一種無氟拒水防污整理劑及其制備方法和應用

一種無氟拒水防污整理劑及其制備方法和應用
【專利摘要】本發明屬于紡織品整理劑領域，具體涉及一種無氟拒水防污整理劑及其制備方法和應用，所述整理劑包括體系A和體系B，所述整理劑中體系A與體系B的重量比為1:(0.6～0.8)，所述體系A由殼寡糖0.3～3％、水性聚氨酯1～10％以及余量的水組成，所述體系B為改性納米二氧化硅溶膠。本發明提供了一種無氟拒水防污整理劑，經本發明整理劑處理后的織物具有超拒水以及防污的效果，同時織物能保持良好的手感和透氣性，并具有優異的抗菌性和防氈縮性，且其制備工藝操作簡單，適于推廣應用。
【專利說明】
-種無氣拒水防污整理劑及其制備方法和應用
技術領域
[0001] 本發明屬于紡織品整理劑領域，具體設及一種無氣拒水防污整理劑及其制備方法 和應用。
【背景技術】
[0002] 超拒水表面通常是指固體表面與水的靜態接觸角大于150%能否達到超拒水由固 體表面化學組成和微觀結構共同決定，其在科學研究、工農業生產、日常生活等諸多領域有 廣泛的應用前景。隨著科技的飛速發展，超拒水功能紡織品，W其獨特的自清潔、抗污染等 性能，日益受到人們的青睞。超拒水紡織品可廣泛應用于醫護人員用裝、防雨/雪服、帳篷、 軍用作戰服等方面，具有巨大的潛在市場，并能促進經濟效益和社會效益。
[0003] 紡織品拒水防污整理具有悠久的歷史，已研究或使用過的整理劑種類眾多，主要 有金屬皂類(侶皂和錯皂）、蠟和蠟狀物質、金屬絡合物、化晚類衍生物、徑甲基化合物、有機 娃和含氣化合物等。目前常用的紡織品整理劑主要是有機娃和含氣化合物。含氣整理劑通 過降低織物表面自由能從而達到拒水的目的，然而該類整理劑價格昂貴，且對人體及生態 環境具有一定的危害。此外，有機氣整理織物后，雖然能夠顯著降低織物表面能，但不能提 高織物表面微觀粗糖度，難W達到超拒水的要求。因此有必要提倡使用無氣的織物整理劑。
[0004] 中國專利申請201210474026.0公開了一種織物耐久拒水整理劑，該發明由W下重 量份的成分組成：甲基含氨硅油乳液3~5份，環氧樹脂10~20份，丙酬20~30份，醋酸錠1~ 3份，聚乙締醇10~20份，氨氧化鋼0.2~0.8份，尿素3~8份，氯化鋼1~3份，鄰苯二甲酸二 甲醋1~3份，水120~200份。該發明具有耐水洗、干洗，遇到酸、堿及親水性表面活性劑等 物質不會降低織物的拒水效果，經該整理劑的織物，不僅防水透氣效果良好，而且手感非常 好。但是該整理劑無法達到超拒水的效果，且其不具有防污的作用。
[0005] 因此有必要提出一種無氣，同時兼具超拒水和防污功能的織物整理劑。

【發明內容】

[0006] 為了解決現有技術中無氣整理劑無法同時達到超拒水和防污的功能，本發明的目 的在于提供一種織物整理劑及其制備方法和應用，經本發明整理劑處理后的織物具有超拒 水W及防污的效果，同時能夠保持優異的手感和透氣性，并具有良好的抗菌性和防拉縮性， 且其制備工藝操作簡單，適于推廣應用。
[0007] 本發明提供了一種無氣拒水防污整理劑，包括體系A和體系B，所述整理劑中體系A 與體系B的重量比為1:(0.6~0.8)，所述體系A由殼寡糖0.3~3%、水性聚氨醋1~10% W及 余量的水組成，所述體系B為改性納米二氧化娃溶膠。
[000引優選地，所述整理劑中體系A與體系B的重量比為1:0.6,所述體系A由殼寡糖 0.8 %、水性聚氨醋6 % W及余量的水組成。
[0009]優選地，所述體系B由W下步驟制得：
