技术领域
[0001] 本
发明属于纺织技术领域,具体涉及一种织物用防水透湿涂层剂。
背景技术
[0002] 防水透湿织物(WaterproofandMoisturePermeableFabric)又称为“会呼吸的织物”(Waterproof,WindproofandBreathableFabric),是指水在一定压
力下不渗入织物,而人体散发的汗气能通过织物扩散传递到外界,不致在
皮肤和衣服间积累或冷凝使人感觉到发闷的功能性织物。防水透湿织物集防水、透湿、防
风和保暖性能于一体,具有很高的市场需求。防水透湿织物主要有高
密度织物、涂层织物和
层压织物这三种。其中使用涂层方式制备防水透湿织物,由于其成本较低,加工简单而得到广泛应用,织物涂层是指在织物表面或双面均匀地涂布一层或多层高分子化合物,使织物正
反面能产生不同功能和外观的一种表面
整理技术。涂布的高分子化合物称为纺织品涂层整理剂简称涂层剂。涂层整理技术可以赋予织物很多功能,如:防水、防风、保暖和抗静电等。防水透湿织物涂层但由于原料、工艺及这种方法本身的局限,一直未能很好地解决透气透湿与耐水压之间的矛盾。
[0003] 为了解决防水与透湿之间的矛盾,通过加入有机高分子材料粉末是一种可行的方法。如
申请号为200710169077.1题为“一种吸湿透汽聚
氨酯膜的生产方法”公布了一种吸湿透汽聚氨酯膜的生产方法,用
碳酸氢钠、碳酸氢铵等改性羊毛和羽绒等有机高分子材料超细粉体并分散于聚氨酯溶液,最后干法成膜;如申请号为200710145401.6和200810240465.9所公布的,通过添加吸湿性较强的木质
纤维素微细粉于涂层剂中,提高了透湿能力。上述
专利均应用于
溶剂型的、透湿型的涂层剂,且存在用量大、透湿效果不够显著等问题。
[0004] 聚
丙烯酸酯乳液因具有良好的耐候性、保光性、成膜性,在皮革、造纸、印染、建筑等领域被广泛地用作涂饰剂、施胶剂、涂层剂和涂料,但是也存在热粘冷脆、不耐溶剂等缺点。针对聚丙烯酸酯乳液
缺陷进行改性的主要技术包括多组分杂化改性技术,如环
氧树脂、聚氨酯改性丙烯酸乳液;交联改性,如采用双丙
酮丙烯酰胺制备室温自交联型聚丙烯酸酯乳液;无机
纳米材料改性,一般选用的纳米材料为
二氧化硅、二氧化
钛等。无机纳米材料改性聚丙烯酸酯已在水性建筑涂料、皮革涂饰剂等方面有较多的研究,并取得了显著的效果。聚丙烯酸酯类乳液作为一类防水透湿涂层剂,具有加工的织物柔软、胶膜透明度高,耐候性好,具有良好的抗水、防绒等性能,但是由于防水透湿性相对较低、舒适性较差的缺点使其应用受限。因此需要研发一种新型的的涂层剂来满足人们的需求。
发明内容
[0005] 本发明所要解决的技术问题:针对目前常用织物涂层剂存在防水透湿的平衡性较差的问题,提供一种织物用防水透湿涂层剂。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:一种织物用防水透湿涂层剂,按
质量份数计,包括如下组分:3 7份聚乙烯吡咯烷酮、2~ ~
5份分散剂、1 4份
增塑剂,还包括:30 50份复合涂层剂基料、12 20份芦苇叶处理料。
~ ~ ~
[0007] 所述复合涂层剂基料的制备方法,包括如下步骤:(1)按质量比1:4 8:0.01:18 25取添加剂、衣康酸、纳米
二氧化硅、水混合搅拌,加入衣~ ~
康酸质量6 10倍的聚丙烯酰胺、衣康酸质量50 65%的戊二
醛混合,于60 70℃保温,得混料,~ ~ ~
取
