一种复合纤维材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于假发材料领域，具体公开了一种复合纤维材料及其制备方法和应用。所述复合纤维材料包括内芯，以及由内向外依次包覆在所述内芯外部的连接层和表面涂覆层，所述内芯为无机矿物纤维，所述连接层的原料为氨基硅烷偶联剂，所述表面涂覆层的原料为天然高分子纤维蛋白；本发明专利技术以无机矿物纤维为内芯，天然高分子纤维蛋白为表面涂覆层，二者分别与氨基硅烷偶联剂化学键连接制得所述复合纤维材料，利用该复合纤维材料制备的假发，与人体皮肤有良好的亲和性，阻燃性良好，手感似真发，且该复合纤维材料可降解，不产生污染环境，符合绿色环保的理念，有效解决了现有技术中，假发材料逼真度差，佩戴效果不适，存在安全隐患，难以降解污染环境的问题。环境的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种复合纤维材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及假发材料
，具体公开了一种复合纤维材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着人们生活水平和消费水平的提高，以及对个性与时尚的追求，假发产品已成为现代生活中重要的饰品，具有广阔的市场需求。
[0003]随着假发的市场需求不断增加，人造假发的生产规模不断增加。假发按材质可以分为化纤丝假发和真人发假发。其中，化纤发是以一种或几种化纤为原料制作的成发制品，由于化纤光泽较亮导致其逼真度较差，佩戴后容易有刺痒感等过敏的反应，不利于人体健康，且化纤丝易燃，燃烧时其中有机物形成熔滴极易导致人体烧伤，对人身安全存在威胁，此外，化纤丝属于合成纤维，大部分为石油化工制品，是不可再生资源，丢弃后在自然环境中难以降解，污染环境，无法满足人们对绿色环保的要求，但是化纤发价格便宜、卷曲牢度好；真人发是用真人头发经过漂白、染色处理再加工制作而成的，特点逼真度高、不易打结，后期还可以再焗油和染烫，但是由于原料缺乏，人发制品价格很高，定形效果和卷曲牢度也不如化纤发。
[0004]因此，研发一种具有良好亲肤性，逼真度高，成本低廉，具有一定阻燃效果且符合绿色环保理念的假发纤维材料对于适应市场需求是十分必要的。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中，假发材料存在的逼真度较差，亲肤性差，成本高，存在安全隐患且难以降解污染环境的问题。本专利技术提供了一种复合纤维材料及其制备方法和应用，该复合纤维材料包括内芯以及由内向外依次包覆在所述内芯外部的连接层和表面涂覆层，其中，内芯经连接层修饰后与表面涂覆层以化学键的形式连接，制得所述复合纤维材料，利用该复合纤维材料制备的假发，与人体皮肤有良好的亲和性，阻燃性良好，手感似真发，且该复合纤维材料可降解，不存在污染环境的问题，符合绿色环保的理念。
[0006]为达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0007]本专利技术第一方面提供了一种复合纤维材料，所述复合纤维材料包括内芯，以及由内向外依次包覆在所述内芯外部的连接层和表面涂覆层，所述内芯为无机矿物纤维，所述连接层的原料为氨基硅烷偶联剂，所述表面涂覆层的原料为天然高分子纤维蛋白。
[0008]与现有技术相比，本专利技术创造性的提出一种新的复合纤维材料，该复合纤维材料采用无机矿物纤维为内芯，以天然高分子纤维蛋白为表面涂覆层，内芯和表面涂覆层中间存在氨基硅烷偶联剂作为连接层，无机矿物纤维表面存在大量的Si(OH)4，经氨基硅烷偶联剂修饰后，偶联剂分子中的羟基可以与无机矿物纤维表面的羟基发生脱水反应，形成牢固的表面修饰层，修饰层表面裸露的氨基基团与天然高分子纤维蛋白分子中的羧基反应，形成N＝C化学键，将天然高分子纤维蛋白和无机矿物纤维以化学键的形式紧密连接，生成一
种高界面强度的复合纤维材料，具体反应过程如下所示。
[0009][0010]与有机纤维相比，无机矿物纤维具有储量高，成本低，阻燃性能和耐高温性能优异等优势，且不含有如芳香胺和甲醛等有害有机物，安全性更高，但无机矿物纤维手感欠佳，柔软度和光泽度较低。针对于此，专利技术人将无机矿物纤维经氨基硅烷偶联剂修饰，再与天然高分子纤维蛋白结合，使天然高分子纤维蛋白牢牢包覆住无机矿物纤维，从而大大提高了所得复合纤维材料的手感、柔软度和光泽感，利用该复合纤维材料制备的假发制品，不仅具有优异的阻燃性能和亲肤性能，且逼真度更高，更接近于人发。
[0011]优选的，所述无机矿物纤维为玄武岩连续纤维。