[0010]51、將模數〇為2~3.5的水玻璃用蒸饋水稀釋至溶液含娃量為1~^*%，得水玻璃 溶液;在時速為10~12ml/min的攬拌狀態下，按水玻璃溶液:混合液=1:1的重量比將上述 水玻璃溶液W1~2滴/s的速度滴加到由氨水和乙醇按1: (0.2~0.5)的重量比組成的混合 液中，55~60°C反應25~30min;
[0011] S2、繼續加入含氨量為0.1~0.2%的含氨硅油I和含氨量為0. . 3~0.5%的含氨娃 油n，55~60 °C反應25~30min后加入十六烷基S甲氧基硅烷，55~60°C反應25~30min，即 得改性納米二氧化娃溶膠。
[0012] 優選地，所述改性納米二氧化娃溶膠中所述含氨硅油I、含氨硅油EW及十六烷基 S甲氧基硅烷的總重量為3~4%。
[0013] 優選地，所述含氨硅油I、含氨硅油EW及十六烷基=甲氧基硅烷的重量比為1: (0.6~0.9):(1~1.25)。
[0014] 優選地，所述含氨硅油I、含氨硅油EW及十六烷基=甲氧基硅烷的重量比為1: 0.6:1.25〇
[0015] 相應地，本發明還提供了上述無氣拒水防污整理劑的制備方法，包括W下步驟：
[0016] i)體系A的制備:將殼寡糖0.3~3%和水性聚氨醋1~10%溶于水中，混合均勻，得 體系A;
[0017] ii)體系B的制備；
[001引Sl、將模數n為2~3.5的水玻璃用蒸饋水稀釋至溶液含娃量為1~4wt%，在時速為 10~12ml/min的攬拌狀態下，按水玻璃溶液:混合液=1:1的重量比將上述水玻璃溶液W1 ~2滴/s的速度滴加到由氨水和乙醇按1:(0.2~0.5)的重量比組成的混合液中，55~60°C 反應25~30min;
[0019] S2、繼續加入含氨量為0.1~0.2 %的含氨硅油I和含氨量為0.3~0.5 %的含氨娃 油n，55~60 °C反應25~30min后加入十六烷基S甲氧基硅烷，55~60°C反應25~30min，得 體系B;
[0020] 扭）將所述體系A與所述體系B按1: (0.6~0.8)的重量比混合均勻，即得。
[0021] 優選地，所述改性納米二氧化娃溶膠中所述含氨硅油I、含氨硅油EW及十六烷基 S甲氧基硅烷的總重量為3~4%。
[0022] 優選地，所述含氨硅油I、含氨硅油EW及十六烷基=甲氧基硅烷的重量比為1: (0.6~0.9):(1~1.25)，
[0023] 除此之外，本發明還提供了上述無氣拒水防污整理劑的應用方法，包括W下步驟：
[0024] 將織物清洗干凈后，置于所述整理劑中二浸二社，壓力為1~3kgf/cm2,社余率為 70%~80%，將經整理后的織物65~80°C預烘3~5min，然后120~180°C賠烘1~5min。
[0025] 與現有技術相比，本發明的無氣拒水防污整理劑具有W下優勢：
[0026] 1)本發明整理劑不含有害成分氣，對人體和自然環境無危害，且其制備簡單，成本 低，易于實施，適于大力推廣應用。
[0027] 2)本發明整理劑中體系A改性納米二氧化娃溶膠能夠在織物表面形成超拒水表 層，加入體系B水性聚氨醋和殼寡糖，提高了織物的抗菌性能和防拉縮性能，兩者協同增效， 使得經整理后的織物同時具有超拒水和防污的功能，且能保持織物的手感和透氣性，并具 有良好的抗菌性和防拉縮性。
【具體實施方式】：
[0028] W下通過【具體實施方式】的描述對本發明作進一步說明，但運并非是對本發明的限 審IJ，本領域技術人員根據本發明的基本思想，可W做出各種修改或改進，但是只要不脫離本 發明的基本思想，均在本發明的范圍之內。
[0029] 實施例1、一種無氣拒水防污整理劑
