本发明涉及功能性针织面料技术领域，尤其涉及一种改性有机硅基耐高温针织面料的制备方法。
背景技术
随着生活质量的不断提高，人们对服装面料的功能要求有了本质的变化，过去往往注重经济实用，而现在则关注舒适性、功能性和保健性。人们不再把服用面料的耐用性作为消费的首选指标，而是将舒适性和功能性作为主要考虑因素。
所谓功能性针织面料，是指面料除了自身基本的服用、装饰等价值外，同时还具有一种或几种特殊的性能，如吸水、吸湿、保暖、导电、抗菌、消臭、芳香、防紫外线等。目前，功能性针织面料按其功能和用途主要分为吸湿排汗针织面料、防辐射抗紫外线针织面料、抗静电针织面料、抗菌防臭针织面料、保健型针织面料、医用型针织面料和环保型针织面料等。
溶胶-凝胶技术是最近几年来材料发展中最具创新性的技术之一,它可以用最简单的方法产生稳定的金属氧化物溶胶或有机改性金属醇盐溶胶。用这些溶胶在各种被作用物上产生透明的涂层。
不同种类的溶胶可用于纺织物上的一般整理技术中，如浸轧、喷涂或浸渍。在目前的研究中，织物在实验中是通过两个卷轴浸轧或简单地被浸渍来涂层的。
有机硅树脂可以提高面料的柔软性，其是以si-o键为主链的高聚物，si-o键键能大，结构稳定，因此，有机硅树脂及涂层具有很好的耐温性、耐候性及防腐蚀性，在高温条件下使用，能有效延长涂层使用周期，减少维护费用。但是，有机硅涂料需要加热固化，无法在非金属材料表面使用。
技术实现要素：
本发明针对现有技术的不足，提供提高羊毛的柔韧性，在高温条件下质量依然很好的改性有机硅基耐高温针织面料的制备方法。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种改性有机硅基耐高温针织面料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将羊毛针织面料在酸性溶液中进行洗涤，调节ph为8～9，清水冲洗后按料液比1:10的比例加入至预先配置的混合酶溶液中，常温酶解60～80min，然后升温至90～95℃对酶进行灭活，水洗2～3次，晾干后备用；
步骤二、在5～10℃的温度下，依次加入甲苯、一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、一苯基三氯硅烷，搅拌混匀呈单体相，然后按5:1～2的质量比将单体相加入至水相中，20～30℃进行水解，沉降后分离出水相，经洗涤后得到水解后的硅烷醇盐甲苯溶液，减压蒸馏去除甲苯，加热至110～115℃，得到有机硅预聚物；
步骤三、将3～8wt％的丙烯酸羟乙酯水溶液、有机硅预聚物、偶氮二异丁氰按照质量比8～12:1～3：0.2～0.5混合，加热至110℃，保温3.5h，蒸馏去掉缩合产生的水，得丙烯酸改性有机硅树脂；
步骤四、丙烯酸改性有机硅树脂与溶剂混合，加入纳米级三氧化二铝，制得三氧化二铝-丙烯酸改性有机硅树脂分散整理体系；
步骤五、将三氧化二铝-丙烯酸改性有机硅树脂分散整理体系通过浸轧工艺整理至步骤一的羊毛针织面料上，得到产物。
优选地，所述步骤一种混合酶为脂肪酶和蛋白酶，其之间的酶活力比为3:1～2，所述混合酶的总体有效酶效应为4～6％。
优选地，所述步骤二中的甲苯、一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、一苯基三氯硅烷的质量比为15:10:2:12:30。
优选地，所述步骤四的溶剂为5～13wt％的丙酮水溶液；丙烯酸改性有机硅树脂与溶剂的质量比为1:5～20。
优选地，所述步骤四中的纳米级三氧化二铝的粒径为100～500nm。
优选地，所述步骤五中的浸轧工艺为二浸二轧。
本发明的优点在于：本发明通过对羊毛表面的毛鳞片进行钝化处理，可以防止羊毛的毡缩，属于生物类处理技术，其生产耗能低，废液易生物降解，符合生态要求，通过多次试验，得出混合酶的种类、用量及配比，可以准确的在不伤及羊毛本体的情况下，对毛鳞片进行最优的钝化过程，通过显微镜观察可以发现，进过本发明的酶解处理后的羊毛纤维表面，由未处理前的毛糙变得圆滑，表面凸起不明显，同时对毛鳞片表面的类脂层进行了处理，有利于后续羊毛纤维表面树脂的喷膜防护，提高羊毛各方面的品质。
