一种功能性蛋白纤维的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种功能性蛋白纤维的制备方法，具体包括以下步骤：首先将纤维浸渍整理溶液；然后将浸渍后的纤维进行脱水、烘干；最后将烘干后的纤维经过焙烘或者微波处理即得到所述的功能性纤维；其中，所述整理溶液有以下四种组分按质量百分比组成：预缩体水溶液5～15%、乙烯基单体5～20%、引发剂0.15～1.6%、其余为水。由此方法制得的功能性蛋白纤维具有良好的易去污性能，具有很好的耐水洗牢度，且不影响后续织物的手感，并且该加工方法生产成本低，具有较强可操作性，适于工业化应用。
【专利说明】一种功能性蛋白纤维的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种纤维的整理技术，具体涉及一种功能性蛋白纤维的制备方法。
【背景技术】
[0002]纺织品防污是减少或降低污垢在纺织品上的积聚，易去污是增加或提高已积聚在纺织品上污垢的去除率。通常来讲，通过改变织物组织、纤维表面状态和纤维表面性能等能获得防污性，前两者对减少或降低污垢的积聚是有利的，特别是固体污垢；后者对减少或降低油性污垢是有利的。因纺织品的多样性特征，前两者往往是难以改变的，因此人们经常采用化学整理来改变纤维的表面性能，以提高纺织品的防油性，使织物具有不易被污垢，特别是油性污垢不易被污垢的性能。
[0003]纤维或纺织品表面的疏油性越强或疏水性越强，纤维表面能越低或纤维表面张力越小，织物的防油性或防油污性越好。因此，低表面能的材料常用于织物的防水、防油或防污垢的化学整理。然而，纺织品经低表面能材料处理，虽具有较好的防油性或防油污性，但一旦被沾污，特别是经摩擦形成的油性沾污，在洗涤过程中因水或洗涤剂的表面张力高于已经防污处理的纺织品或纤维，因此沾污的污垢很难被去除掉，即纺织品的防污与易去污是一对矛盾。为改善纺织品的易去污性能，在化学整理时要提高织物或纤维的亲水性，才能使沾污的油性污垢更容易被去除掉。因此，常常通过防油性和亲水性之间的平衡作用来达到纤维既有防沾污性又有易去污性的目的。
[0004]目前，研究较多的具有低表面能的纤维化学整理剂为含氟树脂、丙烯酸系共聚物以及聚乙烯吡咯烷酮。中国专利申请201110385595.3公开了一种易去污涤纶纺织品，用吸水性的丙烯酸酯、改性聚酯、改性聚氨酯和疏水性的碳氟链组成的亲水-疏水共聚物整理涤纶织物，制备出低含量的全氟辛酸铵或全氟辛烷磺酸的易去污涤纶纺织品；中国专利申请201210272038.5公开了一种三防易护理服装面料的加工方法，用三防整理剂(有机氟树脂)与易去污整理剂同浴处理，不但有防水防油防污的功能，而且在沾污后污物容易被洗掉，具有易去污的功效；中国专利申请201010005907.9公开了一种用于织物的高分子型去污固色剂，该去污固色剂是由2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、二甲基二烯丙基铵、高分子量PVP和乳化剂通过引发剂引发形成的共聚物，整理织物具有亲水透湿和易去污能力，能提高湿摩擦牢度。
[0005]现有整理方法具有一定的易去污效果，但存在耐家庭洗涤次数不足的问题；这是因为化学整理剂很难与纤维发生反应，化学整理剂仅覆盖在纤维表面，加入交联剂虽能改善化学整理剂与纤维的结合牢度，提高耐水洗性，但会引起纺织品手感发硬，特别基于柔软为特征的真丝纤维、羊毛纤维等蛋白纤维，手感的发硬会带来纺织品附加值的下降。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种功能性蛋白纤维的制备方法，由此制备的功能性蛋白纤维具有易去污性，同时具有水洗牢度强、手感柔软的特点。[0007]为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是:
