CN112267165A - 一种防晒衣物材料的制备方法 - Google Patents

一种防晒衣物材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防晒衣物材料的制备方法，所采取的技术方案如下：从海鞘被囊中提取得到海鞘纤维素，然后将海鞘纤维素与棉花纤维素按照一定比例混合，加入到溶液钛酸丁酯和无水乙醇中，然后再加入柔顺剂和2,2',4,4'‑四羟基二苯甲酮，搅拌超声，过滤，洗涤，干燥得到防晒衣物材料。本发明制备得到的防晒衣物材料，既能防紫外辐射，又可以反射红外光线(热能)，同时还具备穿着舒适的优点。

Description

一种防晒衣物材料的制备方法
技术领域
本发明属于衣物材料的制备领域，具体涉及一种防晒衣物材料的制备方法。
背景技术
纤维素是地球上最丰富的可再生天然高分子材料，普遍存在于草本植物中，如木棉、亚麻、棉花等，其中棉花中纤维素的含量高达90％以上。在自然界有机体中每年通过光合作用产生的纤维素达1000亿吨以上，因此纤维素是自然界中取之不尽用之不竭的可再生资源。而纤维素本身无毒，抗水性强，符合生物可降解性、环境协调性材料的要求，因此纤维素作为基质材料的潜在应用范围非常广泛。纤维素的分子链是由D-吡喃葡萄糖以β-1,4糖苷键联结而成的线型长链高分子聚合物，分子量为50000～2500000，相当于300～15000个葡萄糖基。纤维素的化学式为(C6H10O5)n(n为聚合度)，式中n为葡萄糖基数目，称为聚合度。n的数值因试样的来源、处理方法、测定方法等不同有很大差别。纤维素的聚集态结构，就是一种由结晶区和无定形区交错结合形成的体系，一个纤维素分子可以经过若干结晶区和无定形区。纤维素大分子的聚集体中，结晶区内分子排列较整齐、有规则，故有很大的密度，无定形区密度较低。
海鞘常常附着在岩石上，很容易被误认为是植物，这是因为它的体表被一层无生命的含有纤维素的套膜所包裹，身体藏在被囊里面。这个套膜既可以作为海鞘的保护装置，又可使身体硬化，维持身体形状，这是动物界中唯一在基体外被类似植物纤维包裹的动物，因此海鞘又被称为被囊动物。该种动物在我国沿海均有分布，资源相当丰富。但是海鞘对沿海贝类的养殖业危害性很大，因为他们会大量附着于养殖笼外，少量进入养殖笼内，附着于贝类的附着基及贝壳上，严重影响了网笼内外的水体交换，造成笼内缺氧、缺饵、排泄物聚集，不利于贝类生长。此外，海鞘大量附着于船舰底部，消耗油量且影响船只航行速度。如果能有效利用海鞘这一丰富资源，变废为宝，将会有广泛的社会和经济效益。与植物纤维素一样，海鞘纤维素也是一种由β-1,4-糖苷键以C1椅式构象联结而成的线性高分子，其特点具有较高的结晶度并且几乎由Iβ晶型构成。海鞘纤维素的独特的Iβ晶型结构与高结晶度决定了它具有植物纤维素所没有的优良性能和热稳定性，预示了它广阔的商业用途。
防晒衣主要是起到阻隔太阳紫外线的作用，另外防晒衣物主要以薄为主，这样可以在防紫外线的同时，穿着后会较为凉爽。但是太薄在洗涤几次以后会出现防晒效果差的问题，另外，即使是薄的防晒衣物在太阳的照射下，也会有红外线射入衣物，使人体感觉闷热。
发明内容
针对以上防晒衣物的缺陷，本发明制备出一种既能防紫外辐射，又可以反射红外光线(热能)，同时还具备穿着舒适特点的衣物材料。
本发明的目的是提供一种防晒衣物材料的制备方法，其具体技术方案如下所述：
从海鞘被囊中提取得到海鞘纤维素，然后将海鞘纤维素与棉花纤维素按照一定比例混合，加入到溶液钛酸丁酯和无水乙醇中，然后再加入柔顺剂和2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮，搅拌超声，过滤，洗涤，干燥得到防晒衣物材料。
优选的，上述所需的柔顺剂为三乙醇胺硬脂酸双酯碘化铵、两性甜菜碱柔软剂中的一种或是两种的混合。
更优选的，上述所需的柔顺剂为三乙醇胺硬脂酸双酯碘化铵和两性甜菜碱柔软剂的混合。
本发明制备方法包括以下具体步骤：
S1：将海鞘被囊放入12wt％的KOH中浸泡20h，取出后用蒸馏水洗涤至洗涤液呈中性，加入体积比为1:2的乙酸和次氯酸钠制成的漂白剂，在60℃下反应13h，用蒸馏水清洗4次，然后在烘箱中50℃下烘干，用研磨机粉碎得到海鞘纤维素。
