一種基于層層靜電自組裝的微膠囊多功能整理劑合成和應(yīng)用工藝的制作方法
【專利摘要】一種基于層層靜電自組裝的微膠囊多功能整理劑合成和應(yīng)用工藝，屬于棉毛紡織行業(yè)中染整加工的應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，旨在利用層層靜電自組裝技術(shù)制備以納米TiO2為中心的微膠囊復(fù)合整理劑，并通過靜電自組裝將其整理到棉、毛織物上，提高織物的抗紫外線和抗菌性能。使用本發(fā)明，可避開單一抗紫外線整理和單一抗菌整理的繁瑣步驟，縮短工藝流程，節(jié)約成本，提高納米TiO2的作用效率，在提高棉、毛織物抗紫外線性能的同時(shí)，大幅度提高織物的抗菌效果。
【專利說明】—種基于層層靜電自組裝的微膠囊多功能整理劑合成和應(yīng)用工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種基于層層靜電自組裝的微膠囊多功能整理劑合成和應(yīng)用工藝，屬于棉、毛紡織行業(yè)中染整加工的應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]基于層層靜電自組裝技術(shù)(Layer-by-LayerSelf-assembly Technique,簡稱LBL)制備微膠囊原理是利用特定高分子化合物間的靜電引力，將帶正、負(fù)電荷的物質(zhì)通過靜電引力自發(fā)地逐層交替沉積在模板物質(zhì)表面，締合形成結(jié)構(gòu)完整、性能穩(wěn)定的分子聚集體的一種技術(shù)。這種構(gòu)筑微膠囊的技術(shù)過程簡單，無需復(fù)雜的儀器設(shè)備，囊壁的組成厚度可調(diào)控.乳膠粒、無機(jī)粒子、有機(jī)粒子、酶及紅細(xì)胞常被用作模板材料，囊壁一般為高分子化合物。
[0003]微膠囊技術(shù)是紡織工業(yè)多功能整理的一種重要手段，其之所以被廣泛的作為一種制備智能、功能紡織品的手段，是由于對(duì)特定物質(zhì)進(jìn)行微膠囊化可以實(shí)現(xiàn)許多目的，如對(duì)活性成分進(jìn)行控制釋放，使藥物具有靶性功能，定時(shí)釋放藥物、香味；通過相變材料吸熱和放熱調(diào)節(jié)人體衣內(nèi)微氣候保持舒適的感覺；變色材料發(fā)生熱敏或光敏變色提供裝飾或防護(hù)色彩，相應(yīng)的產(chǎn)生緩釋智能紡織品、智能調(diào)溫紡織品和智能變色紡織品等。目前微膠囊技術(shù)在紡織中的應(yīng)用主要集中在印花、染色和功能化后整理方面，包括靜電染色、轉(zhuǎn)移印花、立體發(fā)泡印花、熱敏變色印花、芳香整理、阻燃整理、抗菌防臭整理等。如對(duì)香精進(jìn)行微膠囊化后可以提高芳香整理的質(zhì)量，延長芳香釋放時(shí)間；將抗菌微膠囊用于紡織品整理，可以得到高效、耐洗、安全的抗菌紡織品；將驅(qū)蟲劑微膠囊整理到織物上，可有效解決蟲子叮咬困擾，且驅(qū)蟲效果時(shí)間長。
[0004]利用微膠囊技術(shù)對(duì)紡織品進(jìn)行整理，雖可提高紡織品的舒適性、增加其功能性，但是在商業(yè)上取得成功的例子并不多。由于織物必需耐洗，因此微膠囊整理劑需與處理纖維形成牢固結(jié)合。目前多采用粘合劑、涂層劑機(jī)械固著作用，存在織物手感變差，功能效果下降等不足。
[0005]根據(jù)羊毛纖維和棉纖維表面在特定pH條件下帶有一定電荷的特點(diǎn)，本發(fā)明建立了基于靜電自組裝方法的微膠囊多功能整理劑合成技術(shù)和織物整理技術(shù)。首先以納米T12顆粒為芯材，以聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)、聚陽離子聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽(PHMB)為壁材，通過層層靜電組裝制成微膠囊；然后將表面帶相反電荷的織物浸潰在微膠囊整理劑處理浴中，在靜電驅(qū)動(dòng)力的作用下，表面帶電荷的微膠囊可以吸附到表面帶相反電荷的織物表面，從而將組裝的微膠囊整理到織物上?；诩{米T12的抗菌、防紫外線作用以及PHMB優(yōu)良的抗菌性能，將PHMB組裝在納米T12表面制成的微膠囊不僅具有抗紫外線功能，抗菌性能也大幅提升。通過將此表面帶電微膠囊通過靜電自組裝方式結(jié)合到棉、毛織物上，不僅可以賦予織物抗紫外線功能，還能達(dá)到理想的雙重抗菌效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的旨在利用層層靜電自組裝技術(shù)制備以納米T12為中心的微膠囊復(fù)合整理劑，并通過靜電自組裝將其整理到棉、毛織物上，提高織物的抗紫外線和抗菌性能。相比粘合劑、涂層劑的機(jī)械法固著結(jié)合方式，微膠囊通過靜電力與棉、羊毛織物結(jié)合更有助于發(fā)揮其功能特性，并將對(duì)織物物理機(jī)械性能的影響降至最低。使用本發(fā)明，還可克服抗紫外線整理劑、抗菌整理劑一浴整理時(shí)存在的整理劑相容性要求高，整理效果不如單一整理等不足，縮短工藝流程，節(jié)約成本，提高納米T12的作用效率，在提高棉、毛織物抗紫外線性能的同時(shí)，大幅度提高織物的抗菌效果。