RU2824858C1 - Способ получения добавки на основе кератина с несминаемым и огнезащитным эффектом для пропитки ткани - Google Patents

Способ получения добавки на основе кератина с несминаемым и огнезащитным эффектом для пропитки ткани Download PDF

Info

Publication number
RU2824858C1
RU2824858C1 RU2023128433A RU2023128433A RU2824858C1 RU 2824858 C1 RU2824858 C1 RU 2824858C1 RU 2023128433 A RU2023128433 A RU 2023128433A RU 2023128433 A RU2023128433 A RU 2023128433A RU 2824858 C1 RU2824858 C1 RU 2824858C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fire
keratin
crease
fabric
resistant
Prior art date
Application number
RU2023128433A
Other languages
English (en)
Inventor
Людмила Евгеньевна Каличкина
Мария Вячеславовна Ляпунова
Полина Константиновна Криволапенко
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2824858C1 publication Critical patent/RU2824858C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к способу получения добавки на основе кератина для придания ткани несминаемого и огнезащитного эффекта. Получение добавки на основе кератина с несминаемым и огнезащитным эффектом ведут в реакторе идеального смешения с верхнеприводной мешалкой. Пухо-перьевые отходы предварительно очищают и обезжиривают органическим растворителем при температуре кипения растворителя (хлороформ, этилацетат, ацетон и т.д), массовое соотношение пера к растворителю 1:20-50. Растворение пухо-перьевых отходов ведут при температуре 60°С и концентрации щелочи 0,1-0,5 моль/л в течение 2 часов. В полученный раствор добавляют кристаллический глиоксаль и карбамид в массовом соотношении 1:2-5, далее добавляют фосфорную кислоту до рН=4,8, использование глиоксаля с карбамидом придают ткани несминаемый эффект. Смесь нагревают при перемешивании в течение 2 часов при температуре 60°С и получают огнезащитную добавку. Изобретение позволяет создать способ получения добавки на основе кератина с несминаемым и огнезащитным эффектом для пропитки ткани, характеризующийся отсутствием выделения кератина и контроля рН реакционной среды, получением огнеупорной ткани с кислородным индексом 31%. 2 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к способу получения пропитки ткани для придания несминаемого и огнезащитного эффекта. В настоящее время существует несколько различных типов химической отделки, которые можно наносить на целлюлозные материалы для придания несминаемых (US 3052570 A, US 3617181 A, US 3049446 A, US 4323624 A) и огнезащитных свойств (US 6488718 B1, US 9675998 B2, CN 105239378 A, US 20050272838 A1). Обычно огнезащитная композиция для ткани содержит аминокислоту, белок и/или пептид, может также включать сшивающий агент и/или связующий агент, и другие необязательные компоненты вместе с подходящим растворителем. Причем аминокислота, белок и/или пептид могут быть ковалентно связаны или не связаны с целлюлозным материалом. Для ковалентного связывания добавки с целлюлозным материалом используют сшивающий агент. В качестве белков, авторы предлагают использовать растительные белки, такие как соевые белки, молочные белки, такие как казеин, и ферменты. Считается, что механизм огнестойкости частично связан с декарбоксилированием аминокислот в белках и/или пептидах во время горения. Карбоновые кислоты также могут способствовать образованию угля. Азот, содержащийся в аминокислотах, белках или пептидах, также может служить для снижения горючести субстрата. Известно, что карбоновые кислоты реагируют с гидроксигруппами в различных условиях сочетания с образованием сложноэфирных связей.
В качестве сшивающих агентов используют: реагенты с одной функциональной группой, которая способна реагировать с двумя или более нуклеофильными группами в соответствующих условиях (мочевина, карбонат, ортокарбонат, хлорформиат, уретан, фосген, дифосген, трифосген, тиофосген и т.п.) Сшивающие агенты с двумя или более функциональными группами (алкилгалогениды, альфа-галогенкарбонильные соединения, такие как галогенангидриды, сульфонилгалогениды, ангидриды, сложные эфиры, эпоксиды, оксираны, тиоэфиры (1,2-дихлорэтан и 2,3-дихлорбутан. Однако использование галогенсодержащих веществ в последнее время ограничено, в связи с ужесточением требований к веществам для обработки изделий для внутренней отделки помещений и текстильных материалов для повседневного использования.
