CN108867055A - 一种毛衣拒水拒油整理剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种毛衣拒水拒油整理剂及其制备方法，属于织物整理剂技术领域。本发明通过通过丝素蛋白水解产生氨基酸，利用丰富的反应结合点，键合引入β‑环糊精，将具有疏水疏油的改性硅油组分负载在织物纤维的表面，将其作用于毛织物表面，导致纤维表面被大量非亲水基团覆盖，毛织物的拒水拒油性能提高。本发明以八甲基环四硅氧烷、氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷、硅烷偶联剂HD‑109、硅烷偶联剂HD‑110为原料，在催化剂作用下通过与酪朊蛋白侧链中含有的官能团聚合的方法合成改性有机硅油，由于聚合物表面基团的极性，能与纤维表面的羟基、羧基等相互作用，使硅氧烷主链定向附于纤维表面，并形成定向格栅，显著提高拒水拒油性能。

Description

一种毛衣拒水拒油整理剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种毛衣拒水拒油整理剂及其制备方法，属于织物整理剂技术领域。

背景技术

织物的润湿指的是水、油等液体可以在织物表面迅速铺展，织物润湿的难易程度主要与织物的结构及纤维的表面特性有关。经拒水、拒油整理的织物可以使水、油等液体难以在织物表面铺展，使之呈球状在织物表面滚动。织物要达到拒水、拒油目的，接触角应该大于90°，接触角越大，拒水、拒油效果越好。

为了赋予织物很好的防水、防油效果，通常利用防水、防油涂层剂对织物进行涂层整理，涂层整理剂在织物表面形成一层致密的薄膜，可以有效防止水、油和有机溶剂对织物的润湿和渗透，但是涂层整理剂堵塞了织物组织的间隙，破坏了织物的透气性与透湿性，影响了织物的使用效果。后来，人们采用乳液或溶液形式的拒水、拒油整理剂对织物进行整理，通过降低织物纤维表面张力的方法，使水、油和有机溶剂等液体难以在织物表面扩散润湿，同时避免了对织物透气性和透湿性的破坏，从而使整理后的织物更能满足人们对纺织品舒适性与功能性的要求。

经含氟聚丙烯酸酯拒水、拒油整理剂整理后的织物能获得较低的表面能，具有良好的拒水拒油效果，但是一旦被沾污后，常规洗涤条件下污物很难被洗去，若反复强力洗涤则会对织物的强力及拒水效果造成破坏，所以为了增强含氟整理剂的实用性，研究开发既有拒水、拒油功能，又有易去污功能的含氟整理剂，逐渐成为含氟织物整理剂研究的热点问题。易去污指的是织物被污物沾污后，在常规洗涤条件下容易被洗除，并且在洗涤过程中不会发生二次沾污。若在含氟整理剂中引入一定比例的亲水链段，那么经亲水链段改性的含氟整理剂整理后的织物，在干态下整理剂中的含氟链段可以赋予织物拒水拒油的功能，而在湿态下整理剂中的亲水链段则可以赋予织物较好的润湿性，污物易被洗除。

含氟聚丙烯酸酯类整理剂虽然具有其它拒水、拒油整理剂不可比拟的绝对优势，但是在实际应用过程中仍存在很多不足之处，其中经其整理后的织物易去污性较差是其最突出的问题之一。经含氟聚丙烯酸酯类整理剂整理后的织物一旦被沾污就很难被洗净，这严重的影响了含氟整理剂的实用性，所以对含氟整理剂易去污能力的研究具有十分重要的意义，也成为了目前研究领域的一个热点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有涂层整理剂在织物表面形成一层致密的薄膜，破坏了织物的透气性与透湿性且一旦被污物沾污就很难洗除的问题，提供了一种毛衣拒水拒油整理剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种毛衣拒水拒油整理剂，所述整理剂由以下成分按照重量比组成：

