一種基于醋酸酐-丙烯酸酯類-電子束技術的棉織物疏水整理方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種基于醋酸酐-丙烯酸酯類-電子束技術的棉織物疏水整理方法， 屬于功能紡織品領域。
【背景技術】
[0002] 疏水材料憑在人們的日常生活、工業生產等方面越來越受到重視。比如：醫護人員 用裝、自清潔、高檔服裝、戶外裝等方面，疏水材料都發揮了重要作用。棉纖維結構中的有很 多的親水基團，及較多空隙的多孔結構，導致它易于被各種污染液污染，所以研究制備出具 有疏水性能的棉織物具有一定的使用價值和不可估量的經濟意義。
[0003] 棉纖維化學結構上羥基具有化學活性可與疏水試劑發生鍵合反應制備出疏水產 品。疏水整理的常規化學試劑一般為低表面能的長鏈烷烴類、全氟類。全氟類化學試劑由 于能引起環境問題，應用受到了限制。紡織功能整理的傳統工藝為熱加工方法，該工藝存在 反應條件苛刻、設備操作復雜等問題，屬于耗時、耗力、耗料、耗能工藝。
[0004] 棉纖維為纖維素纖維，含豐富的羥基極性基團。低表面能化合物如丙烯酸酯類不 溶于水，但可溶于非極性的烷烴、烯烴和極性的醇類溶劑。醇類溶劑與烷烴類及烯烴類溶劑 相比較，有低毒、刺激性小、成本低等優點。但是丙烯酸酯類和溶劑分子對棉纖維的吸附速 率有差異，極性的醇類比丙烯酸酯類或非極性的烷烴、烯烴更快速的吸附到棉纖維上，這導 致采用醇類溶劑時，浸乳工藝吸附在棉纖維上的基本為極性溶劑，而低表面能化合物的含 量非常少。經電子束輻照后低表面物質不能有效覆蓋織物，織物疏水性無法改善。
【發明內容】
[0005] 為了解決上述問題，本發明提供了一種基于醋酸酐-丙烯酸酯類-電子束技術的 棉織物疏水整理方法，首先利用醋酸酯在溫和條件下減少羥基含量，即酯化纖維素（降低 極性溶劑和丙烯酸酯類對纖維素纖維的吸附速率差異），再利用電子束輻照技術將以醇類 為溶劑的低表面能的丙烯酸酯類化學鍵合到棉織物上，制備出疏水織物。
[0006] 本發明方法是利用電子束技術將丙烯酸酯類化學接枝到醋酸酐預酯化的棉織物 上，得到具有疏水性能的紡織品；主要包括以下步驟：
[0007] (1)醋酸酐預酯化棉纖維；
[0008] (2)將醋酸酐預酯化的棉織物浸漬含丙烯酸酯類化合物的醇類溶劑，然后乳車乳 壓多余溶液；
[0009] (3)采用劑量為33_65KGy的電子束輻照，然后烘干織物，得到具有疏水性能的棉 織物。
[0010] 在本發明的一種實施方式中，所述醋酸酐預酯化棉纖維，是將棉織物浸漬在含碘 的醋酸酐中，浴比1:15-1:40,碘濃度為l-4g/L，室溫處理1-4小時。
[0011] 在本發明的一種實施方式中，所述醇類溶劑中丙烯酸酯類化合物的質量分數為 20% -80%。
[0012] 在本發明的一種實施方式中，所述丙烯酸酯類化合物是丙烯酸酯或者甲基丙烯酸 酯，或者是這兩類的混合。
[0013] 在本發明的一種實施方式中，所述丙烯酸酯類化合物包括以下任意一種或者兩種 以上的混合：丙烯酸正己酯、丙烯酸正庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸 十一烷基酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸十四烷基酯、丙烯酸十五烷基 酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酸十七烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙 烯酸正庚酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸十一烷基酯、 甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十四烷基酯、甲基丙烯酸十五 烷基酯、甲基丙烯酸十六烷基酯、甲基丙烯酸十七烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯。以上物 質均含有長鏈烷烴，可有效降低棉織物表面能量；同時以上物質均含有烯烴基團，在電子束 作用下即能與棉織物發生接枝聚合。