Еще одна группа сшивающих агентов активно применяемых для пропитки тканей-диальдегиды (глиоксаль, сукциндиальдегид и глутаральдегид). Таким образом предпочтительными сшивающими агентами являются водорастворимые производные мочевины с альдегидами (диметилолдигидроксиэтиленмочевина (ДМДГЭУ)), которые придают несминаемый эффект ткани. ДМДГЭУ коммерчески получают из глиоксаля, мочевины и формальдегида и часто содержат остаточный формальдегид. Присутствие остаточного формальдегида недопустимо, для обработанных текстильных изделий, контактирующих с животными или людьми.
Для фиксации огнезащитных компонентов на поверхности ткани используют катализаторы: соли щелочных металлов фосфорсодержащих кислот, включая фосфорную, фосфористую, гипофосфористую и полифосфорную кислоту. Наиболее активными катализаторами этого типа являются гипофосфиты щелочных металлов.
В качестве растворителя, обычно используют воду, однако можно использовать другие летучие органические растворители инертные по отношению к другим компонентам смеси.
В огнезащитную композицию могут быть добавлены дополнительные компоненты (другие антипирены, красители, пенообразователи, буферы, стабилизаторы рН, эмульгаторы, ПАВ) .
Наиболее близким к изобретению является способ получения антипирена на основе куринового белка (кератина), выбранного в качестве прототипа. (Wang, X.; Lu, C.; Chen, C. Effect of chicken-feather protein-based flame retardant on flame retarding performance of cotton fabric. J. Appl. Polym. Sci. 2014, 131).
На первой стадии идет получение кератина. Перья очищают и растворяют в растворе содержащем 10 г/л NaOH и 4 г/л мочевины при 90°С в течение 3 часов, а массовое соотношение твердого вещества к жидкости составляет 1:20. Далее полученный раствор кератина куриного пера нейтрализуют соляной кислотой, осадок фильтруют. Фильтрат обрабатывают соляной кислотой для осаждения растворенного белка (pH=4). Полученный осадок кератина фильтруют и сушат при 50°С. На второй стадии идет получение огнезащитной добавки, для этого в трехгорлую колбу объемом 250 мл добавляют осадок кератина, меламина и пирофосфата натрия и суспендируют в воде в массовом соотношении = 1:8:5, в течение 2 часов. Далее добавляют по каплям глиоксаль (180% от массы добавленного кератина). Смесь нагревают до 80°С и выдерживают при этой температуре в течение 4 ч, поддерживая значение pH около 5. Далее pH раствора доводят до 8, а температуру повышают до 90°С и выдерживают смесь в течение 2 ч. Получают раствор огнезащитной добавки желтого цвета. При обработке ткани кислородный индекс составлял до 30,1%.
Недостатками данного способа являются многостадийный характер процесса. Выделенный таким образом кератин, загрязнен липидами, имеет небольшой размер частиц, поэтому для его отделения от раствора требуется специальное оборудование для центрифугирования и фильтрации. При получении огнезащитной добавки требуется строго контролировать рН среды, из-за быстро нарастающей вязкости системы, во избежание затвердевания реакционной смеси в реакторе и выхода из строя оборудования.
Техническим результатом является создание способа получения добавки на основе кератина с несминаемым и огнезащитным эффектом для пропитки ткани, характеризующийся отсутствием выделения кератина и контроля рН реакционной среды, получением огнеупорной ткани с кислородным индексом 31%.
Технический результат достигается тем, что пухо-перьевые отходы обезжиривают летучим органическим растворителем при температуре кипения растворителя, массовое соотношение пухо-перьевых отходов к растворителю 1:20-50, растворяют пухо-перьевые отходы при температуре 60°С и концентрации щелочи 0,1-0,5 моль/л в течение 2 часов, в полученный раствор добавляют кристаллический глиоксаль и карбамид в массовом соотношении 1:2-5, добавляют фосфорную кислоту до рН=4,8, полученную смесь нагревают при перемешивании в течение 2 часов при температуре 60°С.
