CN108625171A - 一种鞋面织物整理剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种鞋面织物整理剂的制备方法，包括以下步骤：取香樟树木木粉制得纳米纤维素；冷冻干燥后剪切；加异构十醇聚氧乙烯醚和四氯化锡反应；产物水洗离心后，得纤维素气凝胶；将正硅酸乙酯、去离子水和无水乙醇混合，冷凝回流；将纤维素水凝胶完全浸泡在其中，加氨水，密封放置，洗去残余反应液，经冷冻干燥得复合气凝胶；移入等离子体改性处理仪中改性，得改性复合气凝胶；加纳米二氧化钛、纳米铽粉、分散剂、载银壳聚糖、水性聚氨酯和去离子水，混合均匀后剪切；超声即得。本方法所制备的鞋面织物整理剂能够使织物具有非常好的光催化性能的油污自清洁效果，经向断裂强力没有无明显变化；同时具有很好的透气防水性能和抗菌性能。

Description

一种鞋面织物整理剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种鞋面织物整理剂的制备方法。
背景技术
中国制鞋业异军突起，在短短的十多年里，成为全球最大的鞋类生产国和出口国，特别是中国加入WTO后，中国制鞋业更呈现强大的发展态势。鞋材的种类主要以皮质类和织物类为主，其中，对于鞋面织物而言，洗涤时存在一定困难，而且经常洗涤，会严重破坏鞋材的外观风格。而应用整理技术赋予其自清洁功能，可以在很大程度上解决这一难题，同时，鞋面织物的透气防水性也非常重要，直接影响到了穿着的舒适性，另外，鞋面织物易受环境中的污物所污染，成为各种细菌繁殖的场所而发霉废弃，因此，其抗菌性也尤为重要。因此，研究开发具有自我清洁作用，同时透气防水且抗菌的鞋面材料具有重要的意义，不仅能够减少鞋材的洗涤次数，既最大程度的保证了外观风格，又大量节约了洗涤耗水和洗涤剂，对于保障人体健康、提高人们生活质量以及环境保护都有重大实际意义。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种鞋面织物整理剂的制备方法，能够使织物具有非常好的光催化性能的油污自清洁效果，经向断裂强力没有无明显变化；同时具有很好的透气防水性能和抗菌性能。
技术方案：一种鞋面织物整理剂的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
（1）取20-40份香樟树木木粉，加入100-150份体积比为2:1的苯乙醇溶液进行索氏抽提，脱除抽提物，用亚氯酸钠在pH4-5，75℃下处理5-6h，再用2wt%氧氧化钾在90℃下处理2-3h；
（2）用亚氯酸钠在pH4-5下处理1h，再用5wt%氧氧化钾在90℃下处理2-3h；
（3）用1%的盐酸溶液处理后加入50-80ml去离子水，置于超声波植物细胞粉碎机中超声处理，超声功率为1200W，超声时间为30min；
（4）冷冻干燥后，加入10-20份二甲基亚砜，经高速粉碎机在转速6×103rpm下剪切20-25 min；
（5）加入0.5-1份异构十醇聚氧乙烯醚和0.05-0.1份四氯化锡，室温条件下反应1 h；
（6）产物水洗离心5-6次后，得纤维素气凝胶；
（7）将正硅酸乙酯、去离子水和无水乙醇按照摩尔比为1:3.4:8.5进行混合，用硝酸调节pH =3，在60℃下冷凝回流90 min；
（8）将纤维素水凝胶完全浸泡在其中，加入5-7份1.45mol/L的氨水，密封放置48 h，以蒸馏水洗去残余反应液，经冷冻干燥得复合气凝胶；
（9）移入等离子体改性处理仪中，抽真空，当真空度达到最低点时，将四氯化碳0.9以mL/min的速率充入其中，当真空度达到恒定值时，把等离子体功率调节至60-65W，改性25-30min，得改性复合气凝胶；
（10）加入1-3份纳米二氧化钛、0.5-1份纳米铽粉、5-8份分散剂、1-3份载银壳聚糖、10-15份水性聚氨酯和400-500份去离子水，混合均匀后用高速剪切乳化机在剪切速率3000r/min下剪切20-25min；
（11）用超声波细胞粉碎机在超声功率1500-2000W下超声20-25min即得。
进一步的，所述分散剂聚乙二醇、三乙醇胺、月桂醇硫酸钠、月桂酰基谷氨酸或六偏磷酸钠中的一种或几种。