一种功能性蛋白纤维的制备方法，包括以下步骤:首先将纤维浸溃整理溶液；然后将浸溃后的蛋白纤维进行脱水、烘干；最后将烘干后的蛋白纤维经过焙烘或者微波处理即得到所述的功能性蛋白纤维；其中，所述整理溶液由以下四种组分按质量百分比组成:
预缩体水溶液5?15%
乙烯基单体 5?20%
引发剂0.15?1.6%
水余量
所述乙烯基单体选自丙烯酸衍生物、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺衍生物中的任意两种或两种以上混合物；
所述弓I发剂选自过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的任意一种或一种以上混合物； 所述预缩体水溶液中，预缩体的质量浓度为25?55% ；
所述预缩体水溶液中预缩体为丙烯酸衍生物/N-乙烯基-2-吡咯烷酮预缩体、丙烯酸衍生物/丙烯酰胺衍生物预缩体或者丙烯酸衍生物/N-乙烯基-2-吡咯烷酮/丙烯酰胺衍生物预缩体。
[0008]上述技术方案中，所述丙烯酸衍生物/N-乙烯基-2-吡咯烷酮预缩体由质量比为I: 0.7?1.3的丙烯酸衍生物与N-乙烯基-2-吡咯烷酮共聚得到；所述丙烯酸衍生物/丙烯酰胺衍生物预缩体由质量比为1: 0.7?1.3的丙烯酸衍生物与丙烯酰胺衍生物共聚得到；所述丙烯酸衍生物/N-乙烯基-2-吡咯烷酮/丙烯酰胺衍生物预缩体由质量比为1:1: 0.3?0.5的丙烯酸衍生物、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺衍生物共聚得到。
[0009]上述技术方案中，所述丙烯酸衍生物为丙烯酸或者甲基丙烯酸；所述丙烯酰胺衍生物为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或者N-羟甲基丙烯酰胺。
[0010]上述技术方案中，所述浸溃温度为20?50°C,浸溃时间为5?10分钟。
[0011]上述技术方案中，所述焙烘温度为120?150°C，焙烘时间为2?5分钟；所述微波处理的频率为2450MHz、微波输出功率为500?1500W，处理时间为4?8分钟。
[0012]上述技术方案中，所述蛋白纤维为真丝纤维、羊毛纤维或者兔毛纤维。
[0013]本发明中浸溃纤维的脱水、烘干属于现有技术。
[0014]本发明公开的预缩体水溶液采用溶液引发聚合方法制备得到，具体为:
将水、丙烯酸衍生物、N-乙烯基-2-吡咯烷酮以及乙烯基单体总质量的4?7%的过硫酸钾加入到反应器中，于60?90°C，反应3?5小时即得到丙烯酸衍生物/N-乙烯基-2-吡咯烷酮预缩体水溶液；
将水、丙烯酸衍生物、丙烯酰胺衍生物以及乙烯基单体总质量的4?7%的过硫酸钾加入到反应器中，于60?90°C，反应3?5小时即得到丙烯酸衍生物/丙烯酰胺衍生物预缩体水溶液；
将水、丙烯酸衍生物、丙烯酰胺衍生物、N-乙烯基-2-吡咯烷酮以及乙烯基单体总质量的4?7%的过硫酸钾加入到反应器中，于60?90°C，反应3?5小时即得到丙烯酸衍生物/N-乙烯基-2-吡咯烷酮/丙烯酰胺衍生物预缩体水溶液。
[0015]由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点:
(I)本发明通过丙烯酸类预缩体作为整理剂有效改善了蛋白纤维的易去污性；通过乙烯基单体增强了整理剂与纤维的结合力，有效解决了易去污织物水洗牢度差的问题，经过30次水洗后蛋白纤维的去污率依然接近90% ；
(2)本发明的方法制备的功能性蛋白纤维具有生产成本低和可操作性较强的优势，也具有防止蛋白纤维水洗时容易起毛的优点，还具有柔软的手感；