60～80份丝素蛋白溶液，3～5份β-环糊精，10～20份改性硅油，2～3份吐温-80，1～2份乳化剂OP-9。

所述丝素蛋白溶液为蚕丝浸泡在碳酸钠溶液中重复蒸煮3～5次后合并上清液，将上清液减压蒸发浓缩至原液体积的10～20%制成。

所述碳酸钠溶液的质量分数为5%，与蚕丝的质量比为10：1。

所述改性硅油为八甲基环四硅氧烷、氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷、硅烷偶联剂HD-109、硅烷偶联剂HD-110，搅拌加热至130～140℃，再加入酪朊蛋白、氢氧化锂保温反应，降温至120～125℃后持续抽真空至无低沸物馏出制得。

所述改性硅油中物料的重量份为10～15份八甲基环四硅氧烷，12～18份氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷，0.30～0.45份硅烷偶联剂HD-109，0.10～0.15份硅烷偶联剂HD-110，1～2份酪朊蛋白，0.03～0.05份氢氧化锂。

所述抽真空过程为抽真空至瓶内压力为50～100kPa。

一种毛衣拒水拒油整理剂的制备方法，具体步骤为：

（1）将蚕丝水洗干燥后浸泡在碳酸钠溶液中重复蒸煮3～5次，合并上清液并将上清液减压蒸发浓缩至原液体积的10～20%，得丝素蛋白溶液；

（2）取八甲基环四硅氧烷、氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷、硅烷偶联剂HD-109、硅烷偶联剂HD-110，搅拌加热至130～140℃，再加入酪朊蛋白、氢氧化锂保温反应，降温至120～125℃后持续抽真空至无低沸物馏出，得改性硅油；

（3）取丝素蛋白溶液，加入β-环糊精，在40～50℃下搅拌30～40min，再加入改性硅油、吐温80、乳化剂OP-9，持续搅拌1～2h后出料，得毛衣拒水拒油整理剂。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明通过通过丝素蛋白水解产生氨基酸，暴露出更多的—NH2、—COOH、—OH等活性基团，利用这些丰富的反应结合点，键合引入β-环糊精，利用β-环糊精与纤维织物良好的生物相容性并在纤维织物上的固载作用，借助β-环糊精单元的包结络合作用，将具有疏水疏油的改性硅油组分负载在织物纤维的表面，将其作用于毛织物表面，可在纤维表面形成一层薄膜，导致纤维表面被大量非亲水基团覆盖，毛织物的拒水拒油性能提高；

（2）本发明以八甲基环四硅氧烷、氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷、硅烷偶联剂HD-109、硅烷偶联剂HD-110为原料，在催化剂作用下通过与酪朊蛋白侧链中含有的大量羧基、氨基、亚氨基及羟基等官能团聚合的方法合成改性有机硅油，由于聚合物表面基团的极性，能与纤维表面的羟基、羧基等相互作用，使硅氧烷主链定向附于纤维表面，并形成定向格栅，显著提高拒水拒油性能的同时对织物的透气性与透湿性影响较小。

具体实施方式

用去离子水洗涤2～3次后装入干燥箱中，在55～60℃下干燥1～2h，将干燥后的蚕丝与质量分数为5%碳酸钠溶液按质量比1：10混合，并加热至95～100℃蒸煮30～40min，再转入离心机中以5000～6000r/min离心分离得沉淀和上清液，用去离子水洗涤沉淀2～3次，再将沉淀重复上述蒸煮离心操作3～5次后合并上清液，再将合并后的上清液减压蒸发浓缩至原液体积的10～20%，得丝素蛋白溶液，取10～15g八甲基环四硅氧烷，12～18g氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷，0.30～0.45g硅烷偶联剂HD-109，0.10～0.15g硅烷偶联剂HD-110装入四口烧瓶中，以300～400r/min搅拌加热至130～140℃，再加入1～2g酪朊蛋白，0.03～0.05g氢氧化锂，保温反应3～5h，再降温至120～125℃，并打开真空泵，将四口烧瓶抽真空至瓶内压力为50～100kPa，持续抽真空至无低沸物馏出，冷却至室温出料，得改性硅油，取60～80g丝素蛋白溶液，加入3～5gβ-环糊精，在40～50℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌30～40min，再加入10～20g改性硅油，2～3g吐温80，1～2g乳化剂OP-9，持续搅拌1～2h，冷却至室温后出料，得毛衣拒水拒油整理剂。