[0030] 本發明實施例1所述無氣拒水防污整理劑包括體系A和體系B，所述整理劑中體系A 與體系B的重量比為1:0.7,所述體系A由殼寡糖0.3%、水性聚氨醋8% W及余量的水組成， 所述體系B為改性納米二氧化娃溶膠。
[0031 ]制備方法：
[0032] i)體系A的制備:將殼寡糖和水性聚氨醋溶于水中，混合均勻，得體系A;
[0033] ii)體系B的制備；
[0034] Sl、將模數n為2的水玻璃用蒸饋水稀釋至溶液含娃量為4wt%，得水玻璃溶液;在 時速為lOml/min的攬拌狀態下，按水玻璃溶液:混合液=1:1的重量比將上述水玻璃溶液W 1滴/s的速度滴加到由氨水和乙醇按1:0.2的重量比組成的混合液中，60°C反應30min;
[0035] S2、繼續加入含氨量為0.1%的含氨硅油I和含氨量為0.4%的含氨硅油n，60°C反 應30min后加入十六烷基S甲氧基硅烷，60°C反應30min，得體系B;
[0036] 化）將所述體系A與所述體系B混合均勻，即得。
[0037] 其中所述改性納米二氧化娃溶膠中所述含氨硅油I、含氨硅油EW及十六烷基= 甲氧基硅烷的總重量為3%，所述含氨硅油I、含氨硅油EW及十六烷基=甲氧基硅烷的重 量比為1:0.8:1。
[0038] 實施例2、一種無氣拒水防污整理劑
[0039] 本發明實施例2所述無氣拒水防污整理劑包括體系A和體系B，所述整理劑中體系A 與體系B的重量比為1:0.6,所述體系A由殼寡糖0.8%、水性聚氨醋6% W及余量的水組成， 所述體系B為改性納米二氧化娃溶膠。
[0040] 制備方法：
[0041] i)體系A的制備:將殼寡糖和水性聚氨醋溶于水中，混合均勻，得體系A;
[0042] ii)體系B的制備；
[0043] Sl、將模數n為2的水玻璃用蒸饋水稀釋至溶液含娃量為4wt%，得水玻璃溶液;在 時速為lOml/min的攬拌狀態下，按水玻璃溶液:混合液=1:1的重量比將上述水玻璃溶液W 1滴/s的速度滴加到由氨水和乙醇按1:0.3的重量比組成的混合液中，60°C反應30min;
[0044] S2、繼續加入含氨量為0.2%的含氨硅油I和含氨量為0.3%的含氨硅油n，60°C反 應30min后加入十六烷基S甲氧基硅烷，60°C反應30min，得體系B;
[0045] 化）將所述體系A與所述體系B混合均勻，即得。
[0046] 其中所述改性納米二氧化娃溶膠中所述含氨硅油I、含氨硅油EW及十六烷基= 甲氧基硅烷的總重量為4%，所述含氨硅油I、含氨硅油EW及十六烷基=甲氧基硅烷的重 量比為 1:0.6:1.25。
[0047] 實施例3、一種無氣拒水防污整理劑
[0048] 本發明實施例3所述無氣拒水防污整理劑包括體系A和體系B，所述整理劑中體系A 與體系B的重量比為1:0.8,所述體系A由殼寡糖1%、水性聚氨醋10% W及余量的水組成，所 述體系B為改性納米二氧化娃溶膠。
[0049]制備方法參考實施例2。
[(K)加]對比例1、一種無氣拒水防污整理劑
[0051] 本發明對比例1所述無氣拒水防污整理劑包括體系A和體系B，所述整理劑中體系A 與體系B的重量比為1:0.6,所述體系A由殼聚糖0.8%、水性聚氨醋6% W及余量的水組成， 所述體系B為改性納米二氧化娃溶膠。
[0052] 由于殼聚糖難溶于水，因此先將殼聚糖溶于醋酸溶液或者鹽酸溶液后，再加入到 水性聚氨醋溶液中制得體系A，其余步驟如實施例2所述制備方法。
[0053] 對比例1與實施例2的區別在于，用殼聚糖替換殼寡糖。
[0054] 對比例2、一種無氣拒水防污整理劑
