一种莨纱绸涂层制剂及其制备方法和应用

本发明涉及纺织品加工，具体涉及一种莨纱绸涂层制剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、莨纱绸是一种我国特有的、拥有特殊织物风格及穿着舒适性的天然涂层丝绸产品，其双面异色(正面亮黑色，反面红棕色)，手感滑软挺括，透湿透气性好，织物色牢度高。莨纱绸的加工工艺是国家级非物质文化遗产，依靠全天然原料及手工工艺加工而成：丝织物先经过反复的浸染薯莨染液及在阳光下曝晒后，然后在晒莨后织物的深色面涂上河塘底泥，待充分反应后洗掉浮泥，其织物表面形成一层黑亮的纯天然的涂层。莨纱绸只能在广东和广西极少数地区生产，主要原因之一是加工莨纱绸黑色涂层所需的河泥原料十分特殊，其主要成分和性质与其他地区的河泥不同。目前，由于工业化的不断发展，使得能够用于莨纱绸制备生产用泥日益减少，威胁着莨纱绸的可持续生产。这种对河泥的资源的依赖以及莨纱绸繁琐的制备方式，使得莨纱绸难以工业化生产。因此，行业亟待开发出天然、有效的涂层制剂来满足莨纱绸的可持续生产。

2、目前关于莨纱绸涂层制备方法的报道较少，主要有涂泥法(专利cn102733182b)、表面化学聚合法(专利cn114892398a)及化工产品印花法，这些方法要么没能摆脱依赖于河泥的局限，要么大量使用化工合成产品，改变了莨纱绸“纯天然”、“健康”、“环保”的特性，难以被消费者接受。

3、基于此，专利cn116479662a公开了一种纯天然非河泥莨纱绸涂层制剂及莨纱绸涂层工业化加工法，由以下质量百分比的成分组成：腐殖酸5.0％～16.0％、富里酸2.0％～8.0％、明矾0.02％～0.2％、绿矾0.02％～0.2％、植酸钠0.5％～5.0％、淀粉15.0％～25.0％、卡拉胶0.5％～5.0％，余量为水。然而，一方面，该配方较为复杂，另一方面，其需要使用大量的成型剂：淀粉和卡拉胶，这使其与织物结合过程中无法在高温下进行，在高温条件下淀粉和卡拉胶可能发生“熟化”或者变质并发生嵌在织物中的情况，不利于后续水洗去除未与织物反应的物质，同时由于涂层的形成过程只能在相对较低温下进行，使得生产工艺时间较长，不利于工业化大生产。

4、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本技术的背景的理解，因此本发明的背景部分可以包含关于本发明的问题或环境的背景信息，而不一定是描述现有技术。因此，在背景技术部分中包含的内容并不是申请人对现有技术的承认。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中的一个或多个不足，提供一种改进的莨纱绸的制备方法，该方法使用特定的涂层制剂，该涂层制剂使莨纱绸具有乌黑亮丽涂层的基础上，不仅天然环保，而且配方简单，无需使用成型剂即可实现在织物表面的涂布，尤其是适于莨纱绸的高温成型，大大地降低了生产耗时。

2、本发明同时提供了一种用于制备莨纱绸的莨纱绸涂层制剂的制备方法及其制成的莨纱绸涂层制剂。

3、为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案是：

4、一种莨纱绸的制备方法，该制备方法包括：将涂层制剂施加于晒莨后织物的一个表面，进行第一反应，形成莨纱绸；

5、以质量百分含量计，所述涂层制剂的原料包括：

6、天然矿物质 15.0％～30.0％；

7、绿矾 0.5％～5.0％；

8、水 65.0％～84.5％；

9、所述天然矿物质为蒙脱土和/或膨润土，所述蒙脱土和/或膨润土能够与所述绿矾发生作用形成胶体物质。

10、根据本发明的一些优选方面，所述天然矿物质为蒙脱土。

11、蒙脱土(英文名称montmorillonite)又名胶岭石，一种硅酸盐的天然矿物，为膨润土矿的主要矿物组分。含al2o3、mgo、sio2。结构式为(al,mg)2(sio10)(oh)2·nh2o。单斜晶系，多位微晶，集合体呈土状、球粒等状。白色微带浅灰色，含杂质时呈浅黄、浅绿、浅蓝色，土状光泽或无光泽，有滑感。加水后其体积可膨胀数倍，并变成糊状物，具有很强的吸附能力和阳离子交换性能。蒙脱土是一类由纳米厚度的表面带负电的硅酸盐片层，依靠层间的静电作用而堆积在一起构成的土状矿物，其晶体结构中的晶胞是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体构成，具有独特的一维层状纳米结构和阳离子交换性特性。

12、膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，一般地，含量在85-90％。

13、根据本发明的一些优选方面，所述天然矿物质与所述绿矾的投料质量比为5-25∶1。

14、根据本发明，所述涂层制剂为胶体状态。

15、根据本发明的一些优选方面，所述涂层制剂的制备方法包括：

16、在第一碱性条件和加热条件下，将天然矿物质和绿矾分散于水中，然后调节ph值至第二碱性条件，进行第二反应，生成呈胶体状态的涂层制剂；

17、其中，所述第二碱性条件的ph值大于等于所述第一碱性条件的ph值。

18、根据本发明的一些优选方面，控制所述加热条件使体系温度为50-95℃，该温度既作为分散天然矿物质和绿矾的温度，也作为第二反应的反应温度，有利于天然矿物质和绿矾的快速分散与反应。

