提升面料冷感和抗紫外功能的浸染剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及布料浸染材料，尤其涉及一种提升面料冷感和抗紫外功能的浸染剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、棉面料因其柔软的手感，良好的亲肤性一直是消费者首选的服装材质。在夏季，面料的凉爽感体验是消费者非常关注的舒适性要求之一，使用化纤面料开发凉感功能产品已较普遍，但使用棉类织物开发凉感功能的产品则相对较少，并且夏季由于出汗多，衣服洗涤频率高，赋予棉类织物凉感后还需具有优异的耐洗持久性，与此同时，夏天紫外线强，需提升棉面料衣服的抗紫外线能力。因此亟需开发一款赋予棉面料持久耐洗凉感功能的浸染剂，满足消费者需求，填补市场空白。

2、服装行业通常使用国标gb/t35263-2017《纺织品接触瞬间凉感性能的检测和评价》作为评判面料、服装凉感的标准，此标准中面料的qmax大于或等于0.15就可被认为具有凉感，但是在实际应用中，通常面料的qmax要大于0.2时人体才会明显感觉出凉感，而一些凉感较好的化纤面料，如锦纶面料，其qmax通常在0.25左右。

3、目前技术上已经公开的凉感面料生产工艺主要有：1、使用丝光等方式使棉纤维表面变得光滑，从而提高凉感。2、使用凉感助剂对面料进行后整理加工。如cn215856913u、cn115110198a将凉感微胶囊或是木糖醇凉感整理剂通过浸渍、浸轧或涂层等方式附加到面料上，使面料具有凉感功能。如cn110295500a，先将纯棉面料进行丝光使其表面光滑平整，再添加凉感微胶囊助剂使面料表现出凉感。以上第1种方法，存在生产纤维纱线成本高、生产流程长的缺点；第2种方法存在凉感功能效果不明显、不持久、耐洗性差的缺点，如cn115110198a公开的方案，洗后凉感下降明显。

4、丝素蛋白是从蚕丝废料中提取出来的一种蛋白质，将丝素蛋白整理在面料表面后可使其具有蚕丝的光泽和特性。但是丝素蛋白是一种小分子蛋白质，且易溶于水，在面料表面附着的持久性差，现有技术有将棉改性与丝素蛋白反应达到持久性目的，通过将丝素蛋白制成微胶囊添加在面料表面，这些技术均在一定程度上限制了应用并且没有表现出优异的凉感。

5、如cn107881783公开了一种纯棉面料的蛋白改性方法，该专利将纯棉面料表面先做氧化处理再与丝素蛋白反应得到稳定的蛋白改性纯棉面料，改善面料的柔软、滑爽性。但该蛋白质改性方法存在成本高、生产流程长、工艺不好控制等缺点。

6、聚乙二醇改性丝素蛋白是一种生物医药领域的材料，多用于制作生物膜，以提高蛋白膜的强度。

7、如cn114344556a公开了一种多酚-丝素蛋白-聚乙二醇医用组织胶黏剂，在聚乙二醇和多酚化合物的共同作用下，丝素蛋白与多酚类化合物在疏水-氢键作用下形成第一层网络结构，同时聚乙二醇与多酚类化合物通过强氢键作用形成第二层网络结构，与此同时丝素蛋白在羧基活化剂的作用下发生自交联，从而获得了具有黏附性能的多酚-丝素蛋白-聚乙二醇医用组织胶黏剂。

8、cn 110551303 a公开了一种酶法制备柔性导电丝素蛋白膜的方法，通过丝素与含氨基的聚乙二醇反应，改善丝素膜的柔顺性；再以漆酶催化氧化吡咯自聚和与丝素蛋白中酪氨酸接枝聚合，赋予丝素膜导电性，制备柔性导电丝素蛋白膜材料。

9、cn106730052a公开了一种丝素蛋白抗凝血材料的制备方法，将丝素蛋白溶液、聚乙二醇二胺与交联剂混合，反应后透析，干燥，得到聚乙二醇二胺阳离子化的丝素蛋白材料，再将聚乙二醇二胺阳离子化的丝素蛋白材料浸渍于水蛭素溶液中，得到丝素蛋白抗凝血材料。