鱼鳔剪出开口,水洗,沥干,从开口处灌入混料,扎紧开口于60 75℃
热处理,打开鱼鳔并~
收集鱼鳔内
混合液蒸发浓缩,得浓缩物;
(2)取浓缩物按质量比5 8:0.3加入辅料混合,
研磨,得研
磨料,于70 85℃,按质量比8~ ~ ~
12:5 8:25取研磨料、预处理魔芋胶、水混合搅拌,加入研磨料质量20 35%的甲醛溶液混合,~ ~
抽
真空,
微波处理,即得复合涂层剂基料。
[0008] 所述步骤(1)中的添加剂:按质量比1:3 6:0.01取
淀粉、聚乳酸、羟基
磷灰石混合,~即得添加剂。
[0009] 所述步骤(2)中的辅料:按质量比1:1:3 7取
硬脂酸镁、黄原胶、滑石粉混合,即得~辅料。
[0010] 所述步骤(2)中的预处理魔芋胶:取魔芋精粉按质量比1:6 10加入
碳酸氢钠溶液~混合,得胶液,取胶液按质量比12 18:1:2 5加入聚乙烯醇、
碱木质素混合,减压蒸发,即得~ ~
预处理魔芋胶。
[0011] 所述芦苇叶处理料的制备:于35 45℃,按质量比1:6 10取芦苇叶颗粒、
试剂混合,~ ~保温浸泡,滤出芦苇叶颗粒按质量比1:7 12加入
硝酸溶液混合,超声振荡,出料,于30 45℃~ ~
减压浓缩,得浓缩料,取浓缩料按质量比5 8:3加入自制活性料混合,剪切分散,即得芦苇叶~
处理料。
[0012] 所述试剂:按质量比1:4 8取双氧水、
乙醇溶液混合,即得试剂。~
[0013] 所述自制活性剂:于28 36℃,按质量比4 8:1取
没食子酸、二乙烯三胺混合搅拌,~ ~通入氮气保护,升温至110 120℃,保温,升温至150 160℃,加入没食子酸质量20 45%的尿~ ~ ~
素混合,升温至130 150℃混合,冷却,得冷却料,取冷却料按质量比20 35:3:1加入仲烷基~ ~
磺酸钠、硅油混合,于50 65℃保温,减压蒸发,即得自制活性剂。
~
[0014] 所述分散剂:按质量比1:1 3取十六烷基三甲基溴化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚混合,~即得分散剂。
[0015] 所述增塑剂:按质量比2 5:1取
柠檬酸三乙酯、甘油混合,即得增塑剂。~
[0016] 本发明与其他方法相比,有益技术效果是:(1)本发明以淀粉、聚乳酸、羟基磷灰石为添加剂,与
单体衣康酸、纳米二氧化硅等共混复合,构成凝胶网络,以
吸附-填充作用通过分散一定量的纳微米粒子二氧化硅有选择性的紧密吸附于复合凝胶网络上,增强微观网络结构的
稳定性,降低网孔结构的孔隙度,进而提高网络层内或层间的致密度,减少透水量,改善防水性能,另外,采用魔芋精粉与碱液共混,并加入聚乙烯醇、碱木质素混合,使得其中含有大量的不同状态的氢键,氢键具有高饱和性和方向性,部分处于高能状态的氢键能够与周边其它未
配对的氢键相结合,发生交联作用,降低表面
张力,添加的碱木质素也可羟基磷灰石引入的
钙离子相螯合,提高内部的结合性,并在鱼鳔内进行热处理,溶出部分
蛋白质,也可与钙离子相结合,掩蔽羧基等亲水基团,减弱复合涂层基料的亲水性,能够在提升防水的同时保障透湿效果;
(2)本发明以硝
酸溶液浸泡芦苇叶,
软化纤维,超声
空化负压作用
破碎其为更小的纤维,结合采用了没食子酸、二乙烯三胺等成分进行酰胺化等处理制得的自制活性料,可很好地提升本涂层剂使用后的成膜稳定性和吸湿性,而仲