进一步的，所述纳米铽粉的粒径为5-40nm。
进一步的，所述所述载银壳聚糖的制备方法为：
第一步：用1%的乙酸溶液配制1.5%的壳聚糖乙酸溶液，边搅拌边加入1.0mol/L AgNO3溶液，继续搅拌15-20 min；
第二步：加入过量的硼氢化钠溶液，即得混合液A；
第三步：取30-50份液体石蜡，加入0.6-1份丙二醇脂肪酸酯，搅拌混合均匀；
第四步：采用恒压漏斗缓慢滴加混合液A，在50℃恒温水浴中继续搅拌30 min；
第五步：用冰水浴骤冷所得混合液体10 min加入体积分数为1.5-2%的戊二醛，交联固化2h；
第六步：离心洗涤，真空冷冻干燥即得。
有益效果：
1. 纳米铽粉能够提高纳米二氧化钛对于紫外线的敏感性，从而提高自清洁效果。
2. 改性后的纤维素-二氧化硅气凝胶具有非常好的疏水性能，具有很好的防水效果。
3. 将纳米二氧化钛负载于气凝胶上，能够有效改善紫外线对织物的损害，减小老化，同时利用气凝胶比表面积大的优势，充分发挥光催化降解性能，提高自清洁效果。
4. 经本发明方法所制备的整理剂对鞋面织物进行处理后，织物具有非常好的光催化性能的油污自清洁效果，经过24h的自然光照射后，残留于整理样上的油污全部降解；整理后的织物试样经光催化后的经向断裂强力和未经整理的织物试样相比没有无明显变化；其具有很好的透气防水性能，其透气量最高为598.3L/(m2·s)，透湿量最低仅为2402.9g/(m2·d)，具有很好的透气性，具有舒适感，防水性能佳，同时面料还具有一定的抗菌性，其对大肠杆菌具有很好的抑制效果。
具体实施方式
实施例1
一种鞋面织物整理剂的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
（1）取20份香樟树木木粉，加入100份体积比为2:1的苯乙醇溶液进行索氏抽提，脱除抽提物，用亚氯酸钠在pH4，75℃下处理5h，再用2wt%氧氧化钾在90℃下处理2h；
（2）用亚氯酸钠在pH4下处理1h，再用5wt%氧氧化钾在90℃下处理2h；
（3）用1%的盐酸溶液处理后加入50ml去离子水，置于超声波植物细胞粉碎机中超声处理，超声功率为1200W，超声时间为30min；
（4）冷冻干燥后，加入10份二甲基亚砜，经高速粉碎机在转速6×103rpm下剪切20 min；
（5）加入0.5份异构十醇聚氧乙烯醚和0.05份四氯化锡，室温条件下反应1 h；
（6）产物水洗离心5次后，得纤维素气凝胶；
（7）将正硅酸乙酯、去离子水和无水乙醇按照摩尔比为1:3.4:8.5进行混合，用硝酸调节pH =3，在60℃下冷凝回流90 min；
（8）将纤维素水凝胶完全浸泡在其中，加入5份1.45mol/L的氨水，密封放置48 h，以蒸馏水洗去残余反应液，经冷冻干燥得复合气凝胶；
（9）移入等离子体改性处理仪中，抽真空，当真空度达到最低点时，将四氯化碳0.9以mL/min的速率充入其中，当真空度达到恒定值时，把等离子体功率调节至60W，改性25min，得改性复合气凝胶；
（10）加入1份纳米二氧化钛、0.5份纳米铽粉、5份三乙醇胺、1份载银壳聚糖、10份水性聚氨酯和400份去离子水，混合均匀后用高速剪切乳化机在剪切速率3000r/min下剪切20min；
（11）用超声波细胞粉碎机在超声功率1500W下超声20min即得。
实施例2
一种鞋面织物整理剂的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
（1）取30份香樟树木木粉，加入130份体积比为2:1的苯乙醇溶液进行索氏抽提，脱除抽提物，用亚氯酸钠在pH4.5，75℃下处理5.5h，再用2wt%氧氧化钾在90℃下处理2.5h；
（2）用亚氯酸钠在pH4.5下处理1h，再用5wt%氧氧化钾在90℃下处理2.5h；
（3）用1%的盐酸溶液处理后加入65ml去离子水，置于超声波植物细胞粉碎机中超声处理，超声功率为1200W，超声时间为30min；
（4）冷冻干燥后，加入15份二甲基亚砜，经高速粉碎机在转速6×103rpm下剪切23min；
（5）加入0.8份异构十醇聚氧乙烯醚和0.08份四氯化锡，室温条件下反应1 h；