Пример 1. Получение добавки на основе кератина с несминаемым и огнезащитным эффектом для пропитки ткани проводили в реакторе идеального смешения с верхнеприводной мешалкой. Пухо-перьевые отходы 100 г предварительно очищали и обезжиривали 300 г летучим органическим растворителем хлороформом при температуре кипения растворителя 61°С в течение 60 мин. Растворяли обезжиренные пухо-перьевые отходы при температуре 60°С в одном растворе с концентрацией щелочи 0,3 моль/л в течение 2 часов. В полученный раствор добавляли 30 г кристаллического глиоксаля и 60 г карбамида, далее добавляли фосфорную кислоту до рН=4,8. Использование глиоксаля с карбамидом придают ткани несминаемый эффект. Добавление фосфорной кислоты приводит к получению в растворе фосфатного буфера, благодаря чему рН реакционной среды остается постоянным и не требует контроля во время реакции. Полученную смесь нагревали при перемешивании в течение 2 часов при температуре 60°С и получали добавку на основе кератина с несминаемым и огнезащитным эффектом. При обработке ткани кислородный индекс составлял до 31%.
Пример 2. Получение добавки на основе кератина с несминаемым и огнезащитным эффектом для пропитки ткани проводили в реакторе идеального смешения с верхнеприводной мешалкой. Пухо-перьевые отходы 100 г предварительно очищали и обезжиривали 400 г летучим органическим растворителем этилацетатом при температуре кипения растворителя 77°С в течение 60 мин. Растворяли обезжиренные пухо-перьевые отходы при температуре 60°С в одном растворе с концентрацией щелочи 0,5 моль/л в течение 2 часов. В полученный раствор добавляли 30 г кристаллического глиоксаля и 80 г карбамида, далее добавляли фосфорную кислоту до рН=4,8. Использование глиоксаля с карбамидом придают ткани несминаемый эффект. Добавление фосфорной кислоты приводит к получению в растворе фосфатного буфера, благодаря чему рН реакционной среды остается постоянным и не требует контроля во время реакции. Полученную смесь нагревали при перемешивании в течение 2 часов при температуре 60°С и получали добавку на основе кератина с несминаемым и огнезащитным эффектом. При обработке ткани кислородный индекс составлял до 31%.
Список использованных источников
1. Пат. 3052570 США. МПК D06M 15/423. Textile finishing resin, wrinkle resistant cellulose textile, processes of making resin and treated textile / Polansky R., Anghinetti J. R., заявитель и патентообладатель Wyeth Holdings LLC; опубл. 04.09.1962.
2. Пат. 3617181 США. МПК D06P 3/62. Process for finishing cellulosic textile materials with etherified melamines / Michael T. B., Frederic H. M., заявитель и патентообладатель Wyeth Holdings LLC; опубл. 02.11.1971.
3. Пат. 3049446 США. МПК D06M 13/127. Process for the manufacture of urea, glyoxal and formaldehye reaction product useful for improving cellulosic textile materials / Herman B. G., Michael A S.; заявитель и патентообладатель Sun Chemical Corp; опубл. 14.08.1962.
4. Пат. 4323624 США. МПК D06M 13/392. Method of preparing wrinkle-resistant fabric / Jerry H. H., Milton E. W., заявитель и патентообладатель International Minerals and Chemical Corp; опубл. 06.04.1982.
5. Пат. 6488718 США. МПК D06M 13/203. Methods for reducing the flammability of cellulosic substrates / William A. R.; заявитель и патентообладатель Cotton Inc; опубл. 03.12.2002.
6. Пат. 9675998 США. МПК B05D 5/00. Formaldehyde-free flame retardant compositions and their use for manufacturing durable formaldehyde-free flame retardant cellulosic materials / James R. J., Kenneth Y. M. C., Charles W.; заявитель и патентообладатель WINNITEX Ltd; опубл. 13.06.2017.
7. Пат. 105239378 Китай. МПК D06B15/00. Novel formaldehyde-free flame-retardant finishing agent for cotton and finishing method thereof / Dong R.; заявитель и патентообладатель Huzhou Shenxiang Silk CO LTD; опубл. 13.01.2016.
8. Пат. 20050272838 США. МПК D06M 13/292 Durable flame retardant finish for cellulosic materials / Charles Y., Weidong W., Jeffrey S., Edward W.; заявитель и патентообладатель University of Georgia Research Foundation Inc UGARF Ripplewood Phosphorus US LLC; опубл. 08.12.2005.
9. Wang, X.; Lu, C.; Chen, C. Effect of chicken-feather protein-based flame retardant on flame retarding performance of cotton fabric. J. Appl. Polym. Sci. 2014, 131.

