一種基于稀土元素和納米金的整理劑及其制備和整理方法與流程

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導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專(zhuān)利>紡織,織造,皮革制品制作工具,設(shè)備的制造及其制品技術(shù)處理方法

本發(fā)明屬于紡織材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于稀土元素和納米金的整理劑及其制備和整理方法。

背景技術(shù)：

稀土元素是元素周期表中第三類(lèi)副族中的17個(gè)元素，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，稀土元素的功能性也被發(fā)現(xiàn)的越多，如具有特殊的化學(xué)活性、脫氧能力、發(fā)光特性等。近年來(lái)，在紡織領(lǐng)域的運(yùn)用也逐漸被重視，目前已經(jīng)在羊毛、亞麻、純棉、真絲、粘膠、人造棉和腈綸等纖維的加工中，尤其是對(duì)于天然纖維，稀土元素對(duì)其具有特殊的結(jié)構(gòu)和性能影響。

稀土在天然織物的后整理方面也具有較為廣泛的應(yīng)用，稀土元素可以與其他試劑相配合，與天然纖維之間形成配合物，提高抗菌性、阻燃性和發(fā)光性等。中國(guó)專(zhuān)利CN 1068914C公開(kāi)的一種紡織材料及加工方法，該紡織材料為一種表面含天然球蛋白膜的紡織品，具體方法為：將天然球蛋白膜中添加表面活性劑、己內(nèi)酰胺、引發(fā)劑和縮乙二醇制備形成天然球蛋白整理劑，將紡織品表面除雜后，涂覆粘合劑與交聯(lián)劑，然后浸漬于稀土金屬氯化物或過(guò)渡金屬鹽溶液中，然后再涂覆天然球蛋白整理劑得到產(chǎn)品。該方法中將稀土氯化物作為介質(zhì)，將天然球蛋白膜固著于紡織品的表面，使紡織品兼具天然蛋白紡織材料和化學(xué)紡織材料的性能，滿足消費(fèi)者的需求。中國(guó)專(zhuān)利CN 105839404A公開(kāi)的一種熒光顏色可調(diào)的蠶絲織物的制備方法，將蠶絲織物在稀釋的堿液中預(yù)處理后，經(jīng)多羧酸改性，以去離子水為介質(zhì)，與Eu、Tb稀土鹽進(jìn)行水熱反應(yīng)，在蠶絲織物的表面形成稀土長(zhǎng)余發(fā)光材料，通過(guò)控制水熱反應(yīng)的調(diào)控，控制織物上稀土金屬有機(jī)框架材料的生長(zhǎng)形貌和厚度，實(shí)現(xiàn)對(duì)熒光顏色的智能調(diào)控。中國(guó)專(zhuān)利CN 105801878A公開(kāi)的一種絲素蛋白基納米MOFs的制備方法，將絲素蛋白中加入稀土離子、小分子多羧酸，誘導(dǎo)自組裝形成固體顆粒，反復(fù)沖洗得到絲素蛋白基納米MOFs材料。由上述現(xiàn)有技術(shù)可知，稀土元素可以作為中間體，也可以作為直接的整理劑對(duì)天然纖維及其織物進(jìn)行改性整理，賦予天然纖維及其織物不同的功能性能。

本發(fā)明的申請(qǐng)人將稀土元素與納米金相結(jié)合作為主要原料制備形成后整理及，賦予天然纖維及其織物多功能性，提高稀土元素和納米金在天然纖維及其織物中的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于稀土元素和納米金的整理劑及其制備和整理方法，將稀土元素和金元素作為主要原料制備蠶絲整理劑，在蠶絲織物的表面形成納米金屬絡(luò)合物，賦予蠶絲織物優(yōu)異的整理性能，具有美白、抗菌、抗紫外等功能，在不影響蠶絲織物優(yōu)異性能的基礎(chǔ)上，還提高了蠶絲織物的機(jī)械性能。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種基于稀土元素和納米金的整理劑，所述基于稀土元素和納米金的整理劑中包括稀土離子、金離子、蠶絲蛋白、殼聚糖和助劑，所述稀土離子為稀土氯化物，所述金離子為氯金酸，所述稀土氯化物為鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、钷Pm、釤Sm、銪Eu和釓Gd的氯化物。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述基于稀土元素和納米金的整理劑中鑭La的濃度為0.1-0.3mol/L，鈰Ce的濃度為0.1-0.2mol/L，鐠Pr的濃度為0.05-0.1mol/L，釹Nd的濃度為0.1-0.2mol/L，钷Pm的濃度為0.2-0.3mol/L，釤Sm的濃度為0.15-0.2mol/L，銪Eu的濃度為0.2-0.25mol/L和釓Gd的濃度為0.1-0.3mol/L。

本發(fā)明還提供一種基于稀土元素和納米金的整理劑的蠶絲織物整理方法，包括以下步驟：

(1)將蠶絲織物去除表面雜質(zhì)后，先浸漬于含稀土元素的堿液中，取出，水洗烘干，得到預(yù)處理的蠶絲織物；

(2)將氯金酸溶于去離子水中，加入稀土氯化物，充分?jǐn)嚢韬?，加入蠶絲蛋白水溶液和殼聚糖水溶液，調(diào)節(jié)pH值，得到基于稀土元素和納米金的整理劑；