烷基磺酸钠的加入也有利于本涂层剂中成分的分散效果,提升本涂层剂中有机高分子成分和无机成分间的相容性,提高涂层织物的防水性,结合复合涂层剂基料形成具有相分离结构的互穿网络结构,为水分子提供透湿通道,进一步保障了涂层织物的透湿性能,并在制备过程中加入部分尿素,在受热过程中,尿素分解为氨气和二氧化碳,也可增多透气孔,降低表面张力,保障所构成的涂层具有良好的防水透湿平衡性;
(3)本发明采用聚乳酸、羟基磷灰石等成分结合
纳米粒子形成吸附-填充作用,提高内部网络层间的致密度,掩蔽部分亲水基团,防止过分透水,并结合良好成膜稳定性和吸湿性的芦苇叶处理料,稳定提升防水透湿稳定性,针对目前常用织物涂层剂存在防水透湿的平衡性较差的问题,改善效果显著,具有很好的应用前景。
具体实施方式
[0017] 预处理魔芋胶:取魔芋精粉按质量比1:6 10加入浓度1mol/L的碳酸氢钠溶液混~合,得胶液,取胶液按质量比12 18:1:2 5加入聚乙烯醇、碱木质素混合均匀,减压蒸发至恒~ ~
重,即得预处理魔芋胶。
[0018] 添加剂:按质量比1:3 6:0.01取淀粉、聚乳酸、羟基磷灰石混合,即得添加剂。~
[0019] 辅料:按质量比1:1:3 7取硬脂酸镁、黄原胶、滑石粉混合,即得辅料。~
[0020] 试剂:按质量比1:4 8取浓度40g/L的双氧水、体积分数为70%的乙醇溶液混合,即~得试剂。
[0021] 自制活性剂:于28 36℃,按质量比4 8:1取没食子酸、二乙烯三胺混合搅拌30~ ~ ~60min,通入氮气保护,升温至110 120℃,保温3 5h,升温至150 160℃,加入没食子酸质量~ ~ ~
20 45%的尿素混合,升温至130 150℃混合1 3h,自然冷却至室温,得冷却料,取冷却料按质~ ~ ~
量比20 35:3:1加入仲烷基磺酸钠、硅油混合,于50 65℃保温1 3h,减压蒸发至恒重,即得~ ~ ~
自制活性剂。
[0022] 增塑剂:按质量比2 5:1取柠檬酸三乙酯、甘油混合,即得增塑剂。~
[0023] 分散剂:按质量比1:1 3取十六烷基三甲基溴化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚混合,即得~分散剂。
[0024] 复合涂层剂基料的制备方法,包括如下步骤:(1)按质量比1:4 8:0.01:18 25取添加剂、衣康酸、纳米二氧化硅、水于容器混合,以~ ~
400 700r/min磁力搅拌35 60min,加入衣康酸质量6 10倍的聚丙烯酰胺、衣康酸质量50~ ~ ~ ~
65%的戊二醛混合,于60 70℃保温25 45min后,得混料,取鱼鳔由顶端剪出开口,用水洗涤~ ~
鱼鳔3 5次,沥干,从开口处灌入混料,扎紧开口后于水浴60 75℃热处理1 3h,打开鱼鳔并~ ~ ~
收集鱼鳔内混合液,蒸发浓缩至原体积的15 25%,得浓缩物;
~
(2)取浓缩物按质量比5 8:0.3加入辅料混合,以350 550r/min研磨1 3h,得研磨料,于~ ~ ~
70 85℃,按质量比8 12:5 8:25取研磨料、预处理魔芋胶、水混合,以400 700r/min磁力搅~ ~ ~ ~
拌40 60min,加入研磨料质量20 35%的质量分数为37%的甲醛溶液混合,抽真空去除水分,~ ~
移至
微波炉以400W功率处理6 10min,即得复合涂层剂基料。
~
[0025] 芦苇叶处理料的制备:于35 45℃,按质量比1:6 10取过60目筛的芦苇叶颗粒、试~ ~剂混合,保温浸泡12 18h,滤出芦苇叶颗粒按质量比1:7 12加入浓度1mol/L的硝酸溶液混~ ~
