一种具备高效抗菌、自清洁和先进电磁屏蔽功能的银基智能织物及其制备方法

：本发明涉及纺织品与新材料交叉领域，特别是功能性纺织品，具体涉及一种具备高效抗菌、自清洁和先进电磁屏蔽功能的银基智能织物及其制备方法。

背景技术

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背景技术：

1、近年来，随着生活水平的提升和健康意识的增强，人们对日常使用产品的功能性要求不断提高。在众多功能性要求中，抗菌、自清洁和电磁屏蔽成为了研究和开发的热点。特别是在医疗、公共卫生、个人护理和电子设备的应用领域，这些功能的需求尤为突出。

2、传统的织物在长期使用过程中，容易积累细菌和污渍，不仅影响使用者的健康，还会降低织物本身的使用寿命和舒适度。此外，随着电子设备的普及，人们日益关注电磁辐射对健康的影响，银元素因其出色的抗菌性能及电磁屏蔽功能而被广泛应用于抗菌及电磁屏蔽领域。

3、申请号为“201410224680.5”的文件中公开了“一种抗静电、抗菌及电磁屏蔽的蛋白质纤维的制备方法“”。所述制备方法包括：(1)配置三(2-羧乙基)膦的溶液，用缓冲盐体系将溶液的ph调至7；(2)将蛋白质纤维织物放入上述溶液中，室温下震荡；(3)将步骤(2)所得到的纤维织物取出，用蒸馏水清洗；(4)配置硝酸银的水溶液，滴加氨水至溶液澄清，然后加入甲醛的水溶液，搅拌得到镀银液；(5)将步骤(3)所得到的纤维织物加入到上述溶液中，室温下反应；(6)取出纤维织物，洗涤，干燥，得到产品。其存在的问题是：(1)工艺步骤繁琐、生产效率低：由于依赖于三(2-羧乙基)膦作为还原试剂，其反应时间较长，需要4小时震荡处理，同时采用的材料和化学品，如甲醛和氨水，虽然有效，但对环境有一定污染，且需要严格的操作条件来保证安全和效果。(2)功能不全面：其主要解决的是抗静电、抗菌和电磁屏蔽的问题，但没有结合自清洁功能，这在实际使用中会减少织物的维护成本和延长使用寿命。(3)应用范围窄：只涉及蛋白质纤维(如羊毛和蚕丝)的处理方法，但不能针对应用更广泛的纤维类型，例如合成纤维，这限制了技术的应用范围。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明提供了一种具备高效抗菌、自清洁和先进电磁屏蔽功能的银基智能织物及其制备方法，以解决现有技术中存在的工艺步骤繁琐、生产效率低、功能不全面和应用范围窄的问题。

2、为了达到本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种具备高效抗菌、自清洁和先进电磁屏蔽功能的银基智能织物的制备方法，步骤如下：

3、步骤一、混纺织物基底的预处理：所述混纺织物基底为聚酯、尼龙、芳纶三种特征纤维经交缠法进行混纺制得；

4、步骤二、纳米级ag+抗菌溶液的制备：

5、以agno3作为银源，用去离子水将ag+浓度调节至300-600ppm，添加柠檬酸钠，搅拌1-1.5h至完全溶解，加入聚乙烯醇并超声分散30-40min，制得纳米级ag+抗菌溶液；