Claims (1)

  1. Способ получения добавки на основе кератина с несминаемым и огнезащитным эффектом для пропитки ткани, отличающийся тем, что пухо-перьевые отходы обезжиривают летучим органическим растворителем при температуре кипения растворителя, массовое соотношение пухо-перьевых отходов к растворителю 1:20-50, растворяют пухо-перьевые отходы при температуре 60°С и концентрации щелочи 0,1-0,5 моль/л в течение 2 часов, в полученный раствор добавляют кристаллический глиоксаль и карбамид в массовом соотношении 1:2-5, добавляют фосфорную кислоту до рН=4,8, полученную смесь нагревают при перемешивании в течение 2 часов при температуре 60°С.
RU2023128433A 2023-11-02 Способ получения добавки на основе кератина с несминаемым и огнезащитным эффектом для пропитки ткани RU2824858C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2824858C1 true RU2824858C1 (ru) 2024-08-14

Family

ID=

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3052570A (en) * 1959-12-23 1962-09-04 American Cyanamid Co Textile finishing resin, wrinkle resistant cellulose textile, processes of making resin and treated textile
US3617181A (en) * 1970-04-06 1971-11-02 American Cyanamid Co Process for finishing cellulosic textile materials with etherified melamines
SU444378A3 (ru) * 1971-05-26 1974-09-25 Циба-Гейги Аг (Фирма) Способ несвойлачивания отделки шерстяных материалов
US6488718B1 (en) * 1998-11-13 2002-12-03 Cotton Incorporated Methods for reducing the flammability of cellulosic substrates
RU2480547C2 (ru) * 2008-01-30 2013-04-27 Курасики Босеки Кабусики Кайся Способ обработки огнезащитным составом и огнезащищенный материал из целлюлозного волокна
RU2522634C2 (ru) * 2012-07-31 2014-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ИнБио Текс" Способ получения трудногорючих полимерных изделий на основе полиэтилентерефталата с биоцидными свойствами
US9675998B2 (en) * 2012-04-24 2017-06-13 Winnitex Limited Formaldehyde-free flame retardant compositions and their use for manufacturing durable formaldehyde-free flame retardant cellulosic materials
RU2676430C2 (ru) * 2014-04-11 2018-12-28 Джиписипи Айпи Холдингз Элэлси Волокна с наполнителем

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3052570A (en) * 1959-12-23 1962-09-04 American Cyanamid Co Textile finishing resin, wrinkle resistant cellulose textile, processes of making resin and treated textile
US3617181A (en) * 1970-04-06 1971-11-02 American Cyanamid Co Process for finishing cellulosic textile materials with etherified melamines
SU444378A3 (ru) * 1971-05-26 1974-09-25 Циба-Гейги Аг (Фирма) Способ несвойлачивания отделки шерстяных материалов
US6488718B1 (en) * 1998-11-13 2002-12-03 Cotton Incorporated Methods for reducing the flammability of cellulosic substrates
RU2480547C2 (ru) * 2008-01-30 2013-04-27 Курасики Босеки Кабусики Кайся Способ обработки огнезащитным составом и огнезащищенный материал из целлюлозного волокна
US9675998B2 (en) * 2012-04-24 2017-06-13 Winnitex Limited Formaldehyde-free flame retardant compositions and their use for manufacturing durable formaldehyde-free flame retardant cellulosic materials
RU2522634C2 (ru) * 2012-07-31 2014-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ИнБио Текс" Способ получения трудногорючих полимерных изделий на основе полиэтилентерефталата с биоцидными свойствами
RU2676430C2 (ru) * 2014-04-11 2018-12-28 Джиписипи Айпи Холдингз Элэлси Волокна с наполнителем

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Wang, X.; Lu, C.; Chen, C. Effect of chicken-feather protein-based flame retardant on flame retarding performance of cotton fabric. J. Appl. Polym. Sci. 2014. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7201778B2 (en) Ionic cross-linking of ionic cotton with small molecular weight anionic or cationic molecules
JP3217894B2 (ja) 繊維製品の仕上げ法、ホスフイニココハク酸、ホスフイニコビスコハク酸またはそれらの混合物を使用する繊維製品用の仕上げ浴、仕上げた繊維製品及び仕上げ剤としての前記酸の用途
US5352242A (en) Formaldehyde-free easy care finishing of cellulose-containing textile material
EA002976B1 (ru) Свето- и термостабильные полиамиды с повышенной устойчивостью к мокрым обработкам
FR2781821A1 (fr) Procede pour appreter un textile et bains d'appretage
RU2824858C1 (ru) Способ получения добавки на основе кератина с несминаемым и огнезащитным эффектом для пропитки ткани
IL145520A (en) Flame-retarding composition and process for the preparation thereof
EP1418178B1 (en) Flame retardant for polymeric materials
US3772292A (en) N-hydroxymethyl compounds,compositions containing such compounds and cellulose-containing textile materials treated therewith
LT3752B (en) Flame retardant composition and method of use
US2971929A (en) Textile treatment with novel aqueous dispersions to achieve flame-resistant and water-repellant finishes
US6265589B1 (en) Mixtures of alkylated methylolated 4,5-dihydroxy-imidazolidin-2-ones
RU2225876C2 (ru) Огнезащитная композиция и содержащая ее полимерная композиция
US4237179A (en) Process for fireproofing cellulose-containing fiber material dyed with copper-complex azo dyes
JPH069583A (ja) 水溶性トリアジン誘導体
US3766083A (en) Fluorescent whitening compositions
US4094929A (en) Process for manufacture of amidophosphates
US4059532A (en) Phosphorus-containing reaction products useful as flameproofing agents
JPH02112478A (ja) 織物材料の管理容易仕上加工方法
US4178398A (en) Amidophosphate reaction products used as flameproofing agents
US3754981A (en) Process for flameproofing cellulose-containing fibre material
US4111700A (en) Polyfluorinated amine oil-repellent, stain-release fabric treatment
EP1444310B1 (en) Flame-retardant compositions of methanephosphonic acid, boric acid and an organic base
US4058466A (en) Brominated carbamoyl derivatives
Atakan et al. FR and non-slip finish in one step process for CO/PET fabrics