本发明以溶胶-凝胶作为替代物用于羊毛表面的涂层，产生透明的涂层；以甲基苯基硅氧烷作为前驱体，有机硅树脂是以si-o键为主链的高聚物，si-o键能大，结构稳定，因此，有机硅树脂及涂层具有很好的耐温性和耐腐蚀性，先被预水解成清澈的溶液状，以丙烯酸改性有机硅涂料，基料是以甲基苯基硅氧烷为主链，侧链引入烯丙基团，实现有机硅树脂室温条件下的自干性，其中甲氧基之间通过脱水缩合形成纳米级网格状分格，带有可发生交联反应的交联体，然后加入纳米级的三氧化二铝微粒进入网格状的合成物中，形成带有金属化微粒的溶胶-凝胶涂料，所形成的涂层附着在羊毛上，不仅提高了羊毛的柔韧性，同时兼具一定的耐高温特性，使羊毛织物不易发生毡缩，持久保持蓬松的状态，不易发生断毛。
将本发明方法制备的改性有机硅基耐高温针织面料，与普通的羊毛类布料对比试验，得出：在经过相同的揉搓条件下，本发明的\的纤维断节要少于普通羊毛纤维的40％以上；普通羊毛制品在110℃条件下就已经发生缩卷，甚至发生碳化，局部可嗅到烧焦羽毛气味，而本发明在130℃依然保持原样，未出现明显的质量损坏问题。
本发明具有比一般表面涂层树脂更加快速的改造速度，具有很好的自干性，提高生产效率，减少羊毛表面喷涂树脂粘接的可能性，具有比普通羊毛更好的柔韧性和抗断裂能力，在加入了金属化溶胶过后的涂层，使本发明羊毛层具有耐高温的能力，具有很好的防火效果，适用于各类纺织品的材料。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例公开一种改性有机硅基耐高温针织面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将羊毛针织面料在ph为5的酸性溶液中进行洗涤，调节ph为8，清水冲洗后按料液比1:10的比例加入至预先配置的混合酶溶液中，常温酶解60min，然后升温至90℃对酶进行灭活，水洗2次，晾干后备用；其中，混合酶为脂肪酶和蛋白酶，其之间的酶活力比为3:1，所述混合酶的总体有效酶效应为4％；
步骤二、在5℃的温度下，依次加入质量比为15:10:2:12:30的甲苯、一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、一苯基三氯硅烷，
搅拌混匀呈单体相，然后按5:1的质量比将单体相加入至水相中，20℃进行水解，沉降后分离出水相，经洗涤后得到水解后的硅烷醇盐甲苯溶液，减压蒸馏去除甲苯，加热至110℃，得到有机硅预聚物；
步骤三、将3wt％的丙烯酸羟乙酯水溶液、有机硅预聚物、偶氮二异丁氰、按照质量比8:1:0.2混合，加热至110℃，保温3.5h，蒸馏去掉缩合产生的水，得丙烯酸改性有机硅树脂；
步骤四、丙烯酸改性有机硅树脂与5wt％的丙酮水溶液混合，丙烯酸改性有机硅树脂与丙酮水溶液的质量比为1:5，得到丙烯酸改性有机硅树脂溶液，加入粒径为100nm的纳米级三氧化二铝，纳米级三氧化二铝与丙烯酸改性有机硅树脂溶液的质量比为1:10，制得三氧化二铝-丙烯酸改性有机硅树脂分散整理体系；
步骤五、将三氧化二铝-丙烯酸改性有机硅树脂分散整理体系通过二浸二轧工艺整理至步骤一的羊毛针织面料上，浴比为1:10、烘干温度为100℃、轧余率为65％。
实施例2
本实施例公开一种改性有机硅基耐高温针织面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将羊毛针织面料在ph为5.3的酸性溶液中进行洗涤，调节ph为9，清水冲洗后按料液比1:10的比例加入至预先配置的混合酶溶液中，常温酶解80min，然后升温至95℃对酶进行灭活，水洗3次，晾干后备用；其中，混合酶为脂肪酶和蛋白酶，其之间的酶活力比为3:2，所述混合酶的总体有效酶效应为6％；
步骤二、在10℃的温度下，依次加入质量比为15:10:2:12:30的甲苯、一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、一苯基三氯硅烷，