S2：将棉花纤维素和海鞘纤维素按照重量比为1:0.9～1.2加入到容器中，然后加入体积比为1:1～1.25的钛酸丁酯和无水乙醇混合液，使用磁力搅拌器在室温下以转速220～280r/min进行搅拌，搅拌时间为2.5～3h。
S3：将三乙醇胺硬脂酸双酯碘化铵、两性甜菜碱柔软剂和2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮以质量比为1:0.3～0.65：0.4～0.85加入到上述步骤S2中的容器中，继续在室温条件下搅拌40min，然后移入超声振荡器中，超声45min，超声频率为40kHz，然后进行抽滤，并用无水乙醇洗涤6次，过滤得到的物质放入烘箱，在40～60℃下干燥13～15h，得到所述防晒衣物材料。
作为优选方案，上述步骤S2中，加入棉花纤维素和海鞘纤维素的重量比为1:0.9～1.1。
作为优选方案，上述步骤S2中，加入钛酸丁酯和无水乙醇的体积比例为1:1～1.2。
作为优选方案，上述步骤S3中，加入三乙醇胺硬脂酸双酯碘化铵、两性甜菜碱柔软剂和2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮以质量比比例为1:0.3～0.6：0.4～0.6。
本发明具有如下有益效果：
(1)本发明制备的防晒衣物材料主要运用的是棉花纤维，属于天然类型的纤维，相比化学类纤维，人体穿于身上会更加舒适健康。
(2)本发明所用的海鞘纤维素，是一种被囊动物--海鞘通过光合作用合成的，其分子量远大于其他纤维素，而且几乎完全由一种Iβ晶型构成，结晶度较高，与棉花纤维制成的防晒衣物材料具有很好地透明性，克服了棉花纤维素的不透明性质。
(3)本发明中制备的防晒衣物材料中添加2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮和钛酸丁酯，其中钛酸丁酯在反应过程中生成二氧化钛，与2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮协同起到吸收紫外线的作用，防止紫外线辐射人体皮肤造成伤害。
(4)棉花纤维素制备的衣物穿着于人体身上往往比较舒适，但是存在透气性差，人体出汗衣物吸收汗液造成衣物粘贴在人体身上，舒适感较差，本发明的制备方法中，高结晶度的海鞘纤维素具有反射红外线(热能)的功能，采用本发明制备方法制备的防晒衣物材料不仅可以有效地防紫外线，还能散发热量，在太阳照射下不至于会吸收大量热量。
(5)纤维素是生产服装的主要原材料，海鞘纤维素的分子量是棉花纤维素的2.5倍，因此它的强度要高于棉花纤维素，而且透气性和热稳定性好，无毒无害、安全性高，可以生物降解，有助于节能环保。
(6)本发明中使用的软化剂为三乙醇胺硬脂酸双酯碘化铵、两性甜菜碱柔软剂，其中两性甜菜碱柔软剂性能温和，对皮肤和眼睛的刺激较小，易于生物降解是一种环保型织物柔软剂；三乙醇胺硬脂酸双酯碘化铵与棉织物有更强的亲和力，能够进一步提升棉纤维素织物的柔软效果。
具体实施方式
下面对本发明实施例作具体详细的说明，本实施例在本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种防晒衣物材料的制备方法，具体包括以下步骤：
S1：将海鞘被囊放入12wt％的KOH中浸泡20h，取出后用蒸馏水洗涤至洗涤液呈中性，加入体积比为1:2的乙酸和次氯酸钠制成的漂白剂，在60℃下反应13h，用蒸馏水清洗4次，然后在烘箱中50℃下烘干，用研磨机粉碎得到海鞘纤维素。
S2：将棉花纤维素和海鞘纤维素按照重量比为1:0.9加入到容器中，然后加入体积比为1:1的钛酸丁酯和无水乙醇混合液，使用磁力搅拌器在室温下以转速220r/min进行搅拌，搅拌时间为2.5h。
S3：将三乙醇胺硬脂酸双酯碘化铵、两性甜菜碱柔软剂和2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮以质量比比例为1:0.3：0.4加入到上述步骤S2中的容器中，继续在室温条件下搅拌40min，然后移入超声振荡器中，超声45min，超声频率为40kHz，然后进行抽滤，并用无水乙醇洗涤6次，过滤得到的物质放入烘箱，在40℃下干燥13h，得到所述防晒衣物材料。