(3)將步驟(1)制備的預(yù)處理的蠶絲織物浸漬于步驟(2)制備的基于稀土元素和納米金的整理劑中，低溫振蕩，取出，置于檸檬酸鈉溶液中，加熱振蕩，取出，得到含納米級(jí)金屬絡(luò)合物的蠶絲織物；

(4)將步驟(3)制備的含納米級(jí)金屬絡(luò)合物的蠶絲織物用乙醇水溶液水洗，烘干，再用去離子水充分水洗，烘干，得到后整理的蠶絲織物。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(1)中，含稀土元素的堿液中稀土元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-1％，含稀土元素的堿液的pH值為8.5-9。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(1)中，浸漬的溫度為25-30℃，時(shí)間為30-50min。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(2)中，基于稀土元素和納米金的整理劑中氯金酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-5％。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(2)中，基于稀土元素和納米金的整理劑中蠶絲蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3-5％，蠶絲蛋白的分子量為12-50kDa。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(2)中，基于稀土元素和納米金的整理劑中殼聚糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-4％，殼聚糖的相對(duì)分子量為2-5萬(wàn)。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(3)中，檸檬酸鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-30％。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(3)中，加熱振蕩的溫度為70-80℃，時(shí)間為5-10min。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明中蠶絲織物先經(jīng)含稀土元素的堿液中處理，堿液和稀土元素都可以使蠶絲織物之間發(fā)生溶脹，導(dǎo)致蠶絲大分子之間的縫隙增大增多，而且可以使蠶絲織物表面的雜質(zhì)活化被去除，使蠶絲的白度提高，而且稀土元素可以與蠶絲大分子形成少量絡(luò)合，在使蠶絲織物溶脹的基礎(chǔ)上，并不會(huì)影響蠶絲織物的機(jī)械性能。

(2)本發(fā)明中整理后的蠶絲織物表面含有納米金屬絡(luò)合物，稀土元素與蠶絲織物之前絡(luò)合形成絡(luò)合物，金離子在蠶絲織物的內(nèi)部和表面還原生成納米金，納米金可以改變蠶絲纖維的顏色，賦予蠶絲纖維導(dǎo)電性、多彩性和抗菌性，稀土元素與蠶絲纖維具有良好的親和性，稀土離子和金離子與蠶絲織物之間的反應(yīng)都屬于低溫反應(yīng)，對(duì)蠶絲織物本身的性能影響不大。

(3)本發(fā)明中整理后的蠶絲織物表面含有納米金屬絡(luò)合物，因此經(jīng)整理后的蠶絲織物機(jī)械性能、白度、柔軟度、彈性和抗皺性能提高，還具有自發(fā)光性能，提高了蠶絲織物的風(fēng)格，此外還具有抗氧化、抗靜電和抗菌等性能，而且蠶絲織物最后還經(jīng)乙醇整理，穩(wěn)定蠶絲的結(jié)構(gòu)，提高蠶絲織物在使用過(guò)程中的穩(wěn)定性。

(4)本發(fā)明中整理后的蠶絲織物表面含有蠶絲蛋白和殼聚糖，在整理劑中蠶絲蛋白和殼聚糖分別與部分稀土元素和金離子進(jìn)行絡(luò)合，然后在整理時(shí)，蠶絲蛋白和殼聚糖也附著與蠶絲織物的表面，形成一種介質(zhì)，利用蠶絲蛋白和殼聚糖良好的成膜性，將稀土元素和金元素包覆其中，降低整理后蠶絲織物的敏感性，保留蠶絲織物原有的親膚性能，并賦予抗菌性能。

(5)本發(fā)明的整理劑制備方法簡(jiǎn)單，對(duì)蠶絲織物的整理方法制備方法簡(jiǎn)單，效率高，制備得到風(fēng)格多變，性能優(yōu)異的多功能蠶絲織物。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說(shuō)明用來(lái)解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例1：

(1)將蠶絲織物去除表面雜質(zhì)后，在25℃下浸漬于含稀土元素的堿液中30min，取出，水洗烘干，得到預(yù)處理的蠶絲織物，其中，含稀土元素的堿液中稀土元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％，含稀土元素的堿液的pH值為8.5。

(2)將氯金酸溶于去離子水中，加入稀土氯化物，充分?jǐn)嚢韬?，加入蠶絲蛋白水溶液和殼聚糖水溶液，調(diào)節(jié)pH值至8.5，得到基于稀土元素和納米金的整理劑，其中，基于稀土元素和納米金的整理劑中鑭La的濃度為0.1mol/L，鈰Ce的濃度為0.1mol/L，鐠Pr的濃度為0.05mol/L，釹Nd的濃度為0.1mol/L，钷Pm的濃度為0.2mol/L，釤Sm的濃度為0.15mol/L，銪Eu的濃度為0.2mol/L，釓Gd的濃度為0.1mol/L，氯金酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％，蠶絲蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％，蠶絲蛋白的分子量為12-50kDa，殼聚糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％，殼聚糖的相對(duì)分子量為2-5萬(wàn)。

(3)以浴比1:30，將預(yù)處理的蠶絲織物浸漬于基于稀土元素和納米金的整理劑中，在25℃下低溫振蕩20min，取出，再以浴比1:50，置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的檸檬酸鈉溶液中，在70℃下加熱振蕩5min，取出，得到含納米級(jí)金屬絡(luò)合物的蠶絲織物；