10、cn102174203b公开了一种丝素蛋白/pla-peg-pla共聚物水凝胶的制备方法，将聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸共聚物加入到丝素蛋白溶液在35～39℃静置形成水凝胶。

11、cn 113174074 a提供了一种导电丝素蛋白膜，由丝素蛋白溶液、导电高分子/多酚修饰的丝素纤维、交联剂制备而成，通过在丝素蛋白表面修饰多酚和导电分子，进一步与脱胶丝素蛋白溶液混合交联，制备得到导电丝素蛋白膜。

12、现有的一些技术，也涉及对丝素蛋白改性，然后应用于面料性能改进的研究。如cn105970344a提供一种含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维，将丝素蛋白水溶液中加入dl-丙交酯和聚乙二醇，搅拌反应得到丝素蛋白改性的聚乳酸溶液，再将经辐照预处理的蚕丝聚乳酸复合纱浸入丝素蛋白改性的聚乳酸溶液中，经超声水洗烘干得到含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维。该含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维的机械强度好，绿色亲肤，服用性好。cn106435815b公开了一种化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维及制备方法，将提取的丝素蛋白溶液与海藻酸钠溶液共混，加入交联剂发生化学交联反应，将反应后的纺丝液通过湿法纺丝的方法制备化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维，可提高复合纤维的力学性能。但以上研究，均未涉及对棉面料改善凉感和耐洗性能以及抗紫外线性能的提升。

技术实现思路

1、本发明的目的，是探究改性丝素蛋白对提升棉面料凉感、耐洗性及抗紫外线能力的影响。具体的，是通过不同的改性试剂及改性方法获得不同的改性丝素蛋白，再通过浸染工艺，验证对棉面料的凉感性能改善情况。本发明结合实际应用的场景，定义qmax≧0.25即为面料具备冷感性能。

2、分别制备以下试验1-4的改性丝素蛋白溶液。

3、试验1：将丝素蛋白与聚乙二醇按照质量比为1：2混合，然后配置成质量百分比10％的改性丝素蛋白溶液。

4、试验2：将丝素蛋白与聚乙二醇按照质量比为1：2混合，加入催化剂氯化亚砜进行酯化反应得到聚乙二醇改性丝素蛋白，将聚乙二醇改性丝素蛋白配置成质量百分比10％的改性丝素蛋白溶液。

5、试验3：将丝素蛋白、dl-丙交酯和聚乙二醇按照质量比1：3：4混合，然后配置成质量百分比10％的改性丝素蛋白溶液。

6、试验4：将丝素蛋白、海藻酸和聚乙二醇按照质量比1：1：1混合，然后配置成质量百分比10％的改性丝素蛋白溶液。

7、取上述试验1-4的改性丝素蛋白溶液，分别浸入棉氨针织面料，取出后150℃定型。按照gb/t 35263-2017《纺织品接触瞬间凉感性能的检测和评价》检测试验1-4面料原布、定型后以及洗涤20次、30次后的凉感，结果如表1所示。

8、表1试验1-4棉氨针织面料凉感测试结果

9、 试验编号 原布 定型后 洗涤20次 洗涤30次 试验1 0.191 0.212 0.190 0.189 试验2 0.190 0.243 0.210 0.193 试验3 0.193 0.208 0.192 0.188 试验4 0.193 0.199 0.194 0.187

10、取上述试验1-4的改性丝素蛋白溶液，分别浸入纯棉针织面料，取出后150℃定型。按照gb/t 35263-2017《纺织品接触瞬间凉感性能的检测和评价》检测试验1-4面料原布、定型后以及洗涤20次、30次后的凉感(洗涤标准为gb/t 8629-20174n程序)，结果如表2所示。

11、表2试验1-4纯棉针织面料凉感测试结果

12、 编号/qmax值 原布 定型后 洗涤20次 洗涤30次 试验1 0.191 0.213 0.192 0.187 试验2 0.190 0.245 0.211 0.192 试验3 0.193 0.207 0.193 0.190 试验4 0.193 0.201 0.188 0.185

13、以上测试结果可知，聚乙二醇(试验1)、dl-丙交酯和聚乙二醇(试验3)、海藻酸和聚乙二醇(试验4)仅通过混合交联改性丝素蛋白，所得的改性丝素蛋白无法实现明显提升棉氨/纯棉针织面料凉感。丝素蛋白虽然经聚乙二醇酯化反应改性后，能够明显提升棉氨/纯棉针织面料凉感，但是在经洗涤20次、洗涤30次后，凉感明显降低，无法保障面料的耐洗性。

