CN119775570B - 一种多功能整理液及其制备方法与在丝绸制品中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能整理液及其制备方法与在丝绸制品中的应用，属于纺织品技术领域。本发明首先通过四羟甲基氯化磷、聚六亚甲基双胍和成膜剂于水中进行交联反应，得到无色透明、抗菌、防霉、阻燃的多功能整理液；然后通过喷涂、晾干的方式制得抗菌、防霉、阻燃的多功能丝绸制品，对丝绸制品进行安全防护。通过共价键将四羟甲基氯化磷、聚六亚甲基双胍接枝在壳聚糖上，借助于壳聚糖优异的成膜性将四羟甲基氯化磷、聚六亚甲基双胍固定在丝绸制品上，且四羟甲基氯化磷多余的羟甲基可与丝绸制品的氨基发生交联反应；因此，网络状多功能整理剂可通过成膜作用和交联作用固定在丝绸制品上。

Description

一种多功能整理液及其制备方法与在丝绸制品中的应用

技术领域

本发明属于纺织品技术领域，尤其涉及一种多功能整理液及其制备方法与在丝绸制品中的应用。

背景技术

丝绸是一种历史悠久的纺织品，自古以来就被誉为“纤维皇后”，具有手感柔软、光泽柔和、吸湿透气、穿着舒适等优良特性。丝绸制品如丝绸文物因其材质的特性，出土后往往十分脆弱，需要特别的保护措施以防止现代环境对其造成进一步损害。然而，丝绸制品容易滋生细菌，在展陈过程中极易发霉，且丝绸制品的阻燃性能较差，极易被引燃。保护和传承丝绸文化，对于促进文化交流和经济发展具有重要意义。

对于特种丝绸制品如丝绸文物，无法通过浸渍的方法对其进行安全防护处理，需要通过喷涂、自然晾干的方式进行，因此开发集抗菌、防霉和阻燃于一体的多功能整理液，且功能效率高，通过简单喷涂可实现对丝绸文物的防护意义重大。

目前季铵盐抗菌剂常用于纺织品的抗菌整理，然而季铵盐抗菌剂与织物的结合性能差。中国发明专利C N109281166A公开了一种基于酶促接枝共聚的蛋白质纤维抗菌整理方法，利用酪氨酸酚裂解酶催化蛋白质纤维大分子中的丝氨酸转化成酪氨酸，再借助辣根过氧化物酶催化蛋白质纤维中酪氨酸与含乙烯基季铵盐单体接枝共聚，进行蛋白质纤维抗菌整理。然而该方法流程繁杂，需要将蛋白质纤维水解，对蛋白质纤维的损伤严重。

参考文献(郑宏飞,汪瑞琪,汪庆,等.氧化壳聚糖改性抗菌蚕丝织物的制备及其性能[J].纺织学报,2020,41(5):121-128.)采用水溶性氧化壳聚糖对蚕丝织物进行整理，通过高温长时间处理将氧化壳聚糖接枝在蚕丝织物表面，无法应用于丝绸文物的喷涂防护，且氧化壳聚糖为黄色物质，对丝绸文物的颜色影响较大。

开发一种高效无色透明抗菌防霉阻燃的多功能整理液，然后通过喷涂、晾干的方式制得抗菌防霉阻燃多功能丝绸制品意义重大，但存在较大挑战。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中特种丝绸制品如丝绸文物，无法通过浸渍的方法对其进行安全防护处理，因此需要通过喷涂、自然晾干的方式进行，因此对多功能整理液的抗菌、防霉和阻燃效率要求较高。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多功能整理液及其制备方法与在丝绸制品中的应用，首先采用四羟甲基氯化磷、聚六亚甲基双胍和成膜剂壳聚糖制备无色透明、抗菌、防霉、阻燃的多功能整理液；然后通过喷涂、晾干的方式制得抗菌、防霉、阻燃的多功能丝绸制品，对丝绸制品进行安全防护。

本发明的第一个目的是提供一种多功能整理液的制备方法，包括以下步骤：四羟甲基氯化磷、聚六亚甲基双胍和成膜剂于水中进行交联反应，得到所述的多功能整理液。

在本发明的一个实施例中，所述成膜剂为壳聚糖。

在本发明的一个实施例中，所述四羟甲基氯化磷、聚六亚甲基双胍和成膜剂的质量比为(5-8):(7-10):(0.3-0.5)。四羟甲基氯化磷的羟甲基可与成膜剂的氨基、聚六亚甲基双胍的氨基/亚氨基发生交联反应，从而制得网络状多功能整理剂。四羟甲基氯化磷的用量升高有助于提高功能性，但过高则导致多功能整理液pH值降低，会影响丝绸制品尤其是丝绸文物的颜色性能和储存稳定性；聚六亚甲基双胍用量升高，有助于提高功能性，且有助于提高四羟甲基氯化磷的羟甲基的反应程度；成膜剂用量升高有助于提高功能性，然而浓度过高，则导致整理液过于粘稠，无法通过喷涂方式施加在丝绸制品上。

