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CN109468847B - 一种超双疏纺织品整理剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种超双疏纺织品整理剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超双疏纺织品整理剂及其制备方法和应用，该整理剂包括由挥发性有机溶剂、硅氧烷和氨水所制成的硅溶胶，以及挥发性有机溶剂、含氟修饰剂和疏水性树脂所制成的低表面能修饰溶液，其中各原料的重量份比例如如下：挥发性有机溶剂40‑100份，硅氧烷2‑10份，氨水2‑10份，疏水性树脂2‑5份，固化剂0.1‑0.5份，含氟修饰剂0.1‑1份。本发明超双疏纺织品整理剂制备的织物表面水滴与油滴静态接触角均大于150°，且液滴在其表面易滚动。在强酸强碱溶液中长时间浸泡或经长时间洗涤或摩擦后，该织物仍然具有优异的超双疏性能。同时其制备工艺简单易行，不改变织物本身的颜色，过程易于控制，便于大规模生产。

Description

一种超双疏纺织品整理剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种超双疏纺织品整理剂及其制备方法和应用，属于纺织品整理剂技术领域。
背景技术
目前市面上超疏水织物比较常见，但普通的超疏水织物对较低表面张力(<35mN/m)的液体具有较弱的排斥能力。因此，由于不能排斥这些低表面张力液体，超疏水织物的应用受到了限制。
超双疏表面是指对水和表面张力低的流体都具有大于150°接触角的表面。水滴和油滴可以轻易地从这些表面滚落。而超双疏表面也因其在各种应用领域的出色前景而备受关注，例如防减阻、指纹板、防腐蚀、防护服等方面。而具有超双疏性能的织物特别适用于制造防止有毒液体侵袭的防护服、油和水混合物分离的滤网、以及自清洁的衣物。
超双疏织物的制备主要通过使用纳米粒子在不同的基底上制备微米和纳米粗糙结构，然后用低表面能的改性剂处理。较差的机械稳定性也大大限制了现有超双疏表面的工业应用，使得超双疏表面在承受严重的洗涤和磨损或者在恶劣的工作条件下使用很容易受到损伤从而对疏水、疏油效果产生影响。
发明内容
发明目的：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种超双疏纺织品整理剂及其制备方法和应用，其制备方法简单，制得的超双疏整理剂除了具备超疏水性、超疏油性、抗油污的性能外，同时该处理剂高透明度、耐摩擦、抗紫外照射、耐强酸强碱、绿色环保等优良性能。
技术方案：为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种超双疏纺织品整理剂，包括由挥发性有机溶剂、硅氧烷和氨水所制成的硅溶胶，以及挥发性有机溶剂、含氟修饰剂、固化剂和疏水性树脂所制成的低表面能修饰溶液，其中各原料的重量份比例如如下：
挥发性有机溶剂40-100份，硅氧烷2-10份，氨水2-10份，疏水性树脂2-5份，固化剂0.1-0.5份，含氟修饰剂0.1-1份。
所述挥发性有机溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或多种。
所述硅氧烷包括正硅酸四乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、三甲基氯硅烷中的一种或多种。
所述含氟修饰剂包括全氟辛基三氯硅烷、全氟癸基三氯硅烷、氟辛基二甲基氯硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟辛酰氯或全氟癸基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
所述疏水性树脂包括氟碳树脂或者机硅树脂中的一种或多种，所述固化剂包括二异氰酸酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
所述超双疏纺织品整理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)在不断搅拌的条件下，先向挥发性有机溶剂中加入氨水，调节pH为8～10，随后向混合溶液中加入硅氧烷，并以200～1200rpm的转速反应4～12h形成透明的硅溶胶；
(2)在不断搅拌的条件下，向含有含氟修饰剂的挥发性有机溶剂中加入疏水性树脂和固化剂，即得低表面能修饰液。
所述超双疏纺织品整理剂在制备超双疏织物中的应用，包括以下步骤：将普通织物在硅溶胶中浸泡后取出，室温干燥，然后在低表面能修饰溶液中浸泡，取出并干燥。
所述普通织物为涤纶、尼龙、棉、纱布、海绵及混纺织物等，经过该方法处理过的织物具备超双疏性能。
技术效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下技术优势：
1)工艺简单、原料易得、成本低廉；
2)本发明的超双疏整理剂无色透明，不会对所处理的纤维本身的颜色造成影响；