[0012]玄武岩的储量丰富，成本低，生产过程中产生的废弃物少，可直接在环境中降解，无任何危害，是一种名副其实的绿色环保材料。
[0013]优选的，所述氨基硅烷偶联剂的型号为KH
‑
550。
[0014]优选的，所述天然高分子纤维蛋白为丝素蛋白。
[0015]本专利技术第二方面提供一种所述复合纤维材料的制备方法，至少包括如下步骤：
[0016]步骤一、将天然高分子纤维蛋白加入去离子水中，混合均匀，得天然高分子纤维蛋白溶液；
[0017]步骤二、将氨基硅烷偶联剂溶于醇溶液中，得氨基硅烷偶联剂溶液；
[0018]步骤三、将无机矿物纤维依次浸渍所述氨基硅烷偶联剂溶液和所述天然高分子纤维蛋白，光照，干燥，得半成型复合纤维材料；
[0019]优选的，所述天然高分子纤维蛋白为丝素蛋白冻干粉。
[0020]丝素蛋白中主要是由无规则的α
‑
螺旋结构组成，因此，丝素蛋白可溶于水。
[0021]优选的，步骤一中，所述天然高分子纤维蛋白的质量浓度为2％
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25％。
[0022]优选的，步骤二中，所述氨基硅烷偶联剂与醇溶液的体积比为2
‑
19：60
‑
90。
[0023]优选的，步骤二中，所述醇溶液为质量浓度为45％
‑
75％的乙醇溶液。
[0024]优选的，步骤三中，所述无机矿物纤维于氨基硅烷偶联剂溶液中的浸渍时间为5s
‑
10s。
[0025]优选的，所述无机矿物纤维于天然高分子纤维蛋白溶液中的浸渍时间为20s
‑
30s。
[0026]本专利技术提供的无机矿物纤维只需在氨基硅烷偶联剂溶液和天然高分子纤维蛋白溶液中完全浸渍即可，操作简便，所用操作时间较短。
[0027]优选的，步骤三中，所述光照的操作为采用254nm的紫外灯照射所述浸渍后的无机矿物纤维。
[0028]进一步优选的，所述光照时间为0.5h
‑
1.5h.
[0029]经紫外灯光照后的复合纤维材料，将天然高分子纤维蛋白中的α
‑
螺旋结构修改为β
‑
折叠型结构，从而导致复合纤维材料不溶于水，性能更稳定，所得复合纤维材料可见透明硬胶质状态的蛋白连接于无机矿物纤维表面。
[0030]优选的，步骤三中，所述干燥的温度为30℃
‑
40℃，干燥的时间为30min
‑
60min。
[0031]本专利技术第三方面提供一种假发材料，由所述复合纤维材料制成。
[0032]所述假发材料中的无机矿物纤维与天然高分子纤维蛋白都是天然原料，绿色环保无污染，无毒无害，资源丰富。而且，二者均可降解，无机矿物纤维可降解为土壤，天然高分子纤维蛋白可完全生物降解，因此，所制备的假发材料不会污染环境，符合绿色环保的要求。
[0033]优选的，所述假发材料为金色假发。
[0034]本专利技术提供的无机矿物纤维具有天然的金色光泽，所制备的假发材料为金色，无需经过染色处理。
[0035]本专利技术提供了一种复合纤维材料及其制备方法和应用，以无机矿物纤维为内芯，天然高分子纤维蛋白为表面涂覆层，通过氨基硅烷偶联剂修饰无机矿物纤维后，结合天然高分子纤维蛋白制得所述复合纤维材料，利用该复合纤维材料制备的假发，与人体皮肤有良好的亲和性，阻燃性良好，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合纤维材料，其特征在于：所述复合纤维材料包括内芯，以及由内向外依次包覆在所述内芯外部的连接层和表面涂覆层，所述内芯为无机矿物纤维，所述连接层的原料为氨基硅烷偶联剂，所述表面涂覆层的原料为天然高分子纤维蛋白。2.如权利要求1所述的复合纤维材料，其特征在于：所述无机矿物纤维为玄武岩连续纤维；和/或所述氨基硅烷偶联剂的型号为KH
‑
550；和/或所述天然高分子纤维蛋白为丝素蛋白。3.一种如权利要求1或2任一项所述的复合纤维材料的制备方法，其特征在于：至少包括如下步骤：步骤一、将天然高分子纤维蛋白加入去离子水中，混合均匀，得天然高分子纤维蛋白溶液；步骤二、将氨基硅烷偶联剂溶于醇溶液中，得氨基硅烷偶联剂溶液；步骤三、将无机矿物纤维依次浸渍所述氨基硅烷偶联剂溶液和所述天然高分子纤维蛋白，光照，干燥，得复合纤维材料。4.如权利要求3所述的复合纤维材料的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述天然高分子纤维蛋白溶液的质量浓度为2％
‑
25％。5.如权利要求3所述的复合纤维材料的制备方法，其特征在于：步骤二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红超，袁钊，曾令桃，李艳，杨春成，刘昶江，姜乐涛，王定，
申请(专利权)人：河北地质大学，
类型：发明
国别省市：