6、步骤三、复合工艺：将预处理过的织物浸渍于纳米级ag+抗菌溶液中30-40min，通过浸渍-挤压法使银粒子均匀附着在织物表面，挤压压力为0.5-3.0mpa；

7、步骤四、固化处理：将浸渍后的织物进行热固化处理；

8、步骤五、后处理：固化后的织物在去离子水中浸泡，然后干燥，得到银基抗菌电磁屏蔽织物。

9、进一步的，上述步骤二中，agno3、柠檬酸钠和聚乙烯醇的质量比为1：3-4.5：1.5-2.97。

10、进一步的，上述步骤二中，agno3、柠檬酸钠和聚乙烯醇的质量比优选为1：4.5：2.97。

11、进一步的，上述步骤二中，ag+的粒径为20-50纳米。

12、进一步的，上述步骤三中，纳米级ag+抗菌溶液的温度为40-50℃。

13、进一步的，上述步骤三的过程重复3-5次。

14、进一步的，上述步骤五中固化温度为90-130℃，固化时间为30-70min。

15、进一步的，上述步骤五中水温35-40℃，浸泡洗涤时间10-15min。

16、进一步的，上述制备方法制得的具备高效抗菌、自清洁和先进电磁屏蔽功能的银基智能织物。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、1、本发明首先采用交缠法对聚酯、尼龙、芳纶等三种特征纤维进行混纺，结合三者的强度高、柔软、耐环境性好和成本低等优点，混纺得到了一种性能优异的织物，实现了织物基底的综合性能提升(强度、韧性、舒适性等)。然后对织物进行氧等离子体处理，通过氧等离子处理活化纤维表面，引入大量含氧基团(羟基、羧基等)，这些基团不仅有助于银纳米粒子的更好附着，也增强了其与纤维的界面相互作用，从而提高了织物的抗菌和自清洁性能。之后使用超能电磁波分散法制备高分散银纳米溶胶，采用浸渍-热固化两步法在氧和银间构建银-氧键(ag-o)和银纳米粒子的高电导性，显著提升了织物的电磁屏蔽功能。银粒子不仅在纤维表面形成连续的导电路径，还通过其电磁屏蔽机制有效阻断外部电磁辐射的干扰。本发明涵盖了高效抗菌、自清洁及电磁屏蔽技术的融合，实现了纳米银粒子在纤维表面高分散和长效负载，进一步增强了多功能织物的长期抗菌、自清洁和电磁屏蔽性能。本发明材料的屏蔽性能可达到-60db以上，自清洁性能和抗菌性可达96％以上，可有效提升纺织品的多功能性和智能化水平，适用于医疗、军事、防护和日常生活等多个领域。

19、2.织物预处理时，采用温水清洗和热空气干燥，因此提高了织物纤维表面的洁净度和活性，为后续纳米银的负载提供更好的附着基础；纳米银的负载中，采用的是纳米级的阴离子，与直接使用银粒子负载相比，更容易在纤维表面均匀分布和附着。制备过程中，采用柠檬酸钠作为稳定剂和络合剂，可以防止纳米银粒子的过度聚集，加入聚乙烯醇作为粘合剂和保护剂，可以增强银纳米粒子在纤维表面的附着力和耐洗性。本发明的产物不仅包含抗菌和电磁屏蔽功能，还增加了自清洁功能，实现了单一织物的多功能集成。这一综合性能的提升，使得织物在各种环境下具有更高的实用性和耐用性，满足医疗、军事、防护和日常生活中的多样化需求。采用纳米银材料，通过特定的复合技术实现高效抗菌。这一方法能迅速杀灭细菌，并且在长期使用中保持稳定的抗菌效果。

20、3、本发明通过调整银纳米粒子的加入量，确保了足够的银离子存在于纤维上，这不仅提供了强大的抗菌作用，由于银离子能破坏细菌细胞膜并阻断其生命活动，同时也确保了银粒子的光催化性能，有助于自清洁功能的发挥。采用浸渍-挤压法，并通过多次重复该步骤，确保银纳米粒子均匀且充分地附着于织物纤维上。选择合适的浸渍时间、挤压压力以及最终的热固化处理，使银粒子与织物纤维牢固结合，提高其耐久性和功能性。因此大幅减少了织物的清洗频率和强度，延长织物使用寿命，同时显著提高使用者的舒适感，减少维护成本和时间，适用于日常生活和特殊环境中的长时间使用。

21、4.电磁辐射防护效果好：本发明通过构建银-氧键(ag-o)，这种方法利用氧等离子处理后纤维表面的大量含氧基团与银粒子的高效结合，这不仅增加了银纳米粒子在纤维上的稳定性，也有效提高了其电磁屏蔽效率。因此本发明的织物提供的优异的电磁屏蔽能力为频繁使用电子设备的用户提供了额外的健康保护，降低电磁辐射对人体的潜在危害，增强安全性，特别适用于电子设备密集的办公环境和家庭使用。

22、4.适用范围广：本发明适用于多种纤维材料，可应用于蛋白质纤维(如羊毛和蚕丝)，也可应用于合成纤维中，特别适用于聚酯、尼龙和芳纶构成的混纺织物中。该方法简便有效，能够广泛应用于医疗、个人穿着及电子设备防护等领域，在更广泛的纺织品领域具有应用潜力。