（6）产物水洗离心5次后，得纤维素气凝胶；
（7）将正硅酸乙酯、去离子水和无水乙醇按照摩尔比为1:3.4:8.5进行混合，用硝酸调节pH =3，在60℃下冷凝回流90 min；
（8）将纤维素水凝胶完全浸泡在其中，加入6份1.45mol/L的氨水，密封放置48 h，以蒸馏水洗去残余反应液，经冷冻干燥得复合气凝胶；
（9）移入等离子体改性处理仪中，抽真空，当真空度达到最低点时，将四氯化碳0.9以mL/min的速率充入其中，当真空度达到恒定值时，把等离子体功率调节至63W，改性25min，得改性复合气凝胶；
（10）加入2份纳米二氧化钛、0.8份纳米铽粉、7份聚乙二醇、2份载银壳聚糖、13份水性聚氨酯和450份去离子水，混合均匀后用高速剪切乳化机在剪切速率3000r/min下剪切23min；
（11）用超声波细胞粉碎机在超声功率1800W下超声23min即得。
实施例3
一种鞋面织物整理剂的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
（1）取40份香樟树木木粉，加入150份体积比为2:1的苯乙醇溶液进行索氏抽提，脱除抽提物，用亚氯酸钠在pH5，75℃下处理6h，再用2wt%氧氧化钾在90℃下处理3h；
（2）用亚氯酸钠在pH5下处理1h，再用5wt%氧氧化钾在90℃下处理3h；
（3）用1%的盐酸溶液处理后加入80ml去离子水，置于超声波植物细胞粉碎机中超声处理，超声功率为1200W，超声时间为30min；
（4）冷冻干燥后，加入20份二甲基亚砜，经高速粉碎机在转速6×103rpm下剪切25 min；
（5）加入1份异构十醇聚氧乙烯醚和0.1份四氯化锡，室温条件下反应1 h；
（6）产物水洗离心6次后，得纤维素气凝胶；
（7）将正硅酸乙酯、去离子水和无水乙醇按照摩尔比为1:3.4:8.5进行混合，用硝酸调节pH =3，在60℃下冷凝回流90 min；
（8）将纤维素水凝胶完全浸泡在其中，加入7份1.45mol/L的氨水，密封放置48 h，以蒸馏水洗去残余反应液，经冷冻干燥得复合气凝胶；
（9）移入等离子体改性处理仪中，抽真空，当真空度达到最低点时，将四氯化碳0.9以mL/min的速率充入其中，当真空度达到恒定值时，把等离子体功率调节至65W，改性30min，得改性复合气凝胶；
（10）加入3份纳米二氧化钛、1份纳米铽粉、8份月桂醇硫酸钠、3份载银壳聚糖、15份水性聚氨酯和500份去离子水，混合均匀后用高速剪切乳化机在剪切速率3000r/min下剪切20-25min；
（11）用超声波细胞粉碎机在超声功率2000W下超声25min即得。
对比例1
本实施例与实施例1的差别在于为单独的纤维素气凝胶，具体为：
一种鞋面织物整理剂的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
（1）取20份香樟树木木粉，加入100份体积比为2:1的苯乙醇溶液进行索氏抽提，脱除抽提物，用亚氯酸钠在pH4，75℃下处理5h，再用2wt%氧氧化钾在90℃下处理2h；
（2）用亚氯酸钠在pH4下处理1h，再用5wt%氧氧化钾在90℃下处理2h；
（3）用1%的盐酸溶液处理后加入50ml去离子水，置于超声波植物细胞粉碎机中超声处理，超声功率为1200W，超声时间为30min；
（4）冷冻干燥后，加入10份二甲基亚砜，经高速粉碎机在转速6×103rpm下剪切20 min；
（5）加入0.5份异构十醇聚氧乙烯醚和0.05份四氯化锡，室温条件下反应1 h；
（6）产物水洗离心5次后，得纤维素气凝胶；
（7）移入等离子体改性处理仪中，抽真空，当真空度达到最低点时，将四氯化碳0.9以mL/min的速率充入其中，当真空度达到恒定值时，把等离子体功率调节至60W，改性25min，得改性纤维素气凝胶；
（8）加入1份纳米二氧化钛、0.5份纳米铽粉、5份三乙醇胺、1份载银壳聚糖、10份水性聚氨酯和400份去离子水，混合均匀后用高速剪切乳化机在剪切速率3000r/min下剪切20min；
（9）用超声波细胞粉碎机在超声功率1500W下超声20min即得。
对比例2
本实施例与实施例1的差别在于不含有纳米铽粉，具体为：