实施例2
一种防晒衣物材料的制备方法，具体包括以下步骤：
S1：将海鞘被囊放入12wt％的KOH中浸泡20h，取出后用蒸馏水洗涤至洗涤液呈中性，加入体积比为1:2的乙酸和次氯酸钠制成的漂白剂，在60℃下反应13h，用蒸馏水清洗4次，然后在烘箱中50℃下烘干，用研磨机粉碎得到海鞘纤维素。
S2：将棉花纤维素和海鞘纤维素按照重量比为1:1.2加入到容器中，然后加入体积比为1:1.25的钛酸丁酯和无水乙醇混合液，使用磁力搅拌器在室温下以转速280r/min进行搅拌，搅拌时间为3h。
S3：将三乙醇胺硬脂酸双酯碘化铵、两性甜菜碱柔软剂和2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮以质量比比例为1:0.65：0.85加入到上述步骤S2中的容器中，继续在室温条件下搅拌40min，然后移入超声振荡器中，超声45min，超声频率为40kHz，然后进行抽滤，并用无水乙醇洗涤6次，过滤得到的物质放入烘箱，在60℃下干燥15h，得到所述防晒衣物材料。
实施例3
一种防晒衣物材料的制备方法，具体包括以下步骤：
S1：将海鞘被囊放入12wt％的KOH中浸泡20h，取出后用蒸馏水洗涤至洗涤液呈中性，加入体积比为1:2的乙酸和次氯酸钠制成的漂白剂，在60℃下反应13h，用蒸馏水清洗4次，然后在烘箱中50℃下烘干，用研磨机粉碎得到海鞘纤维素。
S2：将棉花纤维素和海鞘纤维素按照重量比为1:1.0加入到容器中，然后加入体积比为1:1.05的钛酸丁酯和无水乙醇混合液，使用磁力搅拌器在室温下以转速230r/min进行搅拌，搅拌时间为3h。
S3：将三乙醇胺硬脂酸双酯碘化铵、两性甜菜碱柔软剂和2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮以质量比比例为1:0.4：0.5加入到上述步骤S2中的容器中，继续在室温条件下搅拌40min，然后移入超声振荡器中，超声45min，超声频率为40kHz，然后进行抽滤，并用无水乙醇洗涤6次，过滤得到的物质放入烘箱，在50℃下干燥14h，得到所述防晒衣物材料。
实施例4
一种防晒衣物材料的制备方法，具体包括以下步骤：
S1：将海鞘被囊放入12wt％的KOH中浸泡20h，取出后用蒸馏水洗涤至洗涤液呈中性，加入体积比为1:2的乙酸和次氯酸钠制成的漂白剂，在60℃下反应13h，用蒸馏水清洗4次，然后在烘箱中50℃下烘干，用研磨机粉碎得到海鞘纤维素。
S2：将棉花纤维素和海鞘纤维素按照重量比为1:1.1加入到容器中，然后加入体积比为1：1.2的钛酸丁酯和无水乙醇混合液，使用磁力搅拌器在室温下以转速240r/min进行搅拌，搅拌时间为3h。
S3：将三乙醇胺硬脂酸双酯碘化铵、两性甜菜碱柔软剂和2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮以质量比比例为1:0.5：0.6加入到上述步骤S2中的容器中，继续在室温条件下搅拌40min，然后移入超声振荡器中，超声45min，超声频率为40kHz，然后进行抽滤，并用无水乙醇洗涤6次，过滤得到的物质放入烘箱，在50℃下干燥15h，得到所述防晒衣物材料。
实施例5
一种防晒衣物材料的制备方法，具体包括以下步骤：
S1：将海鞘被囊放入12wt％的KOH中浸泡20h，取出后用蒸馏水洗涤至洗涤液呈中性，加入体积比为1:2的乙酸和次氯酸钠制成的漂白剂，在60℃下反应13h，用蒸馏水清洗4次，然后在烘箱中50℃下烘干，用研磨机粉碎得到海鞘纤维素。
S2：将棉花纤维素和海鞘纤维素按照重量比为1:1.05加入到容器中，然后加入体积比为1:1.05的钛酸丁酯和无水乙醇混合液，使用磁力搅拌器在室温下以转速260r/min进行搅拌，搅拌时间为3h。
S3：将三乙醇胺硬脂酸双酯碘化铵、两性甜菜碱柔软剂和2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮以质量比比例为1:0.6：0.7加入到上述步骤S2中的容器中，继续在室温条件下搅拌40min，然后移入超声振荡器中，超声45min，超声频率为40kHz，然后进行抽滤，并用无水乙醇洗涤6次，过滤得到的物质放入烘箱，在50℃下干燥15h，得到所述防晒衣物材料。