在本发明的一个实施例中，所述成膜剂的浓度为0.3g/L-0.5g/L，例如可以为0.3g/L、0.4g/L、0.5g/L等。

在本发明的一个实施例中，所述交联反应的温度为75℃-85℃，例如可以为75℃、76℃、77℃、78℃、79℃、80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃等；时间为60min-90min，例如可以为60min、61min、62min、63min、64min、65min、66min、67min、68min、69min、70min、71min、72min、73min、74min、75min、76min、77min、78min、79min、80min、81min、82min、83min、84min、85min、86min、87min、88min、89min、90min等；反应温度升高和时间延长均有助于提高反应程度，但过高则浪费。

在本发明的一个实施例中，所述多功能整理液的pH为6-7，可降低对丝绸制品储存稳定性的不利影响。

本发明的第二个目的是提供一种所述的方法制备得到的多功能整理液。

本发明的第三个目的是提供一种多功能丝绸制品的整理方法，包括以下步骤：在丝绸制品表面喷涂所述的多功能整理液，经晾干得到所述的多功能丝绸制品。

在本发明的一个实施例中，喷涂多功能整理液后，丝绸制品的带液率为30％-50％，例如可以为30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％等。

本发明的第四个目的是提供一种所述的方法整理得到的多功能丝绸制品。

本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：

(1)本发明所述的制备方法采用壳聚糖作为成膜剂，通过共价键将四羟甲基氯化磷、聚六亚甲基双胍接枝在壳聚糖上，借助于壳聚糖优异的成膜性将四羟甲基氯化磷、聚六亚甲基双胍固定在丝绸制品上，且四羟甲基氯化磷多余的羟甲基可与丝绸制品的氨基发生交联反应；因此，网络状多功能整理剂可通过成膜作用和交联作用固定在丝绸制品上。

(2)本发明所述的制备方法通过四羟甲基氯化磷、聚六亚甲基双胍和壳聚糖三者通过协同作用起到抗菌防霉效果，效率较高；四羟甲基氯化磷具有良好的阻燃效果，单通过喷涂应用时用量较少，难以有效提高丝绸制品的阻燃性能；四羟甲基氯化磷充当酸源、聚六亚甲基双胍壳聚糖的含氮基团充当气源、壳聚糖的糖环充当碳源，有机地构建膨胀阻燃体系，阻燃效率高。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明实施例3中丝绸制品整理前后的抗菌性能测试图片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。应当理解所述具体实施例仅用以解释本发明，但所举实施例不作为对本发明的限定。

在本发明中，除非另有说明，本发明所使用的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

在本发明中，除非另有说明，本发明所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本发明中，除非另有说明，本发明的实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

本实施例的多功能整理液及其在丝绸制品中的应用，具体包括以下步骤：

S1、将四羟甲基氯化磷、聚六亚甲基双胍和壳聚糖于水中，在80℃条件下交联反应75min，调节pH约为6.5，得到多功能整理液；其中，四羟甲基氯化磷的用量为6.5g/L，聚六亚甲基双胍的用量为8.5g/L，壳聚糖的用量为0.4g/L；

S2、将多功能整理液装入气动喷枪中，均匀地在丝绸制品表面喷涂多功能整理液，使得丝绸制品的带液率为40％，经晾干得到多功能丝绸制品。

实施例2

本实施例的多功能整理液及其在丝绸制品中的应用，具体包括以下步骤：

S1、将四羟甲基氯化磷、聚六亚甲基双胍和壳聚糖于水中，在75℃条件下交联反应90min，调节pH约为6，得到多功能整理液；其中，四羟甲基氯化磷的用量为5g/L，聚六亚甲基双胍的用量为7g/L，壳聚糖的用量为0.3g/L；

S2、将多功能整理液装入气动喷枪中，均匀地在丝绸制品表面喷涂多功能整理液，使得丝绸制品的带液率为30％，经晾干得到多功能丝绸制品。

实施例3

本实施例的多功能整理液及其在丝绸制品中的应用，具体包括以下步骤：

S1、将四羟甲基氯化磷、聚六亚甲基双胍和壳聚糖于水中，在85℃条件下交联反应60min，调节pH约为7，得到多功能整理液；其中，四羟甲基氯化磷的用量为8g/L，聚六亚甲基双胍的用量为10g/L，壳聚糖的用量为0.5g/L；

