CN110016809A - 一种稳定流变性织物柔软剂材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种稳定流变性织物柔软剂材料的制备方法，属于防止助剂材料技术领域。本发明技术方案采用盐碱土浸出液为改性液材料复合酪蛋白，由于盐分子直接或间接地与海藻酸丙二醇酯分子发生相互作用，带有正电荷的钠离子、钾离子与海藻酸丙二醇酯分子链上阴离子基团结合，导致其分子链上阴离子之间排斥力被屏蔽，使得高分子链不能充分伸展而呈收缩状态，因而溶液粘度降低，同时，蛋白质兼具聚合高分子电解质的特性，从而抑制相分离及重力引起的分层，形成的蛋白‑多糖复合物，对乳状液的界面性质产生显著的影响，使得最终乳状液的稳定性有了较大改善，有效提高柔软剂材料的稳定性能和粘度特性。

Description

一种稳定流变性织物柔软剂材料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种稳定流变性织物柔软剂材料的制备方法，属于防止助剂材料技术领域。

背景技术

“衣食住行”是人类最基本的生活基础，其中“衣更是现代人们生活和社会活动中必不可少的因素之一，它每天都伴随我们。如何让我们的“衣”更舒适并满足我们社会不断发展的新需求，成为一个较为重要的研究课题。柔软剂是指处理在纺织物或纤维表面，用于改变纺织品原有的粗糙手感，并使其变得爽滑和柔顺的一类纺织助剂，是使我们的“衣”更有价值的一种“魔药水”。一款成熟的柔软剂产品，人们对它的要求主要表现为：能够提高整理后的织物的手感，并赋予织物滑爽、柔顺等性能，这是对柔软剂最基本的要求；其次是舒适性，很多织物，特别是与皮肤直接接触的织物，如内衣、运动衫、婴幼儿服装，要求经柔软剂整理后具有吸湿性和透气性；柔软剂还要有良好的适用性，可用于市场上多种纤维和织物，且不会影响其它纺织助剂的性能和稳定性，相容性好；此外，在用柔软剂整理后，不会降低纤维或织物的自身性能，如白度、色光、色牢度等。处理过后的织物在储藏和售卖过程中不会产生色泽变暗、手感变粗或释放特殊气味等不良现象。最后，要求柔软剂处理后的织物对人体无刺激作用，不会使人过敏，并且在加工处理时不会产生有毒有害气体，这些都是柔软剂产品的常规要求。随着人类生活品质的提高，尤其是智能穿戴在纺织领域中逐渐开始应用，人们对穿着的舒适性和个性化要求也越来越高，这也对柔软剂产品提出了更大的挑战。随着国家对环保宣传力度越来越高，绿色环保的概念已经深入人心，人们对纺织品的穿着舒适性要求越来越高，在家纺和服装行业对纺织特种材料的要求也越来越高。目前市场上的广泛应用，柔软剂效果最好的是聚二甲基硅油柔软剂，硅油的分子结构中含有大量的甲基，同时有机硅的一些特殊结构可以使这些甲基覆盖在织物表面，可大大减少纤维与纤维之间的摩擦。其中分子结构中含有氨基的聚有机硅氧烷应用最为广泛。因为它的氨基硅氧烷可以导致在织物表面的定向吸附定位效应，使硅分布在织物的表面均匀，通常被称为“高级柔软整理剂”、“柔软剂王”。氨基硅油广泛用于各类纺织柔软剂，由于它的特殊结构使得氨基能够插入织物内部，并使得硅氧烷链段在织物舒展，使得织物在手感上具有一些独特的服用性能。此外织物经过柔软整理之后克服了前一代硅油具有的穿着闷热感的缺点，深受人们欢迎和喜爱。由于亲水性差，氨基硅油使用时需要加入额外的乳化剂，使用过程中容易破乳。氨基硅油的缺点：织物穿着舒适性、高温易黄变等，使得应用受到限制。目前人们日益关注和努力研究的课题是在保持氨基硅油的优点的同时，通过共聚改性，改善氨基硅油的亲水性、抗静电性及高温抗黄变性。改性有机硅柔软剂由于综合性能好，作为新的绿色产品，其在纺织品软软整理中的用量正在继续增长。目前应用较为广范的改进型有机硅柔软剂多以接枝和嵌段共聚为主，其中以三元嵌段有机硅为代表，他在保证柔软性能不发生过多下降的情况下赋予了有机硅良好的亲水性，但是三元硅油再合成和应用时需要加入大量的溶剂异丙醇以降低粘度和促进反应进行，这些溶剂在应用的时候可能对织物性能产生影响，同时使得成本提高。所以采用合适的具有优异性能的柔软剂材料，使其具有优异的稳定性能很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现今柔软剂材料合成过程中采用的溶剂较多，且其稳定性能和流变性能较差的问题，提供了一种稳定流变性织物柔软剂材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）取盐碱土，浸出处理，得浸出液，按质量比1:10，将玉米淀粉添加至蒸馏水中，搅拌混合并保温反应，调节pH至6.0，搅拌混合得混合液，再采用胰蛋白酶酶解处理后再灭酶处理，静置冷却至室温，干燥，研磨得改性颗粒；

