一种阻燃莫代尔纤维及织物的长效凉感整理剂及其制备方法与流程

本发明属于纺织纤维领域，具体涉及一种阻燃莫代尔纤维及织物的长效凉感整理剂及其制备方法。

背景技术：

1、随着生活水平的提高和安全意识的增强，人们对防护服装的要求不仅局限于基础的安全防护，还逐渐扩展到舒适性和功能性的需求上。特别是在高温作业环境中，能够同时提供防护和凉爽舒适穿着体验的阻燃织物已成为市场的热点和发展的趋势之一。

2、阻燃织物在防护服装中的应用非常广泛，特别是在消防员服装、电工防护服、石油化工工人服装等高风险行业中，阻燃织物因其能够在火灾或高温环境中有效防止燃烧，保护穿戴者免受灼伤而备受青睐。这些防护服通常要求材料具备较高的强度、耐磨性和长期的阻燃性能，以确保在极端环境下能够提供可靠的保护。

3、尽管阻燃织物能够提供有效的安全保护，但其较厚重的结构和材料本身的特性往往导致穿戴时的闷热感，特别是在高温环境下更为明显。凉感整理剂可以通过涂层、浸轧或其他工艺添加到阻燃织物上，以在高温条件下为穿戴者提供更凉爽的体感，从而提升穿着舒适度。

4、然而，在阻燃织物上应用凉感整理剂面临着一系列挑战。首先，阻燃性和凉感功能往往具有技术上的矛盾。阻燃整理剂通常通过化学改性或涂层的方式使纤维在高温下形成保护性的炭化层，而这种处理可能会影响凉感整理剂在织物表面的附着效果。其次，阻燃织物的常用材料如芳纶，其具有较高的化学稳定性和耐热性，这些特性会影响凉感整理剂在其表面的附着效果。再次，某些凉感整理剂，如薄荷油类产品，虽然具有显著的凉感效果，但其挥发性强，作用时间较短，难以满足防护服装对长效性的要求。

5、因此，有必要通过创新的材料和技术手段，进一步提升防护服的舒适性，使其既能提供安全防护，又能在高温环境中保持凉爽，满足市场对高性能防护服装的需求。

技术实现思路

1、本发明旨在克服上述问题，提供一种长效凉感整理剂及其制备方法，同时解决现有薄荷油凉感整理剂因其高挥发性，凉感效果持续时间较短，无法长时间保持凉爽的感觉剂以及现有整理剂在阻燃织物上的附着力不足，导致整理效果不稳定，难以实现广泛应用的问题。

2、为了克服这些问题，本发明引入微胶囊技术，这种技术可以将如薄荷油等具有凉感功能的成分封装在纳米级的微胶囊中，通过缓释机制延长其在织物表面的作用时间。此外，选用与其具有良好相容性的纤维及织物，为阻燃织物及防护服装，本发明中，我们选用阻燃莫代尔纤维。

3、本发明的技术方案：

4、一种阻燃莫代尔纤维及织物的长效凉感整理剂，该整理剂主体由微胶囊组成，每个微胶囊包括：

5、内核，所述内核包含具有凉感功能的薄荷油；

6、外壳，所述外壳由生物可降解的聚乳酸-羟基乙酸共聚物和聚二氧化碳基聚醚多元醇形成的复合材料构成，外壳包覆内核并控制薄荷油的缓释。

7、优选地，所述聚乳酸-羟基乙酸共聚物与聚二氧化碳基聚醚多元醇的质量比为4:7-4:8。

8、所述薄荷油的包埋率不低于90％。

9、在25℃室温条件下，所述薄荷油持续释放时间不低于60天。

10、在25℃室温条件下，凉感整理剂储存稳定性大于12个月。

11、上述阻燃莫代尔纤维及织物的长效凉感整理剂的制备方法，包括以下步骤：

12、1)在溶剂中将生物可降解包衣材料、稳定剂或增稠剂混合形成均相溶液；

13、2)向所述均相溶液中加入薄荷油和乳化剂，并在适当的温度和搅拌条件下进行反应；

14、3)缓慢滴加交联剂，并在控制的温度和时间条件下继续反应，以形成包含薄荷油的微胶囊，得微胶囊的悬浮液；

15、4)对所得微胶囊进行干燥处理，得到长效凉感整理剂。

16、所述生物可降解包衣材料包括聚乳酸-羟基乙酸共聚物和聚二氧化碳基聚醚多元醇，其中聚乳酸-羟基乙酸共聚物占步骤3)悬浮液总质量的6％～8％，聚二氧化碳基聚醚多元醇占步骤3)悬浮液总质量的12％～14％。

17、所述稳定剂或增稠剂为羧甲基纤维素钠，占步骤3)悬浮液总质量的2.5％～4％。

18、所述乳化剂包括3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙烷磺酸钠盐和司盘60，其中3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙烷磺酸钠盐占步骤3)悬浮液总质量的1％～2％，司盘60占步骤3)悬浮液总质量的0.4％～1％。