3)本发明的超双疏织物整理剂不受织物基材种类限制，对棉、尼龙、涤纶纱布、海绵及混纺织物等织物都适应；
4)用本发明制备的处理剂处理的织物具有超双疏性、抗油污、耐强酸强碱，水和油的接触角均大于150°，滚动角小于10°；
5)机械性能良好，耐水洗、摩擦、超声，有一定自修复功能，使用寿命长。
附图说明
图1：本发明超双疏织物的低倍扫描电镜图片。
图2：本发明超双疏织物的高倍扫描电镜图片。
图3：本发明超双疏织物与水滴(图3a)和油滴(图3b)的接触角光学照片。
图4：水滴(甲基蓝染色)、普通饮料、乙二醇和普通食用油滴(苏丹II染色)在本发明超双疏织物表面的光学照片。
具体实施方式
为了更好的理解和应用本发明，下面将结合实施例进一步阐释本发明的内容。
实施例1
(1)硅溶胶的制备：在不断搅拌的条件下，在50份甲醇溶液中加入氨水，调节PH为8.5，随后向混合溶液中加入2份甲基三甲氧基硅烷，并以800rpm的转速反应4h形成透明的硅溶胶；
(2)低表面能修饰：在1200rpm转速下，在50份四氢呋喃溶液中加入0.3份全氟癸基三乙氧基硅烷和3份氟碳树脂及0.3份六亚甲基二异氰酸酯固化剂；
(3)将涤纶织物在(1)中浸泡15min后取出室温干燥15min，然后在(2)中浸泡15min，最后在120℃下干燥2h。
图1为实施例中超双疏涤纶织物的低倍扫描电镜图片。所制备的超双疏涤纶织物在pH＝1的强酸溶液和pH＝14的强碱溶液溶液中浸泡48h仍保持超双疏性能，表明该方法制备的超双疏涤纶织物具有优异的耐酸碱新能性能。
实施例2
(1)硅溶胶的制备：在不断搅拌的条件下，在50份乙醇溶液中加入氨水，调节PH为8.0，随后向混合溶液中加入2份乙烯基三乙氧基硅烷，并以800rpm的转速反应8h形成透明的硅溶胶；
(2)低表面能修饰：在1000rpm转速下，在50份N，N-二甲基甲酰胺溶液中加入0.2份全氟癸基三氯硅烷和2份氟碳树脂和0.1份六亚甲基二异氰酸酯固化剂；
(3)将涤纶织物在(1)中浸泡15min后取出室温干燥15min，然后在(2)中浸泡15min，最后在120℃下干燥2h。
图2为实施例中超双疏涤纶织物的高倍扫描电镜图片。所制备的超双疏涤纶织物在600目的砂纸上负载200g砝码打磨200cm距离后水的接触角保持在150°以上，油滴的接触角仍保持在140°以上，表现出良好的机械性能。
实施例3
(1)硅溶胶的制备：在不断搅拌的条件下，在50份异丙醇溶液中加入氨水，调节PH为8.5，随后向混合溶液中加入1份三甲基氯硅烷和2份丙基三甲氧基硅烷，并以800rpm的转速反应8h形成透明的硅溶胶；
(2)低表面能修饰：在1200rpm转速下，在50份N，N-二甲基乙酰胺溶液中加入0.2份全氟辛基三氯硅烷和3份有机硅树脂，0.3份乙烯基三甲氧基硅烷固化剂；
(3)将纯棉织物在(1)中浸泡15min后取出室温干燥15min，然后在(2)中浸泡15min，最后在90℃下干燥2h。
图3为实施例中超双疏棉织物的水滴(图3a)和油滴(图3b)的接触角光学照片。
实施例4
(1)硅溶胶的制备：在不断搅拌的条件下，在50份甲醇溶液中加入氨水，调节PH为8.0，随后向混合溶液中加入1份正辛基三乙氧基硅烷基硅烷，0.5份正硅酸四乙酯和1份三甲基氯硅烷，并以1000rpm的转速反应8h形成透明的硅溶胶；
(2)低表面能修饰：在1000rpm转速下，在50份四氢呋喃溶液中加入0.5份全氟辛基三乙氧基硅烷和4份有机硅树脂及0.2份甲基三甲氧基硅烷固化剂；
(3)将纯棉织物在(1)中浸泡15min后取出室温干燥15min，然后在(2)中浸泡15min，最后在100℃下干燥2h。
图4为实施例中水滴(甲基蓝染色)、普通饮料、乙二醇和普通食用油滴(苏丹II染色)在超双疏棉织物表面的光学照片。
实施例5
与实施例1相同，不同之处仅在于如下：
挥发性有机溶剂40份，硅氧烷2份，氨水2份，疏水性树脂2份，固化剂0.1份，含氟修饰剂0.1份。
硅溶胶的制备中，调节pH为8，200的转速反应12h。
经过性能检测，结果与上述实施例基本相同。
实施例6
与实施例1相同，不同之处仅在于如下：
挥发性有机溶剂100份，硅氧烷10份，氨水10份，疏水性树脂5份，固化剂0.5份，含氟修饰剂1份。
硅溶胶的制备中，调节pH为10，1200rpm的转速反应4h。
经过性能检测，结果与上述实施例基本相同。

Claims (1)

1.一种超双疏纺织品整理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）硅溶胶的制备：在不断搅拌的条件下，在50份乙醇溶液中加入氨水，调节PH为8.0，随后向混合溶液中加入2份乙烯基三乙氧基硅烷，并以800rpm 的转速反应8h 形成透明的硅溶胶；
（2）低表面能修饰：在1000rpm 转速下，在50份N，N-二甲基甲酰胺溶液中加入0.2份全氟癸基三氯硅烷和2份氟碳树脂和0.1份六亚甲基二异氰酸酯固化剂；
（3）将涤纶织物在（1）中浸泡15 min后取出室温干燥15min， 然后在（2）中浸泡15min，最后在120℃下干燥2h。
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