（2）按质量比1:15，将酪蛋白添加磷酸缓冲溶液中，搅拌混合得基体液，按质量比1:8，将改性颗粒添加至基体液中，搅拌混合并冰浴处理，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥并收集干燥颗粒，得改性蛋白颗粒；

（3）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、1～2份改性蛋白颗粒、10～15份藻酸丙二醇酯和磷酸缓冲溶液置于三角烧瓶中搅拌混合、超声分散，得分散浆液并冰水浴保存；

（4）按质量比1:5，将分散浆液滴加至混合乳化液中，搅拌处理，静置消泡，即可制备得一种所述的稳定流变性织物柔软剂材料。

所述的盐碱土为pH为11的重度盐碱土。

所述的浸出处理步骤为：取pH为11的重度盐碱土，将其研磨粉碎，过200目筛，收集得粉碎颗粒并按质量比1:10，将粉碎颗粒添加至去离子水中，搅拌混合并静置6～8h，再在3000～5000r/min下离心分离，收集上层清液，得浸出液。

所述的调节pH是分别用质量分数1％氢氧化钠溶液和质量分数1％盐酸调节pH至6.0。

所述的酶解处理胰蛋白酶用量为50U/g。

所述的磷酸缓冲溶液为pH为7.8的0.05mol/L磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲溶液。

所述的搅拌混合、超声分散步骤为在室温下按1000～1500r/min搅拌混合3～5h，静置45～60min后，再在200～300W下超声分散10～15min。

所述的混合乳化液制备步骤为：按重量份数计，分别称量45～50份异构醇醚、10～15份失水山梨糖醇脂肪酸酯和10～15份聚氧乙烯羊毛醇置于三角烧瓶中，搅拌混合得混合乳化液。

所述的分散浆液滴加速率为1～2mL/min。

所述的搅拌处理为先控制搅拌速度为250～300r/min，待分散浆液滴加完成后，再在2500～3000r/min下搅拌混合25～30min。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明技术方案采用海藻酸丙二醇酯为原料制备柔软剂材料，由于海藻酸丙二醇酯是一种从褐藻中提取并经酯化处理的新型增稠剂，主链由古洛糖醛酸和β-D-甘露糖醛酸组成，这种糖醛酸在海藻酸丙二醇酯分子中的比例和位置决定着海藻酸丙二醇酯的粘度、胶凝性和对离子的选择，海藻酸丙二醇酯分子中的丙二醇基为亲脂端，可以与脂肪球结合，分子中的糖醛酸为亲水端，含有大量羟基和部分羧基，可以和蛋白质结合，同时其具备良好的乳化分散和渗透作用，可用于纺织工业用软化剂材料，本发明技术方案采用海藻酸丙二醇酯为原料进行改性，由于纤维是线性高分子，比表面积较大，其表面吸附海藻酸丙二醇酯后，纤维表面张力会降低，纤维表面更易扩张和伸展开，织物变得平滑柔软，且海藻酸丙二醇酯在纤维表面的吸附强度会因纤维表面张力的减小而增强，在纤维表面形成吸附层，从而降低动静摩擦系数，织物纱线间更易滑动，同时其降低纤维间的摩擦系数，柔软整理可降低纤维间的动静摩擦系数，且静摩擦系数降低越多，织物柔软感提高越明显，摩擦系数会影响织物的表面摩擦性能、弯曲性能和压缩比功等，织物中纤维间摩擦系数越小，受到外力时纱线更易滑动，从而分散应力，会不同程度提高织物撕裂强力，且也可以改善纤维在织造过程中收到的应力，使其变得松弛变得柔软，所以本发明技术方案采用该技术手段有效制备具有优异性能的柔软剂材料；

