CN109837750B - 基于酪蛋白磷酸肽的蚕丝耐久性阻燃整理方法及阻燃蚕丝 - Google Patents

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本发明公开了一种基于酪蛋白磷酸肽的蚕丝耐久性阻燃整理方法，包括以下步骤：(1)将蚕丝浸入pH值为7.5～8.5的酪蛋白磷酸肽水溶液中，升温至70～80℃进行保温处理；(2)将经步骤(1)处理的蚕丝浸入浓度为1～4g/L的金属盐溶液中，升温至50～70℃进行处理，得到阻燃蚕丝。本发明还公开了由所述整理方法整理得到的阻燃蚕丝。本发明的基于酪蛋白磷酸肽的蚕丝耐久性阻燃整理方法，通过在蚕丝上原位形成酪蛋白磷酸肽与金属离子螯合物，赋予蚕丝耐久的阻燃性能。

Description

基于酪蛋白磷酸肽的蚕丝耐久性阻燃整理方法及阻燃蚕丝
技术领域
本发明涉及纺织品整理技术领域，具体涉及一种基于酪蛋白磷酸肽的蚕丝耐久性阻燃整理方法以及阻燃蚕丝。
背景技术
蚕丝具有吸湿透湿性强、生物相容性好、手感爽滑柔顺等优点，素有“纤维皇后”之美誉。蚕丝作为一种高档的服装及装饰用天然蛋白质纤维，由于较差的热稳定性以及耐火性能，使得其在装饰物和部分日用服装的应用上受到限制。通过阻燃整理技术可对蚕丝进行改性，使得蚕丝达到阻燃要求。
蚕丝最初的阻燃整理技术是锡酸或者硼酸-硼砂浸渍法处理，整理后蚕丝织物手感良好，阻燃性能优良，但是耐水洗性能不好。上世纪五十年代，利用四羟甲基氯化磷对蚕丝织物进行阻燃改性，整理后织物的阻燃性能较好，且具有一定的耐洗性，但织物手感较硬。棉用磷氮类阻燃剂也曾用于提高蚕丝织物的阻燃性能，且整理后织物具有较好的耐水洗性，但其缺点也很明显，所得蚕丝织物手感发硬、偏黄，并存在游离甲醛释放问题。“Zirpro”工艺是使用最广泛的蛋白质纤维阻燃工艺。“Zirpro”是指采用六氟锆酸钾和六氟钛酸钾在酸性条件下对蚕丝和羊毛制品进行阻燃整理的工艺。该方法能够提升蚕丝的阻燃性能，但是经过长时间水洗之后，其阻燃性能下降明显。通常认为，含磷阻燃剂的排放会导致水体富营养化，含卤阻燃剂在燃烧过程中会释放大量有毒气体从而危害环境和人体。随着生态环境的恶化和国民环保意识的提高，绿色、生态、可持续的阻燃蚕丝的制备方法的发展受到越来越多的重视。除此之外，阻燃蚕丝的制备应该是简单、高效、经济的，在不破坏纤维和织物原有优异性能的基础上，还应赋予织物一定程度的水洗耐久性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种环保型的耐久性的蚕丝阻燃整理方法，在蚕丝上原位形成酪蛋白磷酸肽与金属离子螯合物，赋予蚕丝耐久的阻燃性能。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于酪蛋白磷酸肽的蚕丝耐久性阻燃整理方法，包括以下步骤：
(1)将蚕丝浸入pH值为7.5～8.5的酪蛋白磷酸肽水溶液中，升温至70～80℃进行保温处理；
(2)将经步骤(1)处理的蚕丝浸入浓度为1～4g/L的金属盐溶液中，升温至50～70℃进行处理，得到阻燃蚕丝。
酪蛋白磷酸肽是具有生物活性的多肽，它是用生物技术提取和加工的酪蛋白水解产物。酪蛋白磷酸肽已经被广泛地应用于人类的营养保健方面。酪蛋白磷酸肽的结构中有成簇的磷酸丝氨酸残基存在，在弱碱性环境中，可以和金属离子形成稳定、有效的螯合。通过浸渍法使得酪蛋白磷酸肽在蚕丝上吸附，再经过金属盐处理，使得金属盐与蚕丝和酪蛋白磷酸肽分子的磷酸基团之间发生螯合作用，从而使得蚕丝织物的热行为发生变化，起到阻燃作用。本发明首次使用酪蛋白磷酸肽与金属离子的联合处理提升蚕丝织物的阻燃性能。通过金属离子与酪蛋白磷酸肽和蚕丝纤维之间的螯合作用，使得酪蛋白磷酸肽被固定在蚕丝纤维表面，解决了酪蛋白磷酸肽在纺织品上结合力弱、结合量低的缺点，所得阻燃蚕丝具有良好的耐水洗性能。