一种鞋面织物整理剂的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
（1）取20份香樟树木木粉，加入100份体积比为2:1的苯乙醇溶液进行索氏抽提，脱除抽提物，用亚氯酸钠在pH4，75℃下处理5h，再用2wt%氧氧化钾在90℃下处理2h；
（2）用亚氯酸钠在pH4下处理1h，再用5wt%氧氧化钾在90℃下处理2h；
（3）用1%的盐酸溶液处理后加入50ml去离子水，置于超声波植物细胞粉碎机中超声处理，超声功率为1200W，超声时间为30min；
（4）冷冻干燥后，加入10份二甲基亚砜，经高速粉碎机在转速6×103rpm下剪切20 min；
（5）加入0.5份异构十醇聚氧乙烯醚和0.05份四氯化锡，室温条件下反应1 h；
（6）产物水洗离心5次后，得纤维素气凝胶；
（7）将正硅酸乙酯、去离子水和无水乙醇按照摩尔比为1:3.4:8.5进行混合，用硝酸调节pH =3，在60℃下冷凝回流90 min；
（8）将纤维素水凝胶完全浸泡在其中，加入5份1.45mol/L的氨水，密封放置48 h，以蒸馏水洗去残余反应液，经冷冻干燥得复合气凝胶；
（9）移入等离子体改性处理仪中，抽真空，当真空度达到最低点时，将四氯化碳0.9以mL/min的速率充入其中，当真空度达到恒定值时，把等离子体功率调节至60W，改性25min，得改性复合气凝胶；
（10）加入1份纳米二氧化钛、5份三乙醇胺、1份载银壳聚糖、10份水性聚氨酯和400份去离子水，混合均匀后用高速剪切乳化机在剪切速率3000r/min下剪切20min；
（11）用超声波细胞粉碎机在超声功率1500W下超声20min即得。
对比例3
本实施例与实施例1的差别在于不含有水性聚氨酯，具体为：
一种鞋面织物整理剂的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
（1）取20份香樟树木木粉，加入100份体积比为2:1的苯乙醇溶液进行索氏抽提，脱除抽提物，用亚氯酸钠在pH4，75℃下处理5h，再用2wt%氧氧化钾在90℃下处理2h；
（2）用亚氯酸钠在pH4下处理1h，再用5wt%氧氧化钾在90℃下处理2h；
（3）用1%的盐酸溶液处理后加入50ml去离子水，置于超声波植物细胞粉碎机中超声处理，超声功率为1200W，超声时间为30min；
（4）冷冻干燥后，加入10份二甲基亚砜，经高速粉碎机在转速6×103rpm下剪切20 min；
（5）加入0.5份异构十醇聚氧乙烯醚和0.05份四氯化锡，室温条件下反应1 h；
（6）产物水洗离心5次后，得纤维素气凝胶；
（7）将正硅酸乙酯、去离子水和无水乙醇按照摩尔比为1:3.4:8.5进行混合，用硝酸调节pH =3，在60℃下冷凝回流90 min；
（8）将纤维素水凝胶完全浸泡在其中，加入5份1.45mol/L的氨水，密封放置48 h，以蒸馏水洗去残余反应液，经冷冻干燥得复合气凝胶；
（9）移入等离子体改性处理仪中，抽真空，当真空度达到最低点时，将四氯化碳0.9以mL/min的速率充入其中，当真空度达到恒定值时，把等离子体功率调节至60W，改性25min，得改性复合气凝胶；
（10）加入1份纳米二氧化钛、0.5份纳米铽粉、5份三乙醇胺、1份载银壳聚糖和400份去离子水，混合均匀后用高速剪切乳化机在剪切速率3000r/min下剪切20min；
（11）用超声波细胞粉碎机在超声功率1500W下超声20min即得。
将鞋面织物浸渍与本发明整理剂中，超声处理10 min，振荡30 min后二浸二轧（轧余率80%-85%），在80℃下烘干，冷却测定其性能指标。
以红色辣椒油作为油污污渍对整理后的织物进行局部滴定观察，在保证每天自然光光照（气温28℃，晴天) 一定时间的基础上测定织物上红辣椒油污表观色深值K/S变化的方法来评价自清洁效果。
断裂强力根据ASTM D5035—2011《纺织品断裂强力和伸长率试验方法（条样法）》进行测定。
透气性测试根据国家标准 GB/T5453-8 规定的测试方法，采用数字式透气量仪进行测试。
防水性测试根据 GB/T 12704.1-2009 纺织品织物透湿性试验方法第1部分:吸湿法测定。
