、异胡薄荷醇、1，8-桉油素和愈创木醇成分中，香茅醛的质量百分含量为65％-80％；
52、优选地，所述的多元醇为1，3-丁二醇、乙二醇、丙二醇中的至少一种或任意组合，优选1，3-丁二醇；
53、优选地，所述聚氨酯为乙烯基聚氨酯乳液、多异氰酸酯乳液、封闭型聚氨酯乳液中的至少一种或任意组合，优选封闭型异氰酸酯；
54、所述封闭型异氰酸酯用量0.1％-3％，优选范围为0.5％-2％；其可与纤维发生反应，生成共价键结合，使抗菌剂和凉感剂更好与织物结合，提高整理后织物的耐洗性能；
55、优选地，所述天然凉感整理剂为木糖醇、薄荷油、赤糖醇、蚕丝素蛋白、红色线反射陶瓷的至少一种或任意组合，优选木糖醇和薄荷油组合finfoceccl；
56、所述的finfoce ccl是一种含有木糖醇和薄荷油的纳米微胶凉感整理剂，可通过摩擦等方式释放清凉感觉，有效成分质量百分含量为10％-20％；
57、优选地，所述的消泡剂为聚氧丙基聚氧乙基甘油醚、聚醚改性聚硅氧烷类中的任意一种或任意组合，优选聚醚改性聚硅氧烷cd-1116m。
58、所述cd-1116m能够在高温起泡体系中快速的渗透到泡沫内部，破坏泡沫的稳定性，从而达到消泡的效果；
59、优选地，所述步骤一中，脱水反应温度为180-200℃，反应时间为3-5小时。
60、一种生物基柔软凉感抗菌整理剂的应用，将生物基柔软凉感抗菌整理剂用于纺织物的后整理，使用的工艺为一浴两步法，包括如下步骤：
61、s1.织物柔软凉感抗菌整理液的调配：柔软凉感抗菌整理剂溶液浓度为50-100g/l，加水溶解均匀配成工作液；
62、s2.浸轧工作液：将织物在上述工作液中浸轧处理，带液率为60-80％；
63、s3.烘干：在100-110℃温度条件下60-120秒；
64、s4.定型：在130-140℃温度条件下60-90秒；
65、优选地，所述s2中，浸轧处理为三浸三轧，轧辊压力为0.15-0.25mpa。
66、优选地，所述织物为全棉织物、棉及聚酰胺纤维的混织物、棉及聚酯纤维的混织物、天丝的至少一种，优选全棉梭织布。
67、一种生物基柔软凉感抗菌整理剂，采用本发明所述的原料和制备方法制备而成。
68、一种生物基柔软凉感抗菌整理剂的应用，其中，将本发明所述的生物基柔软凉感抗菌整理剂或者本发明任意方法制备得到的生物基柔软凉感抗菌整理剂用于纺织物的后整理。
69、有益效果
70、(1)本发明先采用生物基有机酸为主体进行反应，极大降低了化石原料的消耗，提高产品的生物降解性及产品附加价值。首先，采用的饱和脂肪酸为硬脂酸，即c12-c18的饱和脂肪酸，是自然界广泛存在的一种脂肪酸，目前国内生产的硬脂酸绝大多数企业都是从国外进口棕榈油，进行加氢变成硬化油，然后水解蒸馏得到硬脂酸，来源天然；其次，采用的妥尔油脂肪酸源于妥尔油，其加工利用是循环经济的重要组成部分，涉及到森林资源的可持续循环利用，对生态环境有较大的联动关系，具有较大的经济效益和社会效益。将其通过改性，制成性能合适的纺织助剂原料，此类纺织原材料的低碳化及循环利用，为纺织产业绿色低碳可持续发展提供了强有力的支撑。
71、(2)本发明制备方法中进行季铵化反应，提高了产品的亲水性和渗透性；采用生物基乳化剂，提升产品的亲水性和渗透性的同时，不产生有毒有害物质，以免增加污水处理压力。本发明制备的生物基柔软凉感抗菌整理剂用于纺织物整理时，可有效提升纺织物的手感、柔软性能、色牢性能以及抗黄效果；同时还可在纺织物上形成分子通道，使得静电可以迅速转移，从而提升纺织物的抗静电性能。
72、(3)本发明加入了天然油脂磺化油，这是一种以天然油脂为主要原料，采用三氧化硫气体磺化工艺进行改性，再与其他必要组分复配而成的阴离子型磺化油加脂剂，是一种优良的阴离子表面活性剂，提高亲水性能和抗静电性能；可减少织物间，织物与机器之间的摩擦作用，防止织物在浴中造成绳状皱纹，或受到擦伤形成色斑及发毛和“鸡爪花”现象。
73、(4)本发明纺织抗菌整理剂创新性地将天然原料作用于织物整理中，抗菌效果优良，具有良好的广谱抗菌性，经过本发明所述的织物抗菌整理剂的抗菌处理后，对各类常见菌种的抗菌率均能达95％以上。
74、(5)本发明纺织抗菌整理剂采用水性聚氨酯，通过其与纤维发生反应，生成共价键结合，使织物的抗菌凉感整理具有较好的耐洗性，且不影响后续的防水防油整理效果，具有广泛的应用性。
75、(6)本发明选用的凉感整理剂finfoce ccl是一种含有木糖醇和薄荷油的纳米微胶囊，可通过摩擦等方式释放清凉感觉，香味纯正，芬芳宜人，保香性强，留香持久，对人体无害，对皮肤无刺激，无过敏反应。
76、(7)本发明中采用的生物基有机脂肪酸、生物基乳化剂、天然油脂磺化油、天然植物抗菌剂和天然凉感整理剂均是来源于天然，无毒无害，生物降解迅速彻底的产品，对环境无污染，减少了印染前处理工艺的污水排放；同时，产品作用温和，纺织品经处理后损伤小。实现产业的绿色可持续发展。
77、(8)本发明的生物基柔软凉感抗菌整理剂及其应用，采用了一浴两步法一道工序实现了柔软抗菌凉感三种后整理效果，缩短了传统工艺流程，降低了生产能耗和成本。
78、(9)本发明属于纺织工业印染生产中纺织品印染技术领域，尤其是涉及一种生物基柔软凉感抗菌整理剂及其制备方法和应用。在本发明中，首先，在反应中加入生物基有机脂肪酸、催化剂和有机胺混合，进行脱水反应，再加入季铵化试剂，进行季铵化反应，再与生物基乳化剂、消泡剂复配成阳离子型柔软剂；加入天然植物抗菌剂，对织物进行抗菌整理，水洗50次后，对金黄色葡萄菌、肺炎菌、大肠杆菌的抗菌率均能达到95％以上，有很好的广谱抗菌耐洗性；最后产品中加入了天然凉感整理剂，赋予面料柔滑冰爽的效果。通过特殊的后整理应用工艺，一浴两步法一道工序实现了柔软抗菌凉感三种效果，减少工艺流程，节约了生产能耗。天然生物基产品，自然环境中可以完全生物降解，环保安全，提升了产品的可再生及环境友好价值；用本发明制成的整理剂利用非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的协同效应和增效作用，应用效果好，织物色变小，亲水性能和抗静电性能好，且无细胞毒性耐药性，对皮肤无刺激，满足市场需求提高产品质量，具有显著的社会效益和广阔的市场前景。