进一步地，步骤(1)中，酪蛋白磷酸肽水溶液的浓度为2～10g/L。
进一步地，步骤(1)中，保温处理的时间为45～75min。
进一步地，步骤(2)中，所述的金属盐为硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸钛或硫酸钙中的一种或多种。
进一步地，步骤(2)中，蚕丝在50～70℃下处理的时间为20～40min。
此外，本发明还提供了一种阻燃蚕丝，其是普通蚕丝经前述的整理方法处理后得到的。
本发明的有益效果：
1.本发明使用的酪蛋白磷酸肽是一种生物活性多肽，具有环境友好、生物相容性好的特点。
2.本发明首次使用酪蛋白磷酸肽与金属离子的联合处理提升蚕丝织物的阻燃性能，该方法具有绿色、高效、简单易行的优点。
3.本发明通过利用金属离子与酪蛋白磷酸肽和蚕丝纤维之间的螯合作用，使得酪蛋白磷酸肽被固定在蚕丝纤维表面，解决了酪蛋白磷酸肽在纺织品上结合力弱、结合量低的缺点，所得阻燃蚕丝具有良好的耐水洗性能。
附图说明
图1为实施例3中未处理与处理后蚕丝织物的阻燃性能结果；
图2为实施例4中蚕丝织物阻燃性能的耐洗性实验结果。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明的以下实施例中，蚕丝的阻燃性能按照GB/T 5454-1997《纺织品燃烧性能实验氧指数法》和GB/T 5455-2014《纺织品燃烧性能垂直方向损毁长度阴燃和续燃时间的测定》进行测试，阻燃性能等级按照GB/T 17591-2006《阻燃织物》进行评定。阻燃蚕丝的水洗方法参照GB/T 3921-2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》标准进行，使用丝毛织物专用洗涤剂2g/L，浴比1:50，40℃下洗涤30min为一次，重复水洗至所需水洗次数(10次和20次)。
实施例1
(1)使用碳酸钠将2g/L酪蛋白磷酸肽溶液的pH值调节至8.5，常温下搅拌10min使其充分溶解，将蚕丝织物浸入到上述酪蛋白磷酸肽溶液中，升温至70℃，保温处理75min，取出蚕丝，洗净。
(2)将经上述酪蛋白磷酸肽处理后的蚕丝浸入到1g/L的硫酸亚铁溶液中，于70℃处理20min，洗净、烘干，得到耐久性的阻燃功能蚕丝。
经酪蛋白磷酸肽和硫酸亚铁联合处理的蚕丝的极限氧指数为27.2％，损毁长度仅为12.0cm，满足我国GB/T 17591-2006《阻燃织物》中B1级阻燃装饰用织物的垂直燃烧损毁长度小于15cm的要求。
实施例2
(1)使用碳酸钠将10g/L酪蛋白磷酸肽溶液pH值调节至7.5，常温下搅拌10min使其充分溶解，将蚕丝织物浸入到上述酪蛋白磷酸肽溶液中，升温至80℃，保温处理45min，取出蚕丝，洗净。
(2)将经上述酪蛋白磷酸肽处理后的蚕丝浸入到4g/L的硫酸亚铁溶液中，于50℃处理40min，洗净、烘干，得到耐久性的阻燃功能蚕丝。
经酪蛋白磷酸肽和硫酸亚铁联合处理的蚕丝的极限氧指数为27.4％，损毁长度仅为11.5cm，满足我国GB/T 17591-2006《阻燃织物》中B1级阻燃装饰用织物的垂直燃烧损毁长度小于15cm的要求。
实施例3
(1)使用碳酸钠将10g/L酪蛋白磷酸肽溶液pH值调节至8.5，常温下搅拌10min使其充分溶解，将蚕丝织物浸入到上述酪蛋白磷酸肽溶液中，升温至80℃，保温处理60min，取出蚕丝，洗净。