14、为进一步改善棉面料凉感和耐洗性能等，本发明提供一种提升面料冷感和抗紫外功能的浸染剂，包括以下质量百分比成分：

15、聚乙二醇改性丝素蛋白 6-12％，

16、异氰酸酯 1-5％，

17、聚氨酯 0.5-2％，

18、余量为水；

19、所述的聚乙二醇改性丝素蛋白是由丝素蛋白与聚乙二醇经酯化反应制成。

20、优选的，所述的丝素蛋白的分子量为800-1000；所述的聚乙二醇的分子量为600-800。

21、优选的，所述的酯化反应条件为：丝素蛋白与聚乙二醇质量比为1：(2-3)，催化剂氯化亚砜，ph＝2-3，45-50℃反应时间1-2小时。

22、优选的，所述的异氰酸酯选自单异氰酸酯或二异氰酸酯中的至少一种。

23、更优选的，所述单异氰酸酯选自甲基异氰酸酯、正丁基异氰酸酯、叔丁基异氰酸酯、苯基异氰酸酯中的任意一种或多种混合。

24、更优选的，所述的二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或两种混合。

25、优选的，所述的异氰酸酯与聚氨酯质量比为1：(0.1-0.3)。

26、上述的提升面料冷感和抗紫外功能的浸染剂的制备方法，包括以下步骤：

27、将异氰酸酯加入聚乙二醇改性丝素蛋白中搅拌混合均匀，再加入聚氨酯混合均匀，最后加入水配制成浸染剂。

28、进一步的，本发明提供一种布料浸染工艺，包括以下步骤：

29、将染色后的胚布浸入上述的提升面料冷感和抗紫外功能的浸染剂中，取出后在140℃-160℃定型。

30、具体的，本发明布料浸染工艺的加工方法包括：

31、(1)织胚：采用纬编机将吸排功能棉纱材料编织，制成胚布；

32、(2)染色：加入染料对检验后的胚布进行染色，染色温度60-80℃；

33、(3)脱水：染色后的胚布进行脱水开幅烘干；

34、(4)配制浸染剂：将异氰酸酯加入聚乙二醇改性丝素蛋白中搅拌混合均匀，再加入聚氨酯混合均匀，最后加入水配制成浸染剂；

35、(5)定型：将步骤3的胚布浸入浸染剂中，一浸一轧，定型温度140-160℃。

36、本发明使用的棉面料是以吸排功能棉纱为基材的纯棉/棉氨棉面料，借助吸排功能使面料具有持久的冷感效果。

37、优选的，所述的胚布选自棉氨针织面料或纯棉针织面料。

38、本发明使用聚乙二醇酯化改性丝素蛋白为棉面料提供冷感，一方面利用其高回潮率(380％)增加棉面料表面的水分子含量，提高面料的导热率，使人体表面的热量更容易导出，表现出持久的凉感，另一方面利用其丝素蛋白分子在纤维上的缠绕，使棉纤维表面更加光滑平整，增加了纤维、面料与人体的接触面积，进一步增加棉面料的导热率，从而表现出更加优异的凉感。聚乙二醇酯化改性丝素蛋白解决了丝素蛋白因为其无规则卷曲结构而易碎、易溶于水且拉伸强度小的缺点，具有更好的服用性能，更适用于服装面料。本发明的聚乙二醇酯化改性丝素蛋白再通过异氰酸酯和聚氨酯的交联，可以明显提升棉面料的凉感持久性和耐洗性。除此以外，由于丝蛋白在棉面料纤维表面的缠绕，一方面增加表面光滑，对紫外线有更多反射作用，提高面料的抗uv性能；另一方面，由于丝蛋白本身的性质，对uv光有一定的吸收作用，起到抗uv性。

39、本发明的浸染剂可以使棉面料具有超过化纤面料的凉感，达到冷感效果，qmax≧0.25，并且提高冷感持久性，洗涤30次仍有良好的接触凉感，qmax(l30)≧0.2；同时，该浸染剂可提升棉面料表面的光滑度和紫外线吸收能力，提高面料的抗紫外线性能。