用去离子水洗涤2次后装入干燥箱中，在55℃下干燥1h，将干燥后的蚕丝与质量分数为5%碳酸钠溶液按质量比1：10混合，并加热至95℃蒸煮30min，再转入离心机中以5000r/min离心分离得沉淀和上清液，用去离子水洗涤沉淀2次，再将沉淀重复上述蒸煮离心操作3次后合并上清液，再将合并后的上清液减压蒸发浓缩至原液体积的10%，得丝素蛋白溶液，取10g八甲基环四硅氧烷，12g氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷，0.30g硅烷偶联剂HD-109，0.10g硅烷偶联剂HD-110装入四口烧瓶中，以300r/min搅拌加热至130℃，再加入1g酪朊蛋白，0.03g氢氧化锂，保温反应3h，再降温至120℃，并打开真空泵，将四口烧瓶抽真空至瓶内压力为50kPa，持续抽真空至无低沸物馏出，冷却至室温出料，得改性硅油，取60g丝素蛋白溶液，加入3gβ-环糊精，在40℃恒温水浴下，以300r/min搅拌30min，再加入10g改性硅油，2g吐温80，1g乳化剂OP-9，持续搅拌1h，冷却至室温后出料，得毛衣拒水拒油整理剂。

用去离子水洗涤2次后装入干燥箱中，在57℃下干燥1h，将干燥后的蚕丝与质量分数为5%碳酸钠溶液按质量比1：10混合，并加热至97℃蒸煮35min，再转入离心机中以5500r/min离心分离得沉淀和上清液，用去离子水洗涤沉淀3次，再将沉淀重复上述蒸煮离心操作4次后合并上清液，再将合并后的上清液减压蒸发浓缩至原液体积的15%，得丝素蛋白溶液，取13g八甲基环四硅氧烷，15g氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷，0.37g硅烷偶联剂HD-109，0.13g硅烷偶联剂HD-110装入四口烧瓶中，以350r/min搅拌加热至135℃，再加入1.5g酪朊蛋白，0.04g氢氧化锂，保温反应4h，再降温至123℃，并打开真空泵，将四口烧瓶抽真空至瓶内压力为75kPa，持续抽真空至无低沸物馏出，冷却至室温出料，得改性硅油，取70g丝素蛋白溶液，加入4gβ-环糊精，在45℃恒温水浴下，以350r/min搅拌350min，再加入15g改性硅油，2.5g吐温80，1.5g乳化剂OP-9，持续搅拌1h，冷却至室温后出料，得毛衣拒水拒油整理剂。

用去离子水洗涤3次后装入干燥箱中，在60℃下干燥2h，将干燥后的蚕丝与质量分数为5%碳酸钠溶液按质量比1：10混合，并加热至100℃蒸煮40min，再转入离心机中以6000r/min离心分离得沉淀和上清液，用去离子水洗涤沉淀3次，再将沉淀重复上述蒸煮离心操作5次后合并上清液，再将合并后的上清液减压蒸发浓缩至原液体积的20%，得丝素蛋白溶液，取15g八甲基环四硅氧烷，18g氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷，0.45g硅烷偶联剂HD-109，0.15g硅烷偶联剂HD-110装入四口烧瓶中，以400r/min搅拌加热至140℃，再加入2g酪朊蛋白，0.05g氢氧化锂，保温反应5h，再降温至125℃，并打开真空泵，将四口烧瓶抽真空至瓶内压力为100kPa，持续抽真空至无低沸物馏出，冷却至室温出料，得改性硅油，取80g丝素蛋白溶液，加入5gβ-环糊精，在50℃恒温水浴下，以400r/min搅拌40min，再加入20g改性硅油，3g吐温80，2g乳化剂OP-9，持续搅拌1～2h，冷却至室温后出料，得毛衣拒水拒油整理剂。