合,移至超声
振荡器以45 55kHz
频率超声振荡25 45min,出料,于30 45℃减压浓缩至原体~ ~ ~
积的25 40%,得浓缩料,取浓缩料按质量比5 8:3加入自制活性料混合,以2000 3000r/min~ ~ ~
剪切分散12 25min,即得芦苇叶处理料。
~
[0026] 一种织物用防水透湿涂层剂,按质量份数计,包括如下组分:3 7份聚乙烯吡咯烷~酮、2 5份分散剂、1 4份增塑剂、30 50份复合涂层剂基料、12 20份芦苇叶处理料。
~ ~ ~ ~
[0027]
实施例1预处理魔芋胶:取魔芋精粉按质量比1:6加入浓度1mol/L的碳酸氢钠溶液混合,得胶液,取胶液按质量比12:1:2加入聚乙烯醇、碱木质素混合均匀,减压蒸发至恒重,即得预处理魔芋胶。
[0028] 添加剂:按质量比1:3:0.01取淀粉、聚乳酸、羟基磷灰石混合,即得添加剂。
[0029] 辅料:按质量比1:1:3取硬脂酸镁、黄原胶、滑石粉混合,即得辅料。
[0030] 试剂:按质量比1:4取浓度40g/L的双氧水、体积分数为70%的乙醇溶液混合,即得试剂。
[0031] 自制活性剂:于28℃,按质量比4:1取没食子酸、二乙烯三胺混合搅拌30min,通入氮气保护,升温至110℃,保温3h,升温至150℃,加入没食子酸质量20%的尿素混合,升温至130℃混合1h,自然冷却至室温,得冷却料,取冷却料按质量比20:3:1加入仲烷基磺酸钠、硅油混合,于50℃保温1h,减压蒸发至恒重,即得自制活性剂。
[0032] 增塑剂:按质量比2:1取柠檬酸三乙酯、甘油混合,即得增塑剂。
[0033] 分散剂:按质量比1:1取十六烷基三甲基溴化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚混合,即得分散剂。
[0034] 复合涂层剂基料的制备方法,包括如下步骤:(1)按质量比1:4:0.01:18取添加剂、衣康酸、纳米二氧化硅、水于容器混合,以400r/min磁力搅拌35min,加入衣康酸质量6倍的聚丙烯酰胺、衣康酸质量50%的戊二醛混合,于60℃保温25min后,得混料,取鱼鳔由顶端剪出开口,用水洗涤鱼鳔3次,沥干,从开口处灌入混料,扎紧开口后于水浴60℃热处理1h,打开鱼鳔并收集鱼鳔内混合液,蒸发浓缩至原体积的
15%,得浓缩物;
(2)取浓缩物按质量比5:0.3加入辅料混合,以350r/min研磨1h,得研磨料,于70℃,按质量比8:5:25取研磨料、预处理魔芋胶、水混合,以400r/min磁力搅拌40min,加入研磨料质量20%的质量分数为37%的甲醛溶液混合,抽真空去除水分,移至微波炉以400W功率处理
6min,即得复合涂层剂基料。
[0035] 芦苇叶处理料的制备:于35℃,按质量比1:6取过60目筛的芦苇叶颗粒、试剂混合,保温浸泡12h,滤出芦苇叶颗粒按质量比1:7加入浓度1mol/L的硝酸溶液混合,移至超声振荡器以45kHz频率超声振荡25min,出料,于30℃减压浓缩至原体积的25%,得浓缩料,取浓缩料按质量比5:3加入自制活性料混合,以2000r/min剪切分散12min,即得芦苇叶处理料。
[0036] 一种织物用防水透湿涂层剂,按质量份数计,包括如下组分:3份聚乙烯吡咯烷酮、2份分散剂、1份增塑剂、30份复合涂层剂基料、12份芦苇叶处理料。