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種基于層層靜電自組裝的微膠囊多功能整理劑合成和應(yīng)用工藝，其特征是在T12顆粒懸浮液中加入過量的聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽(PHMB)溶液，利用靜電相互吸引作用，使T12微粒表面吸附一層帶相反電荷的聚電解質(zhì)層，多次離心、洗滌除去過量的PHMB，得到組裝兩層的微膠囊(Ti02為第一層)。再將過量的聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)溶液加入上述微膠囊溶液中，由于靜電吸附作用，PSS吸附到帶正電的微膠囊表面，多次離心、洗滌除去過量的PSS，得到組裝三層的微膠囊。重復(fù)上述過程，使聚電解質(zhì)在T12微粒表面交替吸附，形成多層膜。通過控制微膠囊最外層組裝基元種類，可以獲得帶不同電荷的微膠囊。最后，通過靜電吸附將微膠囊整理劑整理到預(yù)先處理過的、與微膠囊整理劑帶相反電荷的棉或毛織物上，賦予織物抗菌、抗紫外線功能。
[0008]其工藝流程為:
[0009]微膠囊制備流程:配制T12溶液一加入聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽一離心一溶解沉淀并粉碎一加入聚苯乙烯磺酸鈉一離心一溶解沉淀并粉碎一重復(fù)加入聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽和聚苯乙烯磺酸鈉。
[0010]織物整理流程:棉、毛織物預(yù)處理一浸潰微膠囊整理劑一烘干
[0011](I)T12微膠囊自組裝層的制備:配制1-2.50g/mL T12溶液，調(diào)節(jié)pH為9.0，加入T12質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-25%的分散劑，在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中粉碎5min。向上述T12溶液中加入10-35g/L聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽溶液10mL,混合反應(yīng)2min，離心，將沉淀溶于去離子水中，在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中粉碎，此時(shí)微膠囊表面帶正電。再取15mL10-35g/L聚苯乙烯磺酸鈉溶液加入到上述溶液中，混合反應(yīng)2min，離心，取沉淀溶于去離子水中，在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中粉碎，此時(shí)微膠囊表面帶負(fù)電。依次重復(fù)上述過程，直至得到具有一定尺寸的微膠囊。此法制備的微膠囊表面即可帶正電荷(最外層為PHMB)，也可帶負(fù)電荷(PSS)。
[0012](2)棉、毛織物預(yù)處理:將羊毛織物在pH為I的鹽酸溶液中浸潰10_30min，備用。羊毛等電點(diǎn)為4.2-4.8，在pH = I時(shí)羊毛織物表面帶正電；將棉織物浸在去離子水中10-30min，備用，由于纖維素大分子中含有若干羥基，棉織物浸潰在水溶液中時(shí)羥基解離使織物表面帶負(fù)電。
[0013](3)微膠囊對(duì)織物的處理:將處理過的表面帶正電的羊毛織物浸入到表面帶負(fù)電的微膠囊溶液中，通過靜電吸附方式使微膠囊吸附到織物表面，晾干后在105°C烘箱中烘干；將處理過的表面帶負(fù)電的棉織物浸入到表面帶正電的微膠囊溶液中，晾干后在105°C烘箱中烘干。
[0014](4)本發(fā)明也可選用其他有抗菌性的聚陽離子代替PHMB。
[0015]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明所述的一種基于層層靜電自組裝的微膠囊多功能整理劑合成和應(yīng)用工藝，可避開單一抗紫外線整理和單一抗菌整理的繁瑣步驟，縮短工藝流程，節(jié)約成本，提聞納米T12的作用效率，在提聞棉、毛織物抗紫外線性能的同時(shí)，大幅度提聞織物的抗菌效果。

【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例1
[0017]試樣品種:羊毛織物
[0018](I)將羊毛織物在pH為I的鹽酸溶液中浸潰30min，備用，此時(shí)羊毛織物表面帶正電。
[0019](2)制備最外層為PSS，表面帶負(fù)電的微膠囊。具體步驟為:配制1.50g/mLTi02溶液，調(diào)節(jié)PH為9.0，加入對(duì)T12質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的分散劑，在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中粉碎5min。向上述T12溶液中加入聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽(35g/L)溶液lOOmL，混合反應(yīng)2min，離心，將沉淀溶于去離子水中，在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中粉碎(此時(shí)微膠囊表面帶正電)。再取15mL聚苯乙烯磺酸鈉(35g/L)溶液加入到上述溶液中，混合反應(yīng)2min，離心，取沉淀溶于去離子水中，在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中粉碎，此時(shí)微膠囊表面帶負(fù)電。依次重復(fù)上述過程8次，直至得到具有一定尺寸的微膠囊。最后控制依此法制備的微膠囊最外層為PSS，即纖維表面帶負(fù)電荷。
