一種自清潔羊毛面料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種自清潔羊毛面料的制備方法，其特征在于，具體步驟包括：將鈦酸四異丙酯、二乙醇胺和無水乙醇混合，加入酒精，攪拌，形成TiO2溶膠；將濃氨水、乙醇和去離子水混合，加入正硅酸乙酯和乙醇的混合溶液，室溫下反應(yīng)1-3小時(shí)形成SiO2溶膠將TiO2溶膠和SiO2溶膠混合，得到TiO2／SiO2混合溶膠；將羊毛面料去雜質(zhì)，用非離子洗滌劑清洗，然后預(yù)氧化，再用Savinase蛋白酶處理；將處理后的羊毛面料浸漬在TiO2／SiO2混合溶膠中，采用二浸二軋工藝，干燥，固化；使用長鏈烷基硅烷配制有機(jī)硅烷改性溶液，將羊毛面料浸漬在有機(jī)硅烷改性溶液中，自然晾干，得到自清潔羊毛面料。本發(fā)明制備方法，所得自清潔羊毛面料，自清潔效果好，效果持久。制備方法可適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種自清潔羊毛面料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自清潔羊毛面料的制備方法，屬于紡織面料后整理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在日常生活中，衣服難免會(huì)沾油、咖啡、灰塵等污潰。這些污潰即影響衣服的正常使用，也為微生物提供了繁殖的環(huán)境。所以隨著生活節(jié)奏的加快，以及追求高質(zhì)量生活的要求，具有自清潔能力的紡織品應(yīng)運(yùn)而生。
[0003]目前，根據(jù)不同機(jī)理，開發(fā)自清潔紡織品的途徑主要有兩種:一是超疏水表面整
理，二是光催化整理。
[0004]超疏水整理系模擬荷葉效應(yīng)，以獲得不被浸濕的纖維表面，水珠在纖維表面滾動(dòng)，將其灰塵和污垢卷走，屬于仿生整理。主要原理是在織物表面構(gòu)造納米級(jí)的突起和表面修飾低表面能物質(zhì)。構(gòu)造納米級(jí)突起主要使用SiO2微球，低表面能物質(zhì)主要包括含氟化合物、長鏈烷基硅烷和長鏈羧酸分子。但是含氟整理劑對(duì)環(huán)境和人體產(chǎn)生的危害是不容忽視的。
[0005]光催化是指在有光參與的情況下，發(fā)生在催化劑及表面吸附物多相之間的一種光化學(xué)反應(yīng)，是光和催化劑同時(shí)作用下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)中的催化劑常稱為光觸媒，是一種在光的照射下，自身不起變化卻可促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，是利用自然界存在的光能轉(zhuǎn)換成為化學(xué)反應(yīng)所需的能量來產(chǎn)生催化作用，使周圍的氧氣及水分子激發(fā)成具有極強(qiáng)氧化力的自由基，在常溫、常壓下可把許多對(duì)人體和環(huán)境有害的且難以降解的有機(jī)物徹底氧化為對(duì)環(huán)境無害的小分子。目前研究過的用于光催化的催化劑有Ti02、ZnO、CdS, ZnS, Fe203、SnO2等，由于TiO2催化活性高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、價(jià)格低廉且使用安全無毒，因而被廣泛使用。TiO2溶膠整理的織物，需要極其苛刻的光線強(qiáng)度才能觸發(fā)光催化反應(yīng)，但是過強(qiáng)的光線又會(huì)損傷皮膚。因此，可以將TiO2和SiO2混合整理織物，使織物在弱光下表現(xiàn)超疏水，強(qiáng)光下表現(xiàn)光催化，使織物具有更加突出的自清潔效果。
[0006]由于羊毛的低化學(xué)(羊毛表面官能團(tuán)比棉纖維少50% )和熱力阻礙，給羊毛與納米顆粒的結(jié)合帶來了困難。通過蛋白酶處理，既可以增加纖維表面的官能團(tuán)的數(shù)量，提高與納米顆粒的結(jié)合增加自清潔效果，又是一種具有產(chǎn)業(yè)化可行性的方法。
[0007]因此，有必要改善目前研發(fā)自清潔羊毛面料的方法，既要有效的提高自清潔效果，又要保證綠色環(huán)保，對(duì)人體無害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種具有較高自清潔效果且綠色環(huán)保的羊毛面料的制備方法。
[0009]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種自清潔羊毛面料的制備方法，其特征在于，具體步驟包括:
[0010]第一步:將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70% -99%的鈦酸四異丙酯、二乙醇胺和無水乙醇混合，室溫下攪拌0.5-1.5小時(shí)，然后再以2?3滴/秒的速度加入體積分?jǐn)?shù)為60-90%的酒精，室溫下攪拌0.5-1.5小時(shí)，形成TiO2溶膠；