[0037] 实施例2预处理魔芋胶:取魔芋精粉按质量比1:10加入浓度1mol/L的碳酸氢钠溶液混合,得胶液,取胶液按质量比18:1:5加入聚乙烯醇、碱木质素混合均匀,减压蒸发至恒重,即得预处理魔芋胶。
[0038] 添加剂:按质量比1:6:0.01取淀粉、聚乳酸、羟基磷灰石混合,即得添加剂。
[0039] 辅料:按质量比1:1:7取硬脂酸镁、黄原胶、滑石粉混合,即得辅料。
[0040] 试剂:按质量比1:8取浓度40g/L的双氧水、体积分数为70%的乙醇溶液混合,即得试剂。
[0041] 自制活性剂:于36℃,按质量比8:1取没食子酸、二乙烯三胺混合搅拌60min,通入氮气保护,升温至120℃,保温5h,升温至160℃,加入没食子酸质量45%的尿素混合,升温至150℃混合3h,自然冷却至室温,得冷却料,取冷却料按质量比35:3:1加入仲烷基磺酸钠、硅油混合,于65℃保温3h,减压蒸发至恒重,即得自制活性剂。
[0042] 增塑剂:按质量比5:1取柠檬酸三乙酯、甘油混合,即得增塑剂。
[0043] 分散剂:按质量比1:3取十六烷基三甲基溴化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚混合,即得分散剂。
[0044] 复合涂层剂基料的制备方法,包括如下步骤:(1)按质量比1:8:0.01:25取添加剂、衣康酸、纳米二氧化硅、水于容器混合,以700r/min磁力搅拌60min,加入衣康酸质量10倍的聚丙烯酰胺、衣康酸质量65%的戊二醛混合,于
70℃保温45min后,得混料,取鱼鳔由顶端剪出开口,用水洗涤鱼鳔5次,沥干,从开口处灌入混料,扎紧开口后于水浴75℃热处理3h,打开鱼鳔并收集鱼鳔内混合液,蒸发浓缩至原体积的25%,得浓缩物;
(2)取浓缩物按质量比8:0.3加入辅料混合,以550r/min研磨3h,得研磨料,于85℃,按质量比12:8:25取研磨料、预处理魔芋胶、水混合,以700r/min磁力搅拌60min,加入研磨料质量35%的质量分数为37%的甲醛溶液混合,抽真空去除水分,移至微波炉以400W功率处理
10min,即得复合涂层剂基料。
[0045] 芦苇叶处理料的制备:于45℃,按质量比1:10取过60目筛的芦苇叶颗粒、试剂混合,保温浸泡18h,滤出芦苇叶颗粒按质量比1:12加入浓度1mol/L的硝酸溶液混合,移至超声振荡器以55kHz频率超声振荡45min,出料,于45℃减压浓缩至原体积的40%,得浓缩料,取浓缩料按质量比8:3加入自制活性料混合,以3000r/min剪切分散25min,即得芦苇叶处理料。
[0046] 一种织物用防水透湿涂层剂,按质量份数计,包括如下组分:7份聚乙烯吡咯烷酮、5份分散剂、4份增塑剂、50份复合涂层剂基料、20份芦苇叶处理料。
[0047] 实施例3预处理魔芋胶:取魔芋精粉按质量比1:8加入浓度1mol/L的碳酸氢钠溶液混合,得胶液,取胶液按质量比15:1:3加入聚乙烯醇、碱木质素混合均匀,减压蒸发至恒重,即得预处理魔芋胶。
[0048] 添加剂:按质量比1:5:0.01取淀粉、聚乳酸、羟基磷灰石混合,即得添加剂。
[0049] 辅料:按质量比1:1:4取硬脂酸镁、黄原胶、滑石粉混合,即得辅料。
[0050] 试剂:按质量比1:6取浓度40g/L的双氧水、体积分数为70%的乙醇溶液混合,即得试剂。
