本发明专利技术涉及具有保暖功能的羊毛角蛋白/水性聚氨酯复合乳液涂层剂及其制备方法。该涂层剂可由下述制备方法制得：以废旧羊毛为原料，从中提取羊毛角蛋白；然后将角蛋白制备为O/W型羊毛角蛋白乳液；制备了水性聚氨酯乳液，将羊毛角蛋白乳液与水性聚氨酯乳液进行复配混合，制得具有保暖功能的羊毛角蛋白/水性聚氨酯复合乳液涂层剂。本发明专利技术制备的羊毛角蛋白/水性聚氨酯复合乳液涂层剂用于棉织物的涂层整理后，棉织物的保温率从24.7％升到66％以上，说明涂层剂具有很好的保暖功能。本发明专利技术制备工艺简单，生产过程对环境无污染，有利于进一步推广和应用。
【技术实现步骤摘要】
具有保暖功能的羊毛角蛋白/水性聚氨酯复合乳液涂层剂及其制备方法
本专利技术属于涂层剂
，具体涉及具有保暖功能的羊毛角蛋白/水性聚氨酯复合乳液涂层剂及其制备方法。
技术介绍
涂层剂是一种纺织助剂，其涂覆在纺织物的表面，其可以使纺织物具有很多特性，如：保暖、防风、疏水、抗紫外线和防静电等。当前，市场上的涂层剂主要有聚丙烯酸酯类和聚氨酯类二大类，它们在使用时各有优劣。随着人们对纺织服装品质需求的提高，各种新型纺织物涂层剂被不断研发和生产出来，以满足市场的需求。在羊皮制革时，会有大量的羊毛废弃余料，此外，在服装毛纺业也有大量的羊毛产品废弃物。羊毛废弃余料中可以提炼羊毛角蛋白，羊毛角蛋白是一种天然生物高分子聚合物，其具有羊毛优异的保暖性能，此外，其还具有良好的生物降解能力。由此可见，羊毛角蛋白在被用于涂层剂领域具有很好的潜力。当前，很多新的天然材料被广泛应用于涂层剂领域，如：中国专利申请号200710145401.6公布了一种防水透湿涂层剂组合物及其应用，该专利在聚氨酯涂层剂中添加微孔木质素微细粉。文献调研发现，羊毛角蛋白用于制备涂层剂的研究鲜有报道，本专利技术拟在该领域有所突破。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供具有保暖功能的羊毛角蛋白/水性聚氨酯复合乳液涂层剂，以解决现有技术中存在的不足，该涂层剂对纺织品进行涂覆后，纺织品具有较好的保暖功能。本专利技术的目的在于提供具有保暖功能的羊毛角蛋白/水性聚氨酯复合乳液涂层剂，该涂层剂可由下述制备方法制得：以废旧羊毛为原料，从中提取羊毛角蛋白；然后将角蛋白制备为O/W型羊毛角蛋白乳液；制备了水性聚氨酯乳液，将羊毛角蛋白乳液与水性聚氨酯乳液进行复配混合，制得具有保暖功能的羊毛角蛋白/水性聚氨酯复合乳液涂层剂。本专利技术的另一个目的在于提供上述所述具有保暖功能的羊毛角蛋白/水性聚氨酯复合乳液涂层剂的制备方法，其制备方法如下：(1)废旧羊毛的选取：选择以羊毛为材料的废旧衣物，用衣用清洗剂进行清洗，然后用大量水进行清洗，干燥。(2)羊毛角蛋白溶液的制备：在60～80℃下，将步骤(1)处理的废旧衣物溶解在三羧基乙基膦和尿素的混合溶液，溶解过程不断搅拌，溶解时间为4～6h，过滤，浓缩得到羊毛角蛋白溶液，羊毛角蛋白溶液的固含量为40～60％。优选地，所述废旧羊毛(g)、三羧基乙基膦(mL)和尿素(g)的体积质量比为1∶10～20∶1～2。(3)羊毛角蛋白粉体的制备：将步骤(2)制备的羊毛角蛋白溶液在冷冻干燥机上进行冷冻干燥，制得羊毛角蛋白粉体。优选地，所述冷冻温度为：－50～－60℃，干燥时间为：10～18h。