[0011]第二步:將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% -40%的濃氨水、乙醇和去離子水混合，室溫下攪拌
0.5-1.5小時(shí)，然后加入正硅酸乙酯和乙醇的混合溶液，0.5-1.5分鐘后，將攪拌速度降低，室溫下繼續(xù)反應(yīng)1-3小時(shí)形成SiO2溶膠；
[0012]第三步:將TiO2溶膠和SiO2溶膠，按照Ti / Si摩爾比為3: 7?1:1混合，攪拌0.5-1.5小時(shí)，得到TiO2 / SiO2混合溶膠；
[0013]第四步:將羊毛面料去雜質(zhì)，用非離子洗滌劑清洗，然后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-40%的雙氧水在50-70°C預(yù)氧化20-40分鐘，再用1%-8% (owf) Savinase蛋白酶在50_70°C下處理0.5-1.5小時(shí)；
[0014]第五步:將第四步處理后的羊毛面料浸潰在第三步得到的TiO2 / SiO2混合溶膠中，采用二浸二軋工藝，然后在70-90°C下干燥3-8分鐘后，在100-150°C下固化1_5分鐘；
[0015]第六步:使用長鏈烷基硅烷配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%?10%的有機(jī)硅烷改性溶液，將第五步處理后的羊毛面料浸潰在有機(jī)硅烷改性溶液處理1-15個(gè)小時(shí)，然后取出在室溫下自然晾干，得到自清潔羊毛面料。
[0016]優(yōu)選地，所述第一步中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70% -99%的鈦酸四異丙酯、二乙醇胺和無水乙醇的體積比為1: 0.2?0.8: 3?5。
[0017]優(yōu)選地，所述第二步中將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% -40%的濃氨水、乙醇和去離子水以體積比為1: 1.5?8.0: 0.5?3.0混合。
[0018]優(yōu)選地，所述第二步中的正硅酸乙酯和乙醇的混合溶液中，正硅酸乙酯和乙醇的體積比例為1: 5?15。
[0019]優(yōu)選地，所述第二步中所用的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% -40%的濃氨水與正硅酸乙酯和乙醇的混合溶液的體積比為1: 5?10。
[0020]優(yōu)選地，所述第四步中的非離子洗漆劑為3% (owf) Sandoclean PC或Kieralon0L，所述的清洗在超聲波作用下進(jìn)行，清洗時(shí)間為I小時(shí)。
[0021]優(yōu)選地,所述第五步中的中軋機(jī)的壓力為3?5kg / cm2,轉(zhuǎn)速為4?6rpm。
[0022]優(yōu)選地，所述第六步中的長鏈烷基硅烷為十二烷基三甲氧基硅烷或十六烷基三甲氧基硅烷；所述的有機(jī)硅烷改性溶液的配制方法為:將十二烷基三甲氧基硅烷或十六烷基三甲氧基硅烷加入乙醇中，然后加入冰醋酸和去離子水，在室溫下攪拌0.5-1.5小時(shí)。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0024]1、利用酶處理增加纖維表面的官能團(tuán)，增強(qiáng)納米顆粒與纖維的結(jié)合牢度，提高面料的自清潔效率和自清潔持久性。
[0025]2、使用TiO2 / SiO2混合溶膠的協(xié)同作用，同時(shí)利用超疏水機(jī)理和光催化機(jī)理，顯著提高不同光照條件下羊毛面料的自清潔效率。
[0026]3、在保持羊毛優(yōu)異品質(zhì)的同時(shí)，提高羊毛及其混紡產(chǎn)品的附加值，同時(shí)該方法具有產(chǎn)業(yè)化可行性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明配制混合溶膠整理羊毛織物的工藝示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明在混合溶膠整理后接枝十二烷基三甲氧基硅烷的工藝示意圖；[0029]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中自清潔羊毛面料在強(qiáng)光下不同時(shí)間分解咖啡潰的情況；
[0030]圖4為本發(fā)明實(shí)施例2中自清潔羊毛面料在強(qiáng)光下不同時(shí)間分解咖啡潰的情況；
[0031]圖5為本發(fā)明實(shí)施例1中自清潔羊毛面料與水的接觸角；
[0032]圖6為本發(fā)明實(shí)施例2中自清潔羊毛面料與水的接觸角。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0034]實(shí)施例1
[0035]一種自清潔羊毛面料的制備方法，具體步驟為:
[0036](I)制備 TiO2 / SiO2 混合溶膠:
[0037]如圖1所示，將8ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97%的鈦酸四異丙酯、4ml 二乙醇胺和24ml無水乙醇混合，室溫下以800rmp的攪拌速度攪拌I小時(shí)，然后再以2滴/秒的速度加入14ml的體積分?jǐn)?shù)為75%酒精，室溫下攪拌I小時(shí)形成穩(wěn)定透明的TiO2溶膠；其具體反應(yīng)如下:
[0038]I)水解反應(yīng)
[0039]Ti {OCH(C2H3) J 4+ηΗ20 — Ti {OCH(C2H3) J 4_n(0H)n+n (C2H3) 2CH0H(η=1,2,3,4)
[0040]2)聚合反應(yīng)
[0041 ]
【權(quán)利要求】
1.一種自清潔羊毛面料的制備方法，其特征在于，具體步驟包括: 第一步:將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70% -99%的鈦酸四異丙酯、二乙醇胺和無水乙醇混合，室溫下攪拌0.5-1.5小時(shí)，然后再以2~3滴/秒的速度加入體積分?jǐn)?shù)為60-90%的酒精，室溫下攪拌0.5-1.5小時(shí)，形成TiO2溶膠； 第二步:將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% -40%的濃氨水、乙醇和去離子水混合，室溫下攪拌0.5-1.5小時(shí)，然后加入正硅酸乙酯和乙醇的混合溶液，0.5-1.5分鐘后，將攪拌速度降低，室溫下繼續(xù)反應(yīng)1-3小時(shí)形成SiO2溶膠； 第三步:將TiO2溶膠和SiO2溶膠，按照Ti / Si摩爾比為3: 7~1:1混合，攪拌0.5-1.5小時(shí)，得到TiO2 / SiO2混合溶膠； 第四步:將羊毛面料去雜質(zhì)，用非離子洗滌劑清洗，然后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-40%的雙氧水在50-70°C預(yù)氧化20-40分鐘，再用1% -8% (owf) Savinase蛋白酶在50_70°C下處理0.5-1.5 小時(shí)； 第五步:將第四步處理后的羊毛面料浸潰在第三步得到的TiO2 / SiO2混合溶膠中，采用二浸二軋工藝，然后在70-90°C下干燥3-8分鐘后，在100-150°c下固化1_5分鐘； 第六步:使用長鏈烷基硅烷配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%~10%的有機(jī)硅烷改性溶液，將第五步處理后的羊毛面料浸潰在有機(jī)硅烷改性溶液處理1-15個(gè)小時(shí)，然后取出在室溫下自然晾干，得到自清潔羊毛面料。
2.如權(quán)利要求1所述的自清潔羊毛面料的制備方法，其特征在于，所述第一步中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%-99%的鈦酸四異丙酯、二乙醇胺和無水乙醇的體積比為1: 0.2~0.8: 3 ~5。
3.如權(quán)利要求1所述的自清潔羊毛面料的制備方法，其特征在于，所述第二步中將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%-40%的濃氨水、乙醇和去離子水以體積比為1: 1.5~8.0: 0.5~3.0混合。
4.如權(quán)利要求1所述的自清潔羊毛面料的制備方法，其特征在于，所述第二步中的正硅酸乙酯和乙醇的混合溶液中，正硅酸乙酯和乙醇的體積比例為1: 5~15。
5.如權(quán)利要求1所述的自清潔羊毛面料的制備方法，其特征在于，所述第二步中所用的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%-40%的濃氨水與正硅酸乙酯和乙醇的混合溶液的體積比為1: 5~10。
6.如權(quán)利要求1所述的自清潔羊毛面料的制備方法，其特征在于，所述第四步中的非離子洗漆劑為3% Sandoclean PC或Kieralon 0L,所述的清洗在超聲波作用下進(jìn)行,清洗時(shí)間為1小時(shí)。
7.如權(quán)利要求1所述的自清潔羊毛面料的制備方法，其特征在于，所述第五步中的中軋機(jī)的壓力為3~5kg / cm2,轉(zhuǎn)速為4~6rpm。
8.如權(quán)利要求1所述的自清潔羊毛面料的制備方法，其特征在于，所述第六步中的長鏈烷基硅烷為十二烷基三甲氧基硅烷或十六烷基三甲氧基硅烷；所述的有機(jī)硅烷改性溶液的配制方法為:將十二烷基二甲氧基硅烷或十TK烷基二甲氧基硅烷加入乙醇中，然后加入冰醋酸和去離子水，在室溫下攪拌0.5-1.5小時(shí)。
【文檔編號(hào)】D06M13/513GK103806262SQ201410041217
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】高晶, 劉軍, 王璐, 王富軍, 李婉迪, 薛海軍, 楊自治 申請(qǐng)人:東華大學(xué), 凱諾科技股份有限公司, 海瀾集團(tuán)有限公司