S2、将多功能整理液装入气动喷枪中，均匀地在丝绸制品表面喷涂多功能整理液，使得丝绸制品的带液率为50％，经晾干得到多功能丝绸制品。

对比例1

基本同实施例1，不同之处在于：将四羟甲基氯化磷换成磷酸。

对比例2

基本同实施例1，不同之处在于：不添加四羟甲基氯化磷。

对比例3

基本同实施例1，不同之处在于：将聚六亚甲基双胍换成聚乙烯亚胺。

对比例4

基本同实施例1，不同之处在于：不添加聚六亚甲基双胍。

对比例5

基本同实施例1，不同之处在于：将壳聚糖换成聚乙烯亚胺。

对比例6

基本同实施例1，不同之处在于：不添加壳聚糖。

测试例1

对未整理丝绸制品、实施例1-3和对比例1-6制备的多功能丝绸制品(整理丝绸制品)的阻燃性能等性能进行测试：

丝绸制品的抑菌率：参照GB/T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分:振荡法》的标准测定；

丝绸制品的防霉性能：参照GB/T 24346-2009《纺织品防霉性能的评价》的标准测定；

丝绸制品的阻燃性能：参照GB/T 5455-2014《纺织品燃烧性能垂直方向损毁长度阴燃和续燃时间的测定》的标准测定；

图1为实施例1中丝绸制品整理前后的抗菌性能测试图片；

表1所示为最终测得的未整理丝绸制品和整理丝绸制品的相关性能：

表1

试样	大肠杆菌抑菌率(％)	金黄色葡萄球菌抑菌率(％)	防霉等级	炭长(cm)
					未整理丝绸制品	22.1	19.8	5	30
实施例1	98.1	98.6	0	11.4
					实施例2	95.3	95.1	1	12.1
实施例3	99.9	99.9	0	11.0
					对比例1	68.4	69.2	3	15.9
对比例2	67.2	68.3	3	30
					对比例3	59.3	60.2	4	13.5
对比例4	58.9	59.6	4	20.5
					对比例5	81.6	83.2	4	14.2
对比例6	75.3	78.1	4	23.3

从图1和表1可以看出，实施例的多功能丝绸制品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率为95.1％-99.9％，防霉等级小于1级，炭长小于12.1cm，表明多功能丝绸制品具有优异的抗菌性能、防霉性能和阻燃性能。

比较实施例1和对比例1可以看出，将四羟甲基氯化磷换成磷酸后整理丝绸制品的抗菌性能、防霉性能和阻燃性能降低，这是因为磷酸与阳离子聚六亚甲基双胍和壳聚糖主要通过离子键结合，导致产生沉淀，应用性能变差，从而影响整理丝绸制品的功能性。

比较实施例1和对比例2可以看出，不添加四羟甲基氯化磷时，整理丝绸制品的抗菌性能、防霉性能降低，失去阻燃性能，这是因为阻燃体系中缺少酸源，无法构成膨胀阻燃体系，且四羟甲基氯化磷是良好的抗菌防霉剂。

比较实施例1和对比例3可以看出，将聚六亚甲基双胍换成聚乙烯亚胺后，整理丝绸制品的抗菌性能、防霉性能和阻燃性能降低，这是因为聚乙烯亚胺的抗菌防霉性能较差，且聚乙烯亚胺支链较多，与四羟甲基氯化磷反应后容易生成沉淀物，导致其阻燃效率变差。

比较实施例1和对比例4可以看出，不添加聚六亚甲基双胍时，整理丝绸制品的抗菌性能、防霉性能和阻燃性能降低，这是因为阻燃体系中缺少气源，无法构成膨胀阻燃体系，且聚六亚甲基双胍是良好的抗菌防霉剂。

比较实施例1和对比例5可以看出，将壳聚糖换成聚乙烯亚胺时，整理丝绸制品的抗菌性能、防霉性能和阻燃性能降低，这是因为聚乙烯亚胺的抗菌防霉性能较差，且聚乙烯亚胺支链较多，与四羟甲基氯化磷反应后容易生成沉淀物，其成膜性也较差，导致其阻燃效率变差。

比较实施例1和对比例6可以看出，不添加壳聚糖时，整理丝绸制品的抗菌性能、防霉性能和阻燃性能降低，这是因为壳聚糖自身具有一定的抗菌防霉性能，且可充当气源和碳源，进一步提高膨胀体系的阻燃效率，此外，壳聚糖具有良好的成膜性能，有助于将整理剂进一步附着在丝绸制品表面。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种多功能整理液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：四羟甲基氯化磷、聚六亚甲基双胍和成膜剂于水中进行交联反应，得到所述的多功能整理液；所述成膜剂为壳聚糖；所述四羟甲基氯化磷、聚六亚甲基双胍和成膜剂的质量比为（5-8）:（7-10）:（0.3-0.5）；所述成膜剂的浓度为0.3g/L-0.5g/L。

2.根据权利要求1所述的多功能整理液的制备方法，其特征在于，所述交联反应的温度为75℃-85℃，时间为60min-90min。

3.根据权利要求1所述的多功能整理液的制备方法，其特征在于，所述多功能整理液的pH为6-7。

4.一种权利要求1-3任一项所述的方法制备得到的多功能整理液。

5.一种多功能丝绸制品的整理方法，其特征在于，包括以下步骤：在丝绸制品表面喷涂权利要求4所述的多功能整理液，经晾干得到所述的多功能丝绸制品。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，喷涂多功能整理液后，丝绸制品的带液率为30%-50%。

7.一种权利要求5或6所述的方法整理得到的多功能丝绸制品。