(4)O/W乳液的制备：取羊毛角蛋白固体至圆底烧瓶，加入N-甲基吗啉，使其在恒温电磁搅拌器上于40℃下持续搅拌并完全溶解；当羊毛角蛋白完全溶解后，将混合溶液加入司班60，搅拌使其混合均匀；将以上混合液加入饱和的十二烷基磺酸钠水溶液中，用磁力转子均匀搅拌，得到O/W型羊毛角蛋白乳液。优选地，所述羊毛角蛋白(g)与N-甲基吗啉(mL)的固液比为：1∶5～10；司班60占N-甲基吗啉的用量比为：1～3％；混合液(mL)与饱和的十二烷基磺酸钠水溶液(mL)的用量比例为1∶2～4。(5)预聚：在反应釜中加入聚丙二醇和二羟甲基丙酸，在100～120℃下真空脱水1～2h，缓慢降温至50～60℃，滴加甲苯二异氰酸酯、丁酮和催化剂辛酸亚锡的混合溶液，升温至80～90℃，反应3～4h。优选地，所述聚丙二醇的分子量为200，聚丙二醇、二羟甲基丙酸、甲苯二异氰酸酯的摩尔比为1∶1～3∶3～5，辛酸亚锡(mL)与丁酮(mL)的体积质量比为1∶20～30。(6)扩链：将步骤(5)的反应釜降温至40～45℃，于1～1.5h内分2～4次加入单羟基丙烯酸，升温至60～80℃，保温反应1～2h。优选地，所述单羟基丙烯酸与二羟甲基丙酸的摩尔比为1∶1～2。(7)乳化：在乳化泵中，对步骤(6)的溶液在高剪切力作用下加入一定量的去离子水，进行反向乳化，同时滴加三乙胺中和。优选地，乳化泵的剪切速率为6000～15000r/min；(8)脱溶剂：对步骤(7)的乳液采用减压低温蒸馏法脱除丁酮，即得到水性聚氨酯乳液。(9)乳液的混合：将步骤(4)制备的O/W型羊毛角蛋白乳液与步骤(8)制备的水性聚氨酯乳液混合，将混合后的溶液在高速分散匀质机上搅拌0.5～1h，搅拌温度为40～45℃，即可得到具有保暖功能的羊毛角蛋白/水性聚氨酯复合乳液涂层剂。优选地，所述步骤(4)制备的O/W型羊毛角蛋白乳液与步骤(8)制备的水性聚氨酯乳液的体积比为1︰5～7。本专利技术具有如下显著特点：(1)本专利技术制备的羊毛角蛋白/水性聚氨酯复合乳液涂层剂用于棉织物的涂层整理后，棉织物的保温率从24.7％升到66％以上，说明涂层剂具有很好的保暖功能。(2)本专利技术将羊毛角蛋白乳液与水性聚氨酯乳液进行混合，制得的羊毛角蛋白/水性聚氨酯复合乳液涂层剂性能稳定，放置90天不分层。(3)本专利技术中的羊毛角蛋白/水性聚氨酯复合乳液涂层剂的原料来源广泛，将废旧羊毛实现高效应用；此外，对水性聚氨酯涂层剂也是进一步的改性，明显提升了水性聚氨酯涂层剂性能。(4)本专利技术制备工艺简单，生产过程对环境无污染，有利于进一步推广和应用。具体实施方式以下所述实施例详细说明了本专利技术。实施例1在本实施例中，具有保暖功能的羊毛角蛋白/水性聚氨酯复合乳液涂层剂采用如下方法制备而成，包括如下步骤：(1)废旧羊毛的选取：选择以羊毛为材料的废旧衣物，用衣用清洗剂进行清洗，然后用大量水进行清洗，干燥。(2)羊毛角蛋白溶液的制备：在70℃下，将步骤(1)处理的10g废旧衣物溶解在150mL三羧基乙基膦和15g尿素的混合溶液，溶解过程不断搅拌，溶解时间为5h，过滤，浓缩得到羊毛角蛋白溶液，羊毛角蛋白溶液的固含量为48.7％。(3)羊毛角蛋白粉体的制备：将步骤(2)制备的羊毛角蛋白溶液在冷冻干燥机上进行冷冻干燥，冷冻温度为：－55℃，干燥时间为：14h，制得羊毛角蛋白粉体。