(2)将经上述酪蛋白磷酸肽处理后的蚕丝浸入到2g/L的硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸钛和硫酸钙溶液中，于60℃处理30min，洗净、烘干，得到耐久性的阻燃功能蚕丝。
作为比较例，单独使用硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸钛或硫酸钙处理蚕丝：将蚕丝织物浸于2g/L的上述金属盐溶液中于70℃处理30min。
对未处理和处理的蚕丝织物进行阻燃性能测试，结果见图1。图1表明：单独用硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸钛或硫酸钙处理的蚕丝的极限氧指数为25.1％、25.0％、25.5％和24.7％，垂直燃烧时的损毁长度为24cm左右，单独金属盐处理不能满足我国GB/T 17591-2006《阻燃织物》中B1级阻燃装饰用织物的垂直燃烧损毁长度小于15cm的要求。经10g/L酪蛋白磷酸肽溶液和2g/L硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸钛或硫酸钙联合处理的蚕丝的极限氧指数分别为27.8％、27.7％、28.0％和27.2％，垂直燃烧时的损毁长度均在11cm左右，均满足我国GB/T 17591-2006《阻燃织物》中B1级阻燃装饰用织物的垂直燃烧损毁长度小于15cm的要求。
实施例4
按照实施例1所述方法对蚕丝织物进行阻燃处理，对所得阻燃功能的蚕丝进行耐洗性试验，结果见图2。图2表明，经不同次数洗涤后，阻燃蚕丝的极限氧指数略微降低，垂直燃烧时的损毁长度均小于15cm，仍然可以达到B1级，说明通过本发明方法制备的蚕丝具有良好的阻燃耐水洗性能。
以上实施例说明，采用本发明中阻燃加工整理技术，可以有效地提高蚕丝的阻燃性能以及阻燃耐洗性能，该方法具有绿色、高效、简单易行的优点。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种基于酪蛋白磷酸肽的蚕丝耐久性阻燃整理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将蚕丝浸入pH值为7.5～8.5的酪蛋白磷酸肽水溶液中，升温至70～80℃ 进行保温处理；(2)将经步骤(1)处理的蚕丝浸入浓度为1～4g/L的金属盐溶液中，升温至50～70℃ 进行处理，得到阻燃蚕丝，所述的金属盐为硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸钛或硫酸钙中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的基于酪蛋白磷酸肽的蚕丝耐久性阻燃整理方法，其特征在于，步骤(1)中，酪蛋白磷酸肽水溶液的浓度为2～10g/L。
3.如权利要求1所述的基于酪蛋白磷酸肽的蚕丝耐久性阻燃整理方法，其特征在于，步骤(1)中，保温处理的时间为45～75min。
4.如权利要求1所述的基于酪蛋白磷酸肽的蚕丝耐久性阻燃整理方法，其特征在于，步骤(2)中，蚕丝在50～70℃ 下处理的时间为20～40min。
5.一种阻燃蚕丝，其特征在于，所述阻燃蚕丝是普通蚕丝经权利要求1～4任一项所述的整理方法处理后得到的。
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