搅拌混匀呈单体相，然后按5:2的质量比将单体相加入至水相中，30℃进行水解，沉降后分离出水相，经洗涤后得到水解后的硅烷醇盐甲苯溶液，减压蒸馏去除甲苯，加热至115℃，得到有机硅预聚物；
步骤三、将8wt％的丙烯酸羟乙酯水溶液、有机硅预聚物、偶氮二异丁氰、按照质量比12:3:0.5混合，加热至110℃，保温3.5h，蒸馏去掉缩合产生的水，得丙烯酸改性有机硅树脂；
步骤四、丙烯酸改性有机硅树脂与13wt％的丙酮水溶液混合，丙烯酸改性有机硅树脂与丙酮水溶液的质量比为1:20，得到丙烯酸改性有机硅树脂溶液，加入粒径为500nm的纳米级三氧化二铝，纳米级三氧化二铝与丙烯酸改性有机硅树脂溶液的质量比为1:20，制得三氧化二铝-丙烯酸改性有机硅树脂分散整理体系；
步骤五、将三氧化二铝-丙烯酸改性有机硅树脂分散整理体系通过二浸二轧工艺整理至步骤一的羊毛针织面料上，浴比为1:8、烘干温度为120℃、轧余率为85％。
实施例3
本实施例公开一种改性有机硅基耐高温针织面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将羊毛针织面料在ph为5.5的酸性溶液中进行洗涤，调节ph为8.5，清水冲洗后按料液比1:10的比例加入至预先配置的混合酶溶液中，常温酶解70min，然后升温至90℃对酶进行灭活，水洗3次，晾干后备用；其中，混合酶为脂肪酶和蛋白酶，其之间的酶活力比为3:2，所述混合酶的总体有效酶效应为5％；
步骤二、在8℃的温度下，依次加入质量比为15:10:2:12:30的甲苯、一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、一苯基三氯硅烷，
搅拌混匀呈单体相，然后按5:2的质量比将单体相加入至水相中，25℃进行水解，沉降后分离出水相，经洗涤后得到水解后的硅烷醇盐甲苯溶液，减压蒸馏去除甲苯，加热至110℃，得到有机硅预聚物；
步骤三、将5wt％的丙烯酸羟乙酯水溶液、有机硅预聚物、偶氮二异丁氰、按照质量比10:2:0.3混合，加热至110℃，保温3.5h，蒸馏去掉缩合产生的水，得丙烯酸改性有机硅树脂；
步骤四、丙烯酸改性有机硅树脂与10wt％的丙酮水溶液混合，丙烯酸改性有机硅树脂与丙酮水溶液的质量比为1:10，得到丙烯酸改性有机硅树脂溶液，加入粒径为300nm的纳米级三氧化二铝，纳米级三氧化二铝与丙烯酸改性有机硅树脂溶液的质量比为1:15，制得三氧化二铝-丙烯酸改性有机硅树脂分散整理体系；
步骤五、将三氧化二铝-丙烯酸改性有机硅树脂分散整理体系通过二浸二轧工艺整理至步骤一的羊毛针织面料上，浴比为1:12、烘干温度为120℃、轧余率为70％。
实施例4
本实施例公开一种改性有机硅基耐高温针织面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将羊毛针织面料在ph为5.2的酸性溶液中进行洗涤，调节ph为9，清水冲洗后按料液比1:10的比例加入至预先配置的混合酶溶液中，常温酶解70min，然后升温至85℃对酶进行灭活，水洗3次，晾干后备用；其中，混合酶为脂肪酶和蛋白酶，其之间的酶活力比为3:2，所述混合酶的总体有效酶效应为4％；
步骤二、在8℃的温度下，依次加入质量比为15:10:2:12:30的甲苯、一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、一苯基三氯硅烷，
搅拌混匀呈单体相，然后按5:1的质量比将单体相加入至水相中，25℃进行水解，沉降后分离出水相，经洗涤后得到水解后的硅烷醇盐甲苯溶液，减压蒸馏去除甲苯，加热至110℃，得到有机硅预聚物；
步骤三、将6wt％的丙烯酸羟乙酯水溶液、有机硅预聚物、偶氮二异丁氰、按照质量比10:2:0.3混合，加热至110℃，保温3.5h，蒸馏去掉缩合产生的水，得丙烯酸改性有机硅树脂；
步骤四、丙烯酸改性有机硅树脂与10wt％的丙酮水溶液混合，丙烯酸改性有机硅树脂与丙酮水溶液的质量比为1:10，得到丙烯酸改性有机硅树脂溶液，加入粒径为300nm的纳米级三氧化二铝，纳米级三氧化二铝与丙烯酸改性有机硅树脂溶液的质量比为1:10，制得三氧化二铝-丙烯酸改性有机硅树脂分散整理体系；