实施例6
一种防晒衣物材料的制备方法，具体包括以下步骤：
S1：将海鞘被囊放入12wt％的KOH中浸泡20h，取出后用蒸馏水洗涤至洗涤液呈中性，加入体积比为1:2的乙酸和次氯酸钠制成的漂白剂，在60℃下反应13h，用蒸馏水清洗4次，然后在烘箱中50℃下烘干，用研磨机粉碎得到海鞘纤维素。
S2：将棉花纤维素和海鞘纤维素按照重量比为1:1.15加入到容器中，然后加入体积比为1:1.15的钛酸丁酯和无水乙醇混合液，使用磁力搅拌器在室温下以转速270r/min进行搅拌，搅拌时间为3h。
S3：将三乙醇胺硬脂酸双酯碘化铵、两性甜菜碱柔软剂和2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮以质量比比例为1:0.55：0.8加入到上述步骤S2中的容器中，继续在室温条件下搅拌40min，然后移入超声振荡器中，超声45min，超声频率为40kHz，然后进行抽滤，并用无水乙醇洗涤6次，过滤得到的物质放入烘箱，在60℃下干燥15h，得到所述防晒衣物材料。
对比例1
根据文献(CN 106120305 B)中实施例1所述制备方法进行制备。
性能测试实验：
将制备好的防晒衣物材料进行测试，以GBT/T18830-2009标准进行测试UPF值和T(UVA)AV值。之后将织物洗涤50次、100次后再检测织物的UPF值和T(UVA)AV值。
表1未洗涤防晒衣测试
UPF T(UVA)<sub>AV</sub>
实施例2 85 0.31％
对比例1 75 0.40％
表2洗涤50次防晒衣测试
UPF T(UVA)<sub>AV</sub>
实施例2 82 0.45％
对比例1 70 0.70％
表3洗涤100次防晒衣测试
UPF T(UVA)<sub>AV</sub>
实施例2 78 0.65％
对比例1 55 1.50％
由上述数据可以确定，本发明制备防晒衣物材料，在防晒效果方面优于对比例，并且经过多次洗涤，其防晒效果下降不明显，明显优于对比例。
需要特别说明的是，本发明其余实施例所制备的防晒衣物材料与实施例2制备的防晒衣物材料具有相同或相似的效果，不在此一一赘述，但都在本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种防晒衣物材料的制备方法，其特征在于，制备方法包括以下具体步骤：
S1：将海鞘被囊放入12wt％的KOH中浸泡20h，取出后用蒸馏水洗涤至洗涤液呈中性，加入体积比为1:2的乙酸和次氯酸钠制成的漂白剂，在60℃下反应13h，用蒸馏水清洗4次，然后在烘箱中50℃下烘干，用研磨机粉碎得到海鞘纤维素；
S2：将棉花纤维素和海鞘纤维素按照重量比为1:0.9～1.2加入到容器中，然后加入体积比为1:1～1.25的钛酸丁酯和无水乙醇混合液，使用磁力搅拌器在室温下以转速220～280r/min进行搅拌，搅拌时间为2.5～3h；
S3：将三乙醇胺硬脂酸双酯碘化铵、两性甜菜碱柔软剂和2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮以质量比比例为1:0.3～0.65：0.4～0.85加入到上述步骤S2中的容器中，继续在室温条件下搅拌40min，然后移入超声振荡器中，超声45min，超声频率为40kHz，然后进行抽滤，并用无水乙醇洗涤6次，过滤得到的物质放入烘箱，在40～60℃下干燥13～15h，得到所述防晒衣物材料。
2.根据权利要求1所述的一种防晒衣物材料的制备方法，其特征在于，上述步骤S2中，加入棉花纤维素和海鞘纤维素的重量比为1:0.9～1.1。
3.根据权利要求1所述的一种防晒衣物材料的制备方法，其特征在于，上述步骤S2中，加入钛酸丁酯和无水乙醇的体积比例为1:1～1.2。
4.根据权利要求1所述的一种防晒衣物材料的制备方法，其特征在于，上述步骤S3中，加入三乙醇胺硬脂酸双酯碘化铵、两性甜菜碱柔软剂和2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮以质量比比例为1:(0.3～0.6):(0.4～0.6)。
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