(3)本发明的制备方法简单，易于操作，制备时间短，适合工业化生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为实施例1制备的预缩体的红外光谱图；
图2为实施例3制备的预缩体的红外光谱图；
图3为实施例7中未整理的真丝纤维的红外光谱图；
图4为实施例7制备的功能性真丝纤维的红外光谱图；
图5为实施例7制备的功能性真丝纤维，经30次水洗后的红外光谱图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例以及附图对本发明作进一步描述:
实施例1
预缩体水溶液的制备:将20Kg丙烯酸和15KgN-乙烯基-2-吡咯烷酮和65Kg水分别加入到反应釜中，边搅拌边升温至60°C，再加入1.75Kg过硫酸钾，反应5小时，制得质量浓度为35%的丙烯酸/N-乙烯基-2-吡咯烷酮预缩体水溶液。
[0018]附图1为上述预缩体水溶液中预缩体的红外光谱图，由附图1可知，预缩体是一种聚丙烯酸/吡咯烷酮聚合物。
[0019]实施例2
预缩体水溶液的制备:将15Kg甲基丙烯酸和19Kg丙烯酰胺和66Kg水分别加入到反应釜中，边搅拌边升温至70°C，再加入1.70Kg过硫酸钾，反应4小时，制得质量浓度为34%的甲基丙烯酸/丙烯酰胺预缩体水溶液。
[0020]实施例3
预缩体水溶液的制备:15Kg丙烯酸、15KgN-乙烯基-2-吡咯烷酮、IOKg丙烯酰胺和60Kg水分别加入到反应釜中，边搅拌边升温至80°C，再加入2.40Kg过硫酸钾，反应3小时，制得质量浓度为40%的丙烯酸/N-乙烯基-2-吡咯烷酮/丙烯酰胺预缩体水溶液。
[0021]附图2为上述预缩体水溶液中预缩体的红外光谱图，由附图2可知，预缩体是一种聚丙烯酸/吡咯烷酮/丙烯酰胺聚合物。
[0022]实施例4
在间歇式染色机中，分别加入5Kg丙烯酸/N-乙烯基-2-吡咯烷酮预缩体水溶液、2Kg丙烯酸，3KgN-乙烯基-2-吡咯烷酮、0.3Kg过硫酸钾和89.7Kg水，在室温下搅拌均匀，然后加入10?20Kg真丝纤维浸泡5分钟，取出真丝纤维，经离心脱水和烘干，再放置在频率为2450MHz、微波输出功率为1000W的微波设备中处理4分钟，制得功能性真丝纤维。
[0023]实施例5
在间歇式染色机中，分别加入IOKg甲基丙烯酸/丙烯酰胺预缩体水溶液、3Kg甲基丙烯酸，7Kg丙烯酰胺、0.7Kg过硫酸钾和79.3Kg水，在室温下搅拌均匀，然后加入10?20Kg真丝纤维浸泡10分钟，取出真丝纤维，经离心脱水和烘干，再放置在频率为2450MHz、微波输出功率为1000W的微波设备中处理6分钟，制得功能性真丝纤维。
[0024]实施例6
在间歇式染色机中，分别加入8 Kg丙烯酸/N-乙烯基-2-吡咯烷酮/丙烯酰胺预缩体水溶液、3Kg丙烯酸、IOKgN-乙烯基-2-吡咯烷酮、5Kg丙烯酰胺、1.3Kg过硫酸钾和72.7Kg水，在室温下搅拌均匀，然后加入10~20Kg真丝纤维浸泡8分钟，取出真丝纤维，经离心脱水和烘干，再放置在频率为2450MHz、微波输出功率为1000W的微波设备中处理5分钟，制得功能性真丝纤维。
[0025]实施例7
在间歇式染色机中，分别加入15 Kg丙烯酸/N-乙烯基-2-吡咯烷酮/丙烯酰胺预缩体水溶液、5Kg丙烯酸、IOKgN-乙烯基-2-吡咯烷酮、3Kg丙烯酰胺、1.3Kg过硫酸钾和65.7Kg水，在室温下搅拌均匀，然后加入10~20Kg真丝纤维浸泡8分钟，取出真丝纤维，经离心脱水和烘干，再在120°C下高温焙烘处理3分钟，制得功能性真丝纤维。
[0026]以未整理的真丝纤维作为参照，与上述功能性真丝纤维一起进行红外以及去污率测定。
[0027]附图3为上述未整理的真丝纤维的红外光谱图；附图4为上述制备的功能性真丝纤维的红外光谱图；附图5为上述制备的功能性真丝纤维，经30次水洗后的红外光谱图。