步骤五、将三氧化二铝-丙烯酸改性有机硅树脂分散整理体系通过二浸二轧工艺整理至步骤一的羊毛针织面料上，浴比为1:10、烘干温度为120℃、轧余率为60％。
实施例5
本实施例公开一种改性有机硅基耐高温针织面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将羊毛针织面料在ph为5.2的酸性溶液中进行洗涤，调节ph为9，清水冲洗后按料液比1:10的比例加入至预先配置的混合酶溶液中，常温酶解70min，然后升温至85℃对酶进行灭活，水洗3次，晾干后备用；其中，混合酶为脂肪酶和蛋白酶，其之间的酶活力比为3:2，所述混合酶的总体有效酶效应为4％；
步骤二、在8℃的温度下，依次加入质量比为15:10:2:12:30的甲苯、一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、一苯基三氯硅烷，
搅拌混匀呈单体相，然后按5:1的质量比将单体相加入至水相中，25℃进行水解，沉降后分离出水相，经洗涤后得到水解后的硅烷醇盐甲苯溶液，减压蒸馏去除甲苯，加热至110℃，得到有机硅预聚物；
步骤三、将4wt％的丙烯酸羟乙酯水溶液、有机硅预聚物、偶氮二异丁氰、按照质量比11:2:0.4混合，加热至110℃，保温3.5h，蒸馏去掉缩合产生的水，得丙烯酸改性有机硅树脂；
步骤四、丙烯酸改性有机硅树脂与10wt％的丙酮水溶液混合，丙烯酸改性有机硅树脂与丙酮水溶液的质量比为1:10，得到丙烯酸改性有机硅树脂溶液，加入粒径为300nm的纳米级三氧化二铝，纳米级三氧化二铝与丙烯酸改性有机硅树脂溶液的质量比为1:15，制得三氧化二铝-丙烯酸改性有机硅树脂分散整理体系；
步骤五、将三氧化二铝-丙烯酸改性有机硅树脂分散整理体系通过二浸二轧工艺整理至步骤一的羊毛针织面料上，浴比为1:15、烘干温度为120℃、轧余率为80％。
本发明通过对羊毛表面的毛鳞片进行钝化处理，可以防止羊毛的毡缩，属于生物类处理技术，其生产耗能低，废液易生物降解，符合生态要求，通过多次试验，得出混合酶的种类、用量及配比，可以准确的在不伤及羊毛本体的情况下，对毛鳞片进行最优的钝化过程，通过显微镜观察可以发现，进过本发明的酶解处理后的羊毛纤维表面，由未处理前的毛糙变得圆滑，表面凸起不明显，同时对毛鳞片表面的类脂层进行了处理，有利于后续羊毛纤维表面树脂的喷膜防护，提高羊毛各方面的品质。
本发明以溶胶-凝胶作为替代物用于羊毛表面的涂层，产生透明的涂层；以甲基苯基硅氧烷作为前驱体，有机硅树脂是以si-o键为主链的高聚物，si-o键能大，结构稳定，因此，有机硅树脂及涂层具有很好的耐温性和耐腐蚀性，先被预水解成清澈的溶液状，以丙烯酸改性有机硅涂料，基料是以甲基苯基硅氧烷为主链，侧链引入烯丙基团，实现有机硅树脂室温条件下的自干性，其中甲氧基之间通过脱水缩合形成纳米级网格状分格，带有可发生交联反应的交联体，然后加入纳米级的三氧化二铝微粒进入网格状的合成物中，形成带有金属化微粒的溶胶-凝胶涂料，所形成的涂层附着在羊毛上，不仅提高了羊毛的柔韧性，同时兼具一定的耐高温特性，使羊毛织物不易发生毡缩，持久保持蓬松的状态，不易发生断毛。
将本发明方法制备的改性有机硅基耐高温针织面料，与普通的羊毛类布料对比试验，得出：在经过相同的揉搓条件下，本发明的纤维断节要少于普通羊毛纤维的40％以上；普通羊毛制品在110℃条件下就已经发生缩卷，甚至发生碳化，局部可嗅到烧焦羽毛气味，而本发明在130℃依然保持原样，未出现明显的质量损坏问题。
综上所示，本发明具有比一般表面涂层树脂更加快速的改造速度，具有很好的自干性，提高生产效率，减少羊毛表面喷涂树脂粘接的可能性，具有比普通羊毛更好的柔韧性和抗断裂能力，在加入了金属化溶胶过后的涂层，使本发明羊毛层具有耐高温的能力，具有很好的防火效果，适用于各类纺织品的材料。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。