将本发明制备的毛衣拒水拒油整理剂及广州某公司生产的毛衣整理剂进行检测，具体检测结果如下表表1：

检测方法：

（1）拒水性：

参照AATCC 22-2005《拒水性能测试：喷淋法》标准，在YB813型织物沾水仪上测试整理后织物的拒水效果。

拒油性：参照AATCC118-2007《拒油性：碳氢化合物的阻抗测试》标准，测试整理后织

物的拒油性。

易去污性：参照AATCC130-2004《易去污性：油性污渍释放法》标准，测试整理后织物的易去污性。

耐洗牢度：参照GB/T3921.1-2008《纺织品色牢度试验 耐洗色牢度》标准在SW-12型耐洗色牢度试验机中进行。

表1毛衣拒水拒油整理剂性能表征

由表1可知本发明制备的毛衣拒水拒油整理剂，拒水性高，拒油性高，易去污性能强，耐水洗牢度优异具有极其广阔的市场应用价值。

Claims (7)

1.一种毛衣拒水拒油整理剂，其特征在于，所述整理剂由以下成分按照重量比组成：

60～80份丝素蛋白溶液，3～5份β-环糊精，10～20份改性硅油，2～3份吐温-80，1～2份乳化剂OP-9。

2.如权利要求1所述的一种毛衣拒水拒油整理剂，其特征在于，所述丝素蛋白溶液为蚕丝浸泡在碳酸钠溶液中重复蒸煮3～5次后合并上清液，将上清液减压蒸发浓缩至原液体积的10～20%制成。

3.如权利要求1所述的一种毛衣拒水拒油整理剂，其特征在于，所述碳酸钠溶液的质量分数为5%，与蚕丝的质量比为10：1。

4.如权利要求1所述的一种毛衣拒水拒油整理剂，其特征在于，所述改性硅油为八甲基环四硅氧烷、氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷、硅烷偶联剂HD-109、硅烷偶联剂HD-110，搅拌加热至130～140℃，再加入酪朊蛋白、氢氧化锂保温反应，降温至120～125℃后持续抽真空至无低沸物馏出制得。

5.如权利要求4所述的一种毛衣拒水拒油整理剂，其特征在于，所述改性硅油中物料的重量份为10～15份八甲基环四硅氧烷，12～18份氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷，0.30～0.45份硅烷偶联剂HD-109，0.10～0.15份硅烷偶联剂HD-110，1～2份酪朊蛋白，0.03～0.05份氢氧化锂。

6.如权利要求4所述的一种毛衣拒水拒油整理剂，其特征在于，所述抽真空过程为抽真空至瓶内压力为50～100kPa。

7.如权利要求1～6任意一项所述的一种毛衣拒水拒油整理剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

（1）将蚕丝水洗干燥后浸泡在碳酸钠溶液中重复蒸煮3～5次，合并上清液并将上清液减压蒸发浓缩至原液体积的10～20%，得丝素蛋白溶液；

（2）取八甲基环四硅氧烷、氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷、硅烷偶联剂HD-109、硅烷偶联剂HD-110，搅拌加热至130～140℃，再加入酪朊蛋白、氢氧化锂保温反应，降温至120～125℃后持续抽真空至无低沸物馏出，得改性硅油；

（3）取丝素蛋白溶液，加入β-环糊精，在40～50℃下搅拌30～40min，再加入改性硅油、吐温80、乳化剂OP-9，持续搅拌1～2h后出料，得毛衣拒水拒油整理剂。