19、根据本发明的一些优选且具体的方面，控制所述第一碱性条件下的ph值为7.01-9.0。

20、根据本发明的一些优选且具体的方面，控制所述第二碱性条件的ph值为9.0-12.0。

21、在本发明的一些实施方式中，可以采用添加碱性试剂或其水溶液的方式调控体系的ph值以达到第一碱性条件或第二碱性条件。进一步地，可以采用添加碱性氢氧化物或其水溶液的方式，例如可以添加氢氧化钠或氢氧化钾或者它们的水溶液。

22、在本发明的一些实施方式中，控制所述第二反应的反应时间为1-12h。

23、在本发明的一些实施方式中，采用涂布的方式将涂层制剂施加于晒莨后织物的一个表面。进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述涂布的方式包括刮涂、辊涂、超声喷涂以及狭缝涂布等。

24、进一步地，在本发明的一些优选且具体的实施方式中，采用刮刀式涂布机将涂层制剂均匀涂覆于晒莨后织物的正面(通常的深色面、外露面)。

25、进一步地，在本发明的一些优选且具体的实施方式中，控制所述第一反应在汽蒸处理条件下进行。

26、根据本发明的一些优选方面，所述汽蒸处理条件的汽蒸温度为100-110℃，本发明的涂层制剂不仅可以在此高温下进行制备，而且可快速制备获得，大大地降低了生产耗时。

27、根据本发明，所述汽蒸处理条件的汽蒸处理时间大于等于2min，更进一步地，所述汽蒸处理条件的汽蒸处理时间为2-20min。在本发明的一些实施方式中，所述汽蒸处理条件的汽蒸处理时间基本上可以在10min以下完成，甚至可以缩短至2-3min，极大地提高了生产效率，有利于工业化的应用。

28、在本发明的一些实施方式中，在进行所述第二反应后，离心分离，即可得到呈胶体状态的涂层制剂。

29、根据本发明的一些优选且具体的方面，制备所述莨纱绸的实施方式包括：

30、制备所述涂层制剂，所述涂层制剂呈胶体状态；

31、将所述涂层制剂涂布于晒莨后织物的正面，然后进行汽蒸处理，处理后进行水洗(水洗的目的基本在于去除多余涂层制剂，即去除未反应的涂层制剂)。

32、进一步地，本发明中，由于无需添加成型剂，因此，在水洗过程中仅需除去少量的未反应的杂质以及极少量的制剂原料。

33、本发明提供的又一技术方案：一种莨纱绸涂层制剂，以质量百分含量计，所述涂层制剂的原料包括：

34、天然矿物质 15.0％～30.0％；

35、绿矾 0.5％～5.0％；

36、水 65.0％～84.5％；

37、所述天然矿物质为蒙脱土和/或膨润土，所述蒙脱土和/或膨润土能够与所述绿矾发生作用形成胶体物质。

38、本发明中，利用天然矿物质制备获得涂层制剂，原料纯天然，克服了目前业界大量使用化工合成产品加工成的“仿品”的本质缺陷；同时本涂层制剂的化学反应性质类似于天然河泥，加工获得的莨纱绸涂层乌黑亮丽，织物风格和性能类似于传统涂河泥加工生产的莨纱绸产品，此外，本涂层制剂的价格便宜，更重要的是其不局限于河泥，摆脱了莨纱绸生产的地域和资源局限性。

39、本发明提供的又一技术方案：一种用于制备莨纱绸的莨纱绸涂层制剂的制备方法，以质量百分含量计，所述涂层制剂的原料包括：

40、天然矿物质 15.0％～30.0％；

41、绿矾 0.5％～5.0％；

42、水 65.0％～84.5％；

43、所述天然矿物质为蒙脱土和/或膨润土；

44、所述涂层制剂的制备方法包括：

45、在第一碱性条件和加热条件下，将天然矿物质和绿矾分散于水中，然后调节ph值至第二碱性条件，进行第二反应，生成呈胶体状态的涂层制剂；

46、其中，所述第二碱性条件的ph值大于等于所述第一碱性条件的ph值。

47、本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的制备方法制成的莨纱绸涂层制剂。

48、由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

49、本发明基于现有技术中在制备莨纱绸的过程中存在过于依赖特定区域的河泥资源、不天然环保、涂层制剂复杂且生产耗时长等缺陷，在大量实践研究过程中，意外发现，当采用蒙脱土或以蒙脱土为主的膨润土与绿矾进行组合时，(1)不仅可以生成胶体物质，而且该胶体物质在无成型剂前提下仍然具有良好流变性和粘接性，进而可较好地涂布在织物表面，有利于固着成膜，尤其是成型剂的省略，还使得织物后期的成型可以在较高温度下进行，避免了现有技术中成型剂在高温条件下可能发生“熟化”或者变质并发生嵌在织物中的情况而导致地不利于后续水洗去除未与织物反应的物质，进而可以大大地提高生产效率，织物涂层形成时间甚至能够缩短至2-3min，有利于工业化的应用；(2)本发明在简单配方的条件下，仍然可以使得制备的莨纱绸具有传统莨纱绸双面异色、具有黑亮涂层风格和高色牢度；

50、经过进一步地机理分析研究，认为：应是蒙脱土的特定结构，例如其大致由两个基本结构单位组成：硅氧四面体和铝氧八面体，其晶体结构中的晶胞是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体构成，具有独特的一维层状纳米结构和阳离子交换性特性，同时其呈表面带负电的硅酸盐片层，使得蒙脱土对于绿矾中的亚铁离子具有非凡的吸附作用以及可实现阳离子交换的能力，从而使蒙脱土间通过亚铁离子结合形成更大的粘粒，形成具有优异流变性和粘接性的胶体性质，同时该胶体中的亚铁离子充当“桥梁”作用，能够与织物上的薯莨色素发生络合，进而将涂层制剂牢牢地固定在晒莨后织物上成膜，大大地提高了涂层牢度。