抑菌性的测定：利用滤纸片抑菌圈法测定面料对供试菌的抑制效果，将供试菌接入无菌液体培养基中，在37℃、120 r/min 的恒温摇床内活化培育 24 h。吸取一部分活化后的菌种液接入无菌水中，充分振荡后制成 107 cfu/m L的初始菌液。
将灭过菌的LB固体培养基在室温下放置，冷却至适宜温度后倒至无菌培养皿，待培养基凝固后备用。吸取0.1 mL初始菌液接种至LB培养基，用灭过菌的玻璃涂布棒将菌液分散均匀。
剪取一块直径为6 mm的面料，贴于含有供试菌的培养基上，把平板倒扣放置于温度为37℃的培养箱中 24 h。培养结束后，抑菌圈直径使用游标卡尺量出。
表1 鞋面织物整理剂的部分性能
注：未滴红色辣椒油织物的K/S值为1.61
经本发明方法所制备的整理剂对鞋面织物进行处理后，织物具有非常好的光催化性能的油污自清洁效果，经过24h的自然光照射后，残留于整理样上的油污全部降解；整理后的织物试样经光催化后的经向断裂强力和未经整理的织物试样相比没有无明显变化；其具有很好的透气防水性能，其透气量最高为598.3L/(m2·s)，透湿量最低仅为2402.9g/(m2·d)，具有很好的透气性，具有舒适感，防水性能佳，同时面料还具有一定的抗菌性，其对大肠杆菌具有很好的抑制效果。

Claims (4)

1.一种鞋面织物整理剂的制备方法，其特征在于：成分按重量份计，包括以下步骤：
（1）取20-40份香樟树木木粉，加入100-150份体积比为2:1的苯乙醇溶液进行索氏抽提，脱除抽提物，用亚氯酸钠在pH4-5，75℃下处理5-6h，再用2wt%氧氧化钾在90℃下处理2-3h；
（2）用亚氯酸钠在pH4-5下处理1h，再用5wt%氧氧化钾在90℃下处理2-3h；
（3）用1%的盐酸溶液处理后加入50-80ml去离子水，置于超声波植物细胞粉碎机中超声处理，超声功率为1200W，超声时间为30min；
（4）冷冻干燥后，加入10-20份二甲基亚砜，经高速粉碎机在转速6×103rpm下剪切20-25min；
（5）加入0.5-1份异构十醇聚氧乙烯醚和0.05-0.1份四氯化锡，室温条件下反应1 h；
（6）产物水洗离心5-6次后，得纤维素气凝胶；
（7）将正硅酸乙酯、去离子水和无水乙醇按照摩尔比为1:3.4:8.5进行混合，用硝酸调节pH =3，在60℃下冷凝回流90 min；
（8）将纤维素水凝胶完全浸泡在其中，加入5-7份1.45mol/L的氨水，密封放置48 h，以蒸馏水洗去残余反应液，经冷冻干燥得复合气凝胶；
（9）移入等离子体改性处理仪中，抽真空，当真空度达到最低点时，将四氯化碳0.9以mL/min的速率充入其中，当真空度达到恒定值时，把等离子体功率调节至60-65W，改性25-30min，得改性复合气凝胶；
（10）加入1-3份纳米二氧化钛、0.5-1份纳米铽粉、5-8份分散剂、1-3份载银壳聚糖、10-15份水性聚氨酯和400-500份去离子水，混合均匀后用高速剪切乳化机在剪切速率3000r/min下剪切20-25min；
（11）用超声波细胞粉碎机在超声功率1500-2000W下超声20-25min即得。
2.根据权利要求 1所述的一种鞋面织物整理剂的制备方法，其特征在于：所述分散剂聚乙二醇、三乙醇胺、月桂醇硫酸钠、月桂酰基谷氨酸或六偏磷酸钠中的一种或几种。
3.根据权利要求 1所述的一种鞋面织物整理剂的制备方法，其特征在于：所述纳米铽粉的粒径为5-40nm。
4.根据权利要求 1所述的一种鞋面织物整理剂的制备方法，其特征在于：所述所述载银壳聚糖的制备方法为：
第一步：用1%的乙酸溶液配制1.5%的壳聚糖乙酸溶液，边搅拌边加入1.0mol/L AgNO3溶液，继续搅拌15-20 min；
第二步：加入过量的硼氢化钠溶液，即得混合液A；
第三步：取30-50份液体石蜡，加入0.6-1份丙二醇脂肪酸酯，搅拌混合均匀；
第四步：采用恒压漏斗缓慢滴加混合液A，在50℃恒温水浴中继续搅拌30 min；
第五步：用冰水浴骤冷所得混合液体10 min加入体积分数为1.5-2%的戊二醛，交联固化2h；
第六步：离心洗涤，真空冷冻干燥即得。
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