（2）本发明技术方案采用盐碱土浸出液为改性液材料复合酪蛋白，由于盐分子直接或间接地与海藻酸丙二醇酯分子发生相互作用，，带有正电荷的钠离子、钾离子与海藻酸丙二醇酯分子链上阴离子基团结合，导致其分子链上阴离子之间排斥力被屏蔽，使得高分子链不能充分伸展而呈收缩状态，因而溶液粘度降低，从微观结构可以想象，高分子链在溶液中解缠结以及分子链在流动方向上取向，使得重新排列的速率小于挤压变形速率，出现剪切稀化现象，同时制备乳状液过程中，蛋白质分子由于具有表面活性而很快地吸附到两相界面，使体系的界面自由能显著降低，同时，蛋白质兼具聚合高分子电解质的特性，也可通过静电作用、空间位阻作用等相互作用赋予乳状液良好的稳定性，添加多糖类物质后，通过多糖与蛋白的交互作用，可以通过改善乳状液连续相的流变特性如增加体系的粘度或形成空间网络结构，从而抑制相分离及重力引起的分层，形成的蛋白-多糖复合物，对乳状液的界面性质产生显著的影响，使得最终乳状液的稳定性有了较大改善，有效提高柔软剂材料的稳定性能和粘度特性。

具体实施方式

取pH为11的重度盐碱土，将其研磨粉碎，过200目筛，收集得粉碎颗粒并按质量比1:10，将粉碎颗粒添加至去离子水中，搅拌混合并静置6～8h，再在3000～5000r/min下离心分离，收集上层清液，得浸出液；按质量比1:10，将玉米淀粉添加至蒸馏水中，搅拌混合并置于80～85℃下保温反应20～30min，分别用质量分数1％氢氧化钠溶液和质量分数1％盐酸调节pH至6.0，搅拌混合得混合液，再按50U/g，将胰蛋白酶添加至混合液中，酶解处理并置于100℃下保温反应10～15min灭酶处理，静置冷却至室温，在烘箱中干燥6～8h，研磨得改性颗粒；按质量比1:15，将酪蛋白添加至pH为7.8的0.05mol/L磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲溶液中，搅拌混合得基体液，按质量比1:8，将改性颗粒添加至基体液中，搅拌混合并置于0～5℃下冰浴处理1～2h，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥并收集干燥颗粒，得改性蛋白颗粒；按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、1～2份改性蛋白颗粒、10～15份藻酸丙二醇酯和10～15份pH为7.8的0.05mol/L磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲溶液置于三角烧瓶中，在室温下按1000～1500r/min搅拌混合3～5h，静置45～60min后，再在200～300W下超声分散10～15min，得分散浆液并置于0～5℃下冰水浴保存；按重量份数计，分别称量45～50份异构醇醚、10～15份失水山梨糖醇脂肪酸酯和10～15份聚氧乙烯羊毛醇置于三角烧瓶中，搅拌混合得混合乳化液；按质量比1:5，将分散浆液滴加至混合乳化液中，控制滴加速率为1～2mL/min，控制搅拌速度为250～300r/min，待滴加完成后，再在2500～3000r/min下搅拌混合25～30min，静置6～8h，即可制备得一种所述的稳定流变性织物柔软剂材料。