19、所述交联剂为甲基丙烯酸酐化壳聚糖，占步骤3)悬浮液总质量的0.5％～1.5％。

20、所述溶剂为乙酸乙酯，占步骤3)悬浮液总质量的58.5％～69.6％。。

21、优选地，步骤1)中的制备条件为在60℃下搅拌至少2小时得所述均相溶液。

22、优选地，步骤2)中的制备条件为在60℃反应50分钟以上。

23、优选地，步骤3)中控制滴加时间为10分钟，随后继续在60℃条件下搅拌1小时以上。

24、优选地，所述干燥处理采用喷雾干燥方法进行。

25、优选地，所述喷雾干燥步骤是在液氮条件下进行，以确保所述长效凉感整理剂的纳米胶囊结构稳定性和功能性。

26、本发明中：

27、薄荷油：作为主要的凉感成分，薄荷油具有显著的吸热效应和疏风散热的作用，能够赋予织物凉爽舒适的感觉。

28、聚乳酸-羟基乙酸共聚物：作为包衣材料，具有良好的生物可降解性和相容性，能够有效包埋薄荷油，防止其快速挥发，延长作用时间。

29、聚二氧化碳基聚醚多元醇：作为包衣材料的另一种成分，与聚乳酸-羟基乙酸共聚物协同作用，提高包衣的稳定性和机械强度。

30、羧甲基纤维素钠：作为增稠剂或稳定剂，有助于形成稳定的均相溶液，防止各组分在制备过程中分层或沉淀。

31、甲基丙烯酸酐化壳聚糖：作为交联剂，增强包衣材料的机械强度和致密性，提高薄荷油的包埋率。

32、3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙烷磺酸钠盐：作为乳化剂，有助于薄荷油在体系中的均匀分散，提高包埋效率。

33、司盘60：作为乳化剂，进一步促进薄荷油在体系中的分散和稳定。

34、乙酸乙酯：作为分散介质和溶剂，用于溶解各组分，形成均相溶液，便于后续喷雾操作和干燥处理。

35、选择这些材料主要是基于它们的物理化学性质、生物相容性、生物可降解性以及对薄荷油包埋效果的影响。例如，聚乳酸-羟基乙酸共聚物因其生物可降解性和良好的包埋性能而被选为包衣材料；薄荷油因其显著的凉感效果而被选为主要功能成分。

36、阻燃莫代尔纤维通过化学改性实现本质阻燃性，纤维在高温或火焰下能够形成炭化层，从而抑制燃烧。由于其阻燃性是通过分子结构内的改性实现的，因此在一定程度上，这种纤维对外部整理剂的适应性较好。

37、阻燃莫代尔纤维的阻燃性能主要依赖于纤维的内在结构，而本发明的凉感整理剂通过微胶囊封装，减少了直接接触纤维表面的机会，从而降低了潜在的化学反应风险。因此，这两者在化学上通常具有良好的相容性。

38、由于凉感整理剂以微胶囊形式存在，其附着在纤维表面的方式对纤维的物理性质影响较小，不会显著改变纤维的强度、柔韧性或质感。同时，微胶囊技术还能确保凉感成分的逐步释放，从而保持长时间的凉感效果。

39、本发明的关键技术手段：

40、微胶囊技术：微胶囊化技术通过在薄荷油外形成保护层，减缓了薄荷油的挥发速度，从而延长其释放时间。这种缓释机制确保薄荷油的凉感效果能够持续较长时间(至少60天)。

41、多组分协同作用：聚乳酸羟基乙酸共聚物和聚二氧化碳基聚醚多元醇形成的包衣材料具有良好的机械强度和稳定性，能有效保护薄荷油免受外界环境的影响。加入的增稠剂和交联剂(如羧甲基纤维素钠和甲基丙烯酸酐化壳聚糖)进一步提高了整理剂的均匀性和粘附力，确保其在涤纶纤维或织物上能稳定附着。

42、有益效果：

43、延长了凉感效果的持续时间：通过微胶囊技术，薄荷油的释放时间得以显著延长，解决了传统整理剂凉感效果短暂的问题，能够在使用60天后仍然保持显著的凉感效果。

44、提高了产品的稳定性和附着力：通过多组分的协同作用，整理剂在涤纶纤维或织物上的附着力和稳定性大幅提升，确保其在不同环境条件下仍能保持有效的整理效果。

45、生物降解性：使用生物可降解材料作为包衣，有助于环保，避免了化学整理剂对环境的长期不利影响。

46、总结来说，本发明通过微胶囊技术和多组分协同作用的关键技术手段，成功解决了薄荷油凉感整理剂在持续时间以及应用于常见阻燃织物附着力方面的不足，带来了显著的技术效果。这种方法不仅延长了整理剂的凉感效果，还提高了其在阻燃织物上的应用稳定性，同时兼顾了环保性。