[0051] 自制活性剂:于32℃,按质量比6:1取没食子酸、二乙烯三胺混合搅拌50min,通入氮气保护,升温至115℃,保温4h,升温至155℃,加入没食子酸质量35%的尿素混合,升温至140℃混合2h,自然冷却至室温,得冷却料,取冷却料按质量比25:3:1加入仲烷基磺酸钠、硅油混合,于55℃保温2h,减压蒸发至恒重,即得自制活性剂。
[0052] 增塑剂:按质量比3:1取柠檬酸三乙酯、甘油混合,即得增塑剂。
[0053] 分散剂:按质量比1:2取十六烷基三甲基溴化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚混合,即得分散剂。
[0054] 复合涂层剂基料的制备方法,包括如下步骤:(1)按质量比1:6:0.01:20取添加剂、衣康酸、纳米二氧化硅、水于容器混合,以500r/min磁力搅拌50min,加入衣康酸质量8倍的聚丙烯酰胺、衣康酸质量55%的戊二醛混合,于65℃保温35min后,得混料,取鱼鳔由顶端剪出开口,用水洗涤鱼鳔4次,沥干,从开口处灌入混料,扎紧开口后于水浴65℃热处理2h,打开鱼鳔并收集鱼鳔内混合液,蒸发浓缩至原体积的
20%,得浓缩物;
(2)取浓缩物按质量比7:0.3加入辅料混合,以450r/min研磨2h,得研磨料,于75℃,按质量比10:7:25取研磨料、预处理魔芋胶、水混合,以500r/min磁力搅拌50min,加入研磨料质量25%的质量分数为37%的甲醛溶液混合,抽真空去除水分,移至微波炉以400W功率处理
8min,即得复合涂层剂基料。
[0055] 芦苇叶处理料的制备:于40℃,按质量比1:8取过60目筛的芦苇叶颗粒、试剂混合,保温浸泡15h,滤出芦苇叶颗粒按质量比1:10加入浓度1mol/L的硝酸溶液混合,移至超声振荡器以50kHz频率超声振荡35min,出料,于35℃减压浓缩至原体积的30%,得浓缩料,取浓缩料按质量比7:3加入自制活性料混合,以2500r/min剪切分散20min,即得芦苇叶处理料。
[0056] 一种织物用防水透湿涂层剂,按质量份数计,包括如下组分:5份聚乙烯吡咯烷酮、3份分散剂、2份增塑剂、40份复合涂层剂基料、16份芦苇叶处理料。
[0057] 对比例1:与实施例1的制备方法基本相同,唯有不同的是缺少复合涂层剂基料。
[0058] 对比例2:与实施例1的制备方法基本相同,唯有不同的是缺少芦苇叶处理料。
[0059] 对比例3:上海市某公司生产的织物用防水透湿涂层剂。
[0060] 将上述实施例与对比例得到的织物用防水透湿涂层剂进行织物
涂层工艺基布-拒水整理-面涂-烘干(90℃,1min)-焙烘,然后参照GB/T12704.2-2009《纺织品织物透湿性试验方法》测定其透湿性,参照GB/T4744-1997《纺织织物抗渗水性测定静水压试验》进行测试耐静水压性能,得到的结果如表1所示。
[0061] 表1:检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
透湿量/g/m2*24h 5980 5962 5968 4321 4156 3560
静水压/mmH2O 660 657 649 523 532 390
综合上述,从表1可以看出本发明的织物用防水透湿涂层剂效果更好,值得推广使用,以上所述仅为本发明的较佳方式,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何
修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。