实施例1

取pH为11的重度盐碱土，将其研磨粉碎，过200目筛，收集得粉碎颗粒并按质量比1:10，将粉碎颗粒添加至去离子水中，搅拌混合并静置6h，再在3000r/min下离心分离，收集上层清液，得浸出液；按质量比1:10，将玉米淀粉添加至蒸馏水中，搅拌混合并置于80℃下保温反应20min，分别用质量分数1％氢氧化钠溶液和质量分数1％盐酸调节pH至6.0，搅拌混合得混合液，再按50U/g，将胰蛋白酶添加至混合液中，酶解处理并置于100℃下保温反应10min灭酶处理，静置冷却至室温，在烘箱中干燥6h，研磨得改性颗粒；按质量比1:15，将酪蛋白添加至pH为7.8的0.05mol/L磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲溶液中，搅拌混合得基体液，按质量比1:8，将改性颗粒添加至基体液中，搅拌混合并置于0℃下冰浴处理1h，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥并收集干燥颗粒，得改性蛋白颗粒；按重量份数计，分别称量45份去离子水、1份改性蛋白颗粒、10份藻酸丙二醇酯和10份pH为7.8的0.05mol/L磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲溶液置于三角烧瓶中，在室温下按1000r/min搅拌混合3h，静置45min后，再在200W下超声分散10min，得分散浆液并置于0℃下冰水浴保存；按重量份数计，分别称量45份异构醇醚、10份失水山梨糖醇脂肪酸酯和10份聚氧乙烯羊毛醇置于三角烧瓶中，搅拌混合得混合乳化液；按质量比1:5，将分散浆液滴加至混合乳化液中，控制滴加速率为1mL/min，控制搅拌速度为250r/min，待滴加完成后，再在2500r/min下搅拌混合25min，静置6h，即可制备得一种所述的稳定流变性织物柔软剂材料。

实施例2

取pH为11的重度盐碱土，将其研磨粉碎，过200目筛，收集得粉碎颗粒并按质量比1:10，将粉碎颗粒添加至去离子水中，搅拌混合并静置7h，再在1000r/min下离心分离，收集上层清液，得浸出液；按质量比1:10，将玉米淀粉添加至蒸馏水中，搅拌混合并置于82℃下保温反应25min，分别用质量分数1％氢氧化钠溶液和质量分数1％盐酸调节pH至6.0，搅拌混合得混合液，再按50U/g，将胰蛋白酶添加至混合液中，酶解处理并置于100℃下保温反应12min灭酶处理，静置冷却至室温，在烘箱中干燥7h，研磨得改性颗粒；按质量比1:15，将酪蛋白添加至pH为7.8的0.05mol/L磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲溶液中，搅拌混合得基体液，按质量比1:8，将改性颗粒添加至基体液中，搅拌混合并置于2℃下冰浴处理2h，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥并收集干燥颗粒，得改性蛋白颗粒；按重量份数计，分别称量47份去离子水、2份改性蛋白颗粒、12份藻酸丙二醇酯和12份pH为7.8的0.05mol/L磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲溶液置于三角烧瓶中，在室温下按1250r/min搅拌混合4h，静置52min后，再在250W下超声分散12min，得分散浆液并置于2℃下冰水浴保存；按重量份数计，分别称量47份异构醇醚、12份失水山梨糖醇脂肪酸酯和12份聚氧乙烯羊毛醇置于三角烧瓶中，搅拌混合得混合乳化液；按质量比1:5，将分散浆液滴加至混合乳化液中，控制滴加速率为1mL/min，控制搅拌速度为275r/min，待滴加完成后，再在2750r/min下搅拌混合27min，静置7h，即可制备得一种所述的稳定流变性织物柔软剂材料。

实施例3

取pH为11的重度盐碱土，将其研磨粉碎，过200目筛，收集得粉碎颗粒并按质量比1:10，将粉碎颗粒添加至去离子水中，搅拌混合并静置8h，再在5000r/min下离心分离，收集上层清液，得浸出液；按质量比1:10，将玉米淀粉添加至蒸馏水中，搅拌混合并置于85℃下保温反应30min，分别用质量分数1％氢氧化钠溶液和质量分数1％盐酸调节pH至6.0，搅拌混合得混合液，再按50U/g，将胰蛋白酶添加至混合液中，酶解处理并置于100℃下保温反应15min灭酶处理，静置冷却至室温，在烘箱中干燥8h，研磨得改性颗粒；按质量比1:15，将酪蛋白添加至pH为7.8的0.05mol/L磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲溶液中，搅拌混合得基体液，按质量比1:8，将改性颗粒添加至基体液中，搅拌混合并置于5℃下冰浴处理2h，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥并收集干燥颗粒，得改性蛋白颗粒；按重量份数计，分别称量50份去离子水、2份改性蛋白颗粒、15份藻酸丙二醇酯和15份pH为7.8的0.05mol/L磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲溶液置于三角烧瓶中，在室温下按1500r/min搅拌混合5h，静置60min后，再在300W下超声分散15min，得分散浆液并置于5℃下冰水浴保存；按重量份数计，分别称量50份异构醇醚、15份失水山梨糖醇脂肪酸酯和15份聚氧乙烯羊毛醇置于三角烧瓶中，搅拌混合得混合乳化液；按质量比1:5，将分散浆液滴加至混合乳化液中，控制滴加速率为2mL/min，控制搅拌速度为300r/min，待滴加完成后，再在3000r/min下搅拌混合30min，静置8h，即可制备得一种所述的稳定流变性织物柔软剂材料。