(4)O/W乳液的制备：取10g羊毛角蛋白固体至圆底烧瓶，加入75mLN-甲基吗啉，使其在恒温电磁搅拌器上于40℃下持续搅拌并完全溶解；当羊毛角蛋白完全溶解后，将混合溶液加入1.5g司班60，搅拌使其混合均匀；将以上混合液加入225mL饱和的十二烷基磺酸钠水溶液中，用磁力转子均匀搅拌，得到O/W型羊毛角蛋白乳液。(5)预聚：在反应釜中加入0.1mol分子量为200聚丙二醇和0.2mol二羟甲基丙酸，在110℃下真空脱水1.5h，缓慢降温至55℃，滴加0.4mol甲苯二异氰酸酯、25mL丁酮和1mL催化剂辛酸亚锡的混合溶液，升温至85℃，反应3.5h。(6)扩链：将步骤(5)的反应釜降温至43℃，于1.2h内分3次加入0.13mol单羟基丙烯酸，升温至70℃，保温反应1.5h。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.具有保暖功能的羊毛角蛋白/水性聚氨酯复合乳液涂层剂，其特征在于，所述涂层剂可由下述方法制备获得：以废旧羊毛为原料，从中提取羊毛角蛋白；然后将角蛋白制备为O/W型羊毛角蛋白乳液；制备了水性聚氨酯乳液，将羊毛角蛋白乳液与水性聚氨酯乳液进行复配混合，制得具有保暖功能的羊毛角蛋白/水性聚氨酯复合乳液涂层剂。/n
【技术特征摘要】
1.具有保暖功能的羊毛角蛋白/水性聚氨酯复合乳液涂层剂，其特征在于，所述涂层剂可由下述方法制备获得：以废旧羊毛为原料，从中提取羊毛角蛋白；然后将角蛋白制备为O/W型羊毛角蛋白乳液；制备了水性聚氨酯乳液，将羊毛角蛋白乳液与水性聚氨酯乳液进行复配混合，制得具有保暖功能的羊毛角蛋白/水性聚氨酯复合乳液涂层剂。
2.权利要求1所述的具有保暖功能的羊毛角蛋白/水性聚氨酯复合乳液涂层剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)废旧羊毛的选取：选择以羊毛为材料的废旧衣物，用衣用清洗剂进行清洗，然后用大量水进行清洗，干燥；
(2)羊毛角蛋白溶液的制备：在60～80℃下，将步骤(1)处理的废旧衣物溶解在三羧基乙基膦和尿素的混合溶液，溶解过程不断搅拌，溶解时间为4～6h，过滤，浓缩得到羊毛角蛋白溶液，羊毛角蛋白溶液的固含量为40～60％；所述废旧羊毛(g)、三羧基乙基膦(mL)和尿素(g)的体积质量比为1∶10～20∶1～2；
(3)羊毛角蛋白粉体的制备：将步骤(2)制备的羊毛角蛋白溶液在冷冻干燥机上进行冷冻干燥，制得羊毛角蛋白粉体；所述冷冻温度为：－50～－60℃，干燥时间为：10～18h；
(4)O/W乳液的制备：取羊毛角蛋白固体至圆底烧瓶，加入N-甲基吗啉，使其在恒温电磁搅拌器上于40℃下持续搅拌并完全溶解；当羊毛角蛋白完全溶解后，将混合溶液加入司班60，搅拌使其混合均匀；将以上混合液加入饱和的十二烷基磺酸钠水溶液中，用磁力转子均匀搅拌，得到O/W型羊毛角蛋白乳液；所述羊毛角蛋白(g)与N-甲基吗啉(mL)的固液比为：1∶5～10；所述司...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭雄义，邓健，刘仰硕，粟斯伟，蔡映杰，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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