[0028]由附图3~附图5的对比可知，本发明制备的功能真丝纤维，整理剂与纤维发生了反应，且经30次水洗后，仍具 有与整理未水洗纤维相同的红外光谱特征峰，说明本发明功能真丝纤维具有很好的耐水洗牢度。
[0029]纤维去污率测定:选择不同的油，将上述整理与未整理纤维浸泡在油浴中2分钟，再经离心脱水，分别采用市售中性洗衣液，在家用洗衣机中洗涤，中性洗衣液浓度为1.0g/L，浴比为1: 20，洗涤时间为15分钟，洗涤温度为室温。分别将未沾污纤维、油沾污纤维和水洗纤维在美国Hunter公司的Ultrascan-XE电脑测配色仪测试,测试条件为:光源为D65光源，10°视角，试样折叠4层，测试L* (明度值)，取4次的平均值。按下列公式计算去污率。
[0030]去污率%
【权利要求】
1.一种功能性蛋白纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:首先将蛋白纤维浸溃整理溶液；然后将浸溃后的蛋白纤维进行脱水、烘干；最后将烘干后的蛋白纤维经过焙烘或者微波处理即得到所述的功能性蛋白纤维；其中，所述整理溶液由以下四种组分按质量百分比组成: 预缩体水溶液5?15% 乙烯基单体 5?20% 引发剂0.15?1.6%水余量 所述乙烯基单体选自丙烯酸衍生物、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺衍生物中的任意两种或两种以上混合物； 所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的任意一种或一种以上混合物； 所述预缩体水溶液中，预缩体的质量浓度为25?55% ； 所述预缩体水溶液中预缩体为丙烯酸衍生物/N-乙烯基-2-吡咯烷酮预缩体、丙烯酸衍生物/丙烯酰胺衍生物预缩体或者丙烯酸衍生物/N-乙烯基-2-吡咯烷酮/丙烯酰胺衍生物预缩体。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述丙烯酸衍生物/N-乙烯基-2-批咯烷酮预缩体由质量比为1: 0.7?1.3的丙烯酸衍生物与N-乙烯基-2-吡咯烷酮共聚得到；所述丙烯酸衍生物/丙烯酰胺衍生物预缩体由质量比为1: 0.7?1.3的丙烯酸衍生物与丙烯酰胺衍生物共聚得到；所述丙烯酸衍生物/N-乙烯基-2-吡咯烷酮/丙烯酰胺衍生物预缩体由质量比为1:1: 0.3?0.5的丙烯酸衍生物、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺衍生物共聚得到。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述丙烯酸衍生物为丙烯酸或者甲基丙烯酸；所述丙烯酰胺衍生物为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或者N-羟甲基丙烯酰胺。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述浸溃温度为20?50°C，浸溃时间为5?10分钟。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述焙烘温度为120?150°C，焙烘时间为2?5分钟；所述微波处理的频率为2450MHz、微波输出功率为500?1500W，处理时间为4?8分钟。
6.根据权利要求1?5所述的任意一种制备方法，其特征在于:所述蛋白纤维为真丝纤维、羊毛纤维或者兔毛纤维。
【文档编号】D06M101/10GK103668969SQ201310635629
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】刘菲, 朱亚伟 申请人:苏州大学