性能测试：

将本发明技术方案实施例1，2，3制备的柔软剂进行性能测试，在标准大气条件，温度为（20±3）℃，相对湿度为（65±5）%下，将织物裁剪成50 mm×20 mm的试样，采用JGW-360A静态接触角测试仪，测定织物的接触角大小。

具体数据见下表表1所示：

表1性能对照表

由上表本发明制备的柔软剂具有优异的稳定性能和柔顺性能。

Claims (10)

1.一种稳定流变性织物柔软剂材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）取盐碱土，浸出处理，得浸出液，按质量比1:10，将玉米淀粉添加至蒸馏水中，搅拌混合并保温反应，调节pH至6.0，搅拌混合得混合液，再采用胰蛋白酶酶解处理后再灭酶处理，静置冷却至室温，干燥，研磨得改性颗粒；

（2）按质量比1:15，将酪蛋白添加磷酸缓冲溶液中，搅拌混合得基体液，按质量比1:8，将改性颗粒添加至基体液中，搅拌混合并冰浴处理，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥并收集干燥颗粒，得改性蛋白颗粒；

（3）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、1～2份改性蛋白颗粒、10～15份藻酸丙二醇酯和磷酸缓冲溶液置于三角烧瓶中搅拌混合、超声分散，得分散浆液并冰水浴保存；

（4）按质量比1:5，将分散浆液滴加至混合乳化液中，搅拌处理，静置消泡，即可制备得一种所述的稳定流变性织物柔软剂材料。

2.根据权利要求1所述的一种稳定流变性织物柔软剂材料的制备方法，其特征在于：所述的盐碱土为pH为11的重度盐碱土。

3.根据权利要求1所述的一种稳定流变性织物柔软剂材料的制备方法，其特征在于：所述的浸出处理步骤为：取pH为11的重度盐碱土，将其研磨粉碎，过200目筛，收集得粉碎颗粒并按质量比1:10，将粉碎颗粒添加至去离子水中，搅拌混合并静置6～8h，再在3000～5000r/min下离心分离，收集上层清液，得浸出液。

4.根据权利要求1所述的一种稳定流变性织物柔软剂材料的制备方法，其特征在于：所述的调节pH是分别用质量分数1％氢氧化钠溶液和质量分数1％盐酸调节pH至6.0。

5.根据权利要求1所述的一种稳定流变性织物柔软剂材料的制备方法，其特征在于：所述的酶解处理胰蛋白酶用量为50U/g。

6.根据权利要求1所述的一种稳定流变性织物柔软剂材料的制备方法，其特征在于：所述的磷酸缓冲溶液为pH为7.8的0.05mol/L磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲溶液。

7.根据权利要求1所述的一种稳定流变性织物柔软剂材料的制备方法，其特征在于：所述的搅拌混合、超声分散步骤为在室温下按1000～1500r/min搅拌混合3～5h，静置45～60min后，再在200～300W下超声分散10～15min。

8.根据权利要求1所述的一种稳定流变性织物柔软剂材料的制备方法，其特征在于：所述的混合乳化液制备步骤为：按重量份数计，分别称量45～50份异构醇醚、10～15份失水山梨糖醇脂肪酸酯和10～15份聚氧乙烯羊毛醇置于三角烧瓶中，搅拌混合得混合乳化液。

9.根据权利要求1所述的一种稳定流变性织物柔软剂材料的制备方法，其特征在于：所述的分散浆液滴加速率为1～2mL/min。

10.根据权利要求1所述的一种稳定流变性织物柔软剂材料的制备方法，其特征在于：所述的搅拌处理为先控制搅拌速度为250～300r/min，待分散浆液滴加完成后，再在2500～3000r/min下搅拌混合25～30min。