[0014] 在本發明的一種實施方式中，所述醇類溶劑為以下任意一種或者兩種以上的混 合：甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇。
[0015] 在本發明的一種實施方式中，所述步驟（2)中浸漬的時間為1-10分鐘。
[0016] 在本發明的一種實施方式中，所述步驟（2)中乳車乳壓的乳壓率為60-120%。
[0017] 在本發明的一種實施方式中，所述步驟（3)中烘干溫度為60_120°C。
[0018] 在本發明的一種實施方式中，所述步驟（4)中烘干時間為2-10分鐘。
[0019] 在本發明的一種實施方式中，所述方法具體是：（1)將棉織物浸漬在含碘的醋酸 酐中，浴比1:15-1:40,碘濃度為l_4g/L，室溫處理1-4小時；（2)將醋酸酐預酯化的棉織 物浸漬于含丙烯酸酯類化合物質量分數為20% -80%的醇類溶劑，浸漬時間為1-10分鐘， 然后采用乳壓率60-120 %進行乳車乳壓；（2)采用劑量為33-65KGy的電子束輻照，然后于 60-120°C下烘干織物，得到具有疏水性能的棉織物。
[0020] 本發明的有益效果：
[0021] (1)按本發明方法進行棉織物的疏水整理，采用電子書輻射進行低能輻射，克服了 紫外光整理需要光催化劑、等離子體加工需要真空、y射線整理設備造價昂貴且加工難易 控制的缺點，更適合產業化生產；同時避免了常規工藝高溫、強堿、強酸條件下造成的織物 強力下降；
[0022] (2)本發明方法采用丙烯酸酯類降低織物表面能量，避免了全氟類化學試劑能引 起的環境問題，同時采用醇溶液作為溶劑，避免了極性溶劑如烷烴類、烯烴類的毒性、刺激 性和成本較高問題，此外也避免了采用傳統熱加工工藝導致的污染及成本問題；
[0023] (3)按本發明方法得到的產品均勻性、重復性好、成本低，對織物損傷小，具有重大 社會和經濟意義。
【具體實施方式】
[0024] 靜態接觸角測試：將布樣置于載玻片上，滴加10yL蒸餾水，利用接觸角測量系統 (數字顯微鏡接觸角測試儀，美國盈愛iNEQ集團）測量水滴靜態接觸角。在同塊布樣的五 個不同點測量，得到平均值。
[0025] 淋水實驗：根據CNS10461-1983(2004)評級標準，利用沾水儀YB813(溫州市大榮 紡織儀器有限公司）檢測織物淋水性能。
[0026] 靜水壓實驗：參照GB/T4744-2013《紡織品防水性能的檢測和評價靜水壓法》，利 用織物滲水性測定儀YG(B) 812 (溫州市大榮紡織儀器有限公司）測定織物耐靜水壓性能。
[0027] 織物斷裂強度測試：參照GB/T3923. 1-2013《織物拉伸性能斷裂強力和斷裂伸長 率的測定條樣法》，利用YG(B)026D-250織物斷裂強力儀（溫州市大榮紡織儀器有限公司） 測量布樣撕裂時的斷裂強度。
[0028] 實施例1
[0029] 織物：純棉機織布（40SX40S/133*72)
[0030] 1)醋酸酐預酯化棉纖維
[0031] 處方：醋酸酐
[0032] 碘 2g/L
[0033] 浴比 1:25
[0034] 方法：棉織物浸漬上述醋酸酐，室溫處理2小時。用飽和硫代硫酸鈉還原至染液無 色，水洗烘干備用。
[0035] 2)棉織物浸漬含丙烯酸酯類化合物的有機溶液lmin后，乳車乳壓多余溶液
[0036] 處方：甲基丙烯酸正己酯：20 %
[0037] 溶劑：甲醇
[0038] 方法：織物一浸一乳反應液，乳余率60%左右。
[0039] 3)電子束輻照后，烘箱烘干織物
[0040] 方法：輻照劑量33KGy，輻照后烘箱105°C烘干2分鐘。
[0041] 表1本實施例方法處理前后棉織物物理性能
[0042]
[0043] 產品疏水效果重復性：按實施例1整理的棉織物，經過10次分批次整理，每次整理 的靜態水接觸角的波動范圍為122±5°。
[0044] 產品疏水效果均勻性：整理后織物上任意5點測量靜態水接觸角的波動范圍為 135±5°，產品沒有出現水滴滲透現象。
[0045] 實施例2
[0046] 織物：純棉機織布（40SX40S/133*72)
[0047] 1)醋酸酐預酯化棉纖維 [0048] 處方：醋酸酐
[0049] 碘lg/L
[0050] 浴比 1:25
[0051] 方法：棉織物浸漬上述醋酸酐，室溫處理3小時。用飽和硫代硫酸鈉還原至染液無 色，水洗烘干備用。
[0052] 2)棉織物浸漬含丙烯酸酯類化合物的有機溶液lOmin后，乳車乳壓多余溶液