[0020](3)將羊毛織物浸入到微膠囊溶液中20min，晾干后在105°C烘箱中烘干。
[0021]經(jīng)上述整理的羊毛織物，經(jīng)檢測，其紫外線防護(hù)系數(shù)(UPF)達(dá)到250，同時(shí)此種條件下處理過的羊毛織物抑菌率達(dá)到98.9%。
[0022]實(shí)施例2
[0023]試樣品種:棉織物
[0024](I)將棉織物浸在去離子水中30min，備用，此時(shí)棉織物表面帶負(fù)電。
[0025](2)制備最外層為PHMB，表面帶正電的微膠囊。具體步驟為:配制2.50g/mL T12溶液，調(diào)節(jié)PH為9.0，加入對(duì)T12質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的分散劑，在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中粉碎5min。向上述T12溶液中加入聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽(35g/L)溶液lOOmL，混合反應(yīng)2min，離心，將沉淀溶于去離子水中，在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中粉碎(此時(shí)微膠囊表面帶正電)。再取15mL聚苯乙烯磺酸鈉(35g/L)溶液加入到上述溶液中，混合反應(yīng)2min,離心,取沉淀溶于去離子水中，在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中粉碎，此時(shí)微膠囊表面帶負(fù)電。依次重復(fù)上述過程10次，直至得到具有一定尺寸的微膠囊。最后控制依此法制備的微膠囊最外層為PHMB，即纖維表面帶正電荷。
[0026](3)將棉織物浸入微膠囊溶液中l(wèi)Omin，晾干后在105°C烘箱中烘干。
[0027]經(jīng)上述處理的棉織物，經(jīng)檢測，其紫外線防護(hù)系數(shù)(UPF)達(dá)到64.55，同時(shí)抑菌率達(dá)到98.1% ο
【權(quán)利要求】
1.一種基于層層靜電自組裝的微膠囊多功能整理劑合成和應(yīng)用工藝，其特征是在T12顆粒懸浮液中加入過量的聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽溶液，利用靜電相互吸引作用，使T12微粒表面吸附一層帶相反電荷的聚電解質(zhì)層；再將過量的聚苯乙烯磺酸鈉溶液加入上述微膠囊溶液中，由于靜電吸附作用，PSS吸附到帶正電的微膠囊表面；重復(fù)上述過程，使聚電解質(zhì)在T12微粒表面交替吸附，形成多層膜，制得微膠囊整理劑；最后，通過靜電吸附將微膠囊整理劑分別整理到預(yù)先處理過的、帶相反電荷的棉、毛織物上； (1)T12微膠囊自組裝層的制備:配制1-2.50g/mL T12溶液，調(diào)節(jié)pH為9.0，加入T12質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-25%的分散劑，在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中粉碎5min ;向上述T12溶液中加入10-35g/L聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽溶液10mL,混合反應(yīng)2min，離心，將沉淀溶于去離子水中，在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中粉碎，此時(shí)微膠囊表面帶正電；再取15mL10-35g/L聚苯乙烯磺酸鈉溶液加入到上述溶液中，混合反應(yīng)2min，離心，取沉淀溶于去離子水中，在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中粉碎；依次重復(fù)上述過程5-20次，得到具有一定尺寸的微膠囊； (2)棉、毛織物預(yù)處理:將羊毛織物在pH為I的鹽酸溶液中浸潰10-30min，備用；將棉織物浸在去離子水中10-30min，備用； (3)微膠囊對(duì)織物的處理:將處理過的表面帶正電的羊毛織物浸入到表面帶負(fù)電的微膠囊溶液中，通過靜電吸附方式使微膠囊吸附到織物表面，晾干后在105°C烘箱中烘干；將處理過的表面帶負(fù)電的棉織物浸入到表面帶正電的微膠囊溶液中，晾干后在105°C烘箱中烘干。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于層層靜電自組裝的微膠囊多功能整理劑合成和應(yīng)用工藝，適用于處理棉織物和羊毛織物；羊毛織物包括全毛華達(dá)呢、嗶嘰、凡立丁、女衣呢等精紡呢絨織物以及各種粗紡呢絨織物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于層層靜電自組裝的微膠囊多功能整理劑合成和應(yīng)用工藝，其特征是應(yīng)用的聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽也可選用其他有抗菌性能的聚陽離子替代。
【文檔編號(hào)】D06M101/12GK104404774SQ201410781371
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】王強(qiáng), 章金芳, 范雪榮, 徐華君, 陳萬明, 張忠 申請(qǐng)人:江南大學(xué)