[0055] 本發明對比例2所述無氣拒水防污整理劑包括體系A和體系B，所述整理劑中體系A 與體系B的重量比為1:0.6,所述體系A由殼寡糖0.8%、水性聚氨醋6% W及余量的水組成， 所述體系B為改性納米二氧化娃溶膠。
[0056] 按相同的步驟重復實施例2制備方法，但步驟ii)中含氨硅油I、含氨硅油n W及十 六烷基=甲氧基硅烷的重量比為1:1 :〇。
[0057] 對比例2與實施例2的區別在于，改變了步驟ii)中含氨硅油I、含氨硅油EW及十 六烷基=甲氧基硅烷的重量比，具體為增加了含氨硅油n的用量。
[0化引對比例3、一種無氣拒水防污整理劑
[0059] 本發明對比例3所述無氣拒水防污整理劑包括體系A和體系B，所述整理劑中體系A 與體系B的重量比為1:0.6,所述體系A由殼寡糖0.8%、水性聚氨醋6% W及余量的水組成， 所述體系B為改性納米二氧化娃溶膠。
[0060] 按相同的步驟重復實施例2制備方法，但步驟ii )中不加入含氨硅油I，增加含氨娃 油n的用量。
[0061] 對比例4與實施例2的區別在于，步驟ii)中去掉了含氨硅油I，增加了含氨硅油n 的用量。
[0062] 對比例4、一種無氣拒水防污整理劑
[0063] 本發明對比例4所述無氣拒水防污整理劑包括體系A和體系B，所述整理劑中體系A 與體系B的重量比為1:0.6,所述體系A由殼寡糖0.8%、水性聚氨醋6% W及余量的水組成， 所述體系B為改性納米二氧化娃溶膠。
[0064] 按相同的步驟重復實施例2制備方法，但步驟ii)中不加入含氨硅油n，增加含氨 硅油I的用量。
[0065] 對比例4與實施例2的區別在于，步驟ii )中去掉了含氨硅油n，增加了含氨硅油I 的用量。
[0066] 對比例5、一種無氣拒水防污整理劑
[0067] 本發明對比例5所述無氣拒水防污整理劑包括體系A和體系B，所述整理劑中體系A 與體系B的重量比為1:0.6,所述體系A由殼寡糖0.8%、水性聚氨醋6% W及余量的水組成， 所述體系B為改性納米二氧化娃溶膠。
[0068] 按相同的步驟重復實施例2制備方法，但步驟ii)中不加入十六烷基=甲氧基娃 燒，增加含氨硅油巧日含氨硅油n的用量。
[00例對比例5與實施例2的區別在于，步驟ii)中去掉了十六烷基S甲氧基硅烷，增加了 含氨硅油I和含氨硅油n的用量。
[0070] 對比例6、一種無氣拒水防污整理劑
[0071] 本發明對比例6所述無氣拒水防污整理劑包括體系A和體系B，所述整理劑中體系A 與體系B的重量比為1:0.6,所述體系A由殼寡糖0.8%、水性聚氨醋6% W及余量的水組成， 所述體系B為改性納米二氧化娃溶膠。
[0072] 按相同的步驟重復實施例2制備方法，但步驟ii)中先加入十六烷基=甲氧基娃 燒，再加入含氨硅油I和含氨硅油n。
[0073] 對比例6與實施例2的區別在于，改變了步驟ii)中十六烷基S甲氧基硅烷、含氨娃 油I和含氨硅油n的添加順序。
[0074] 試驗例一、使用效果測試
[00巧]將上述實施例1~3W及對比例1~6所得整理劑通過本發明權利要求10所述的二 浸二社工藝對棉織物進行整理，整理完畢后對上述織物的手感、拉縮率W及抑菌率進行測 試，測試結果如表1所示。
[0076] 手感測試:五位有經驗技術員通過用手觸摸的的方式來感覺織物處理后蓬松度、 柔軟度、回彈性和滑爽度等綜合因素來進行評價，手感共分6個等級，級別越高越好，6級最 好，1級最低。
[0077] 拉縮率測試:參照ISO 6330及IWS TM NO.31測試標準及方法。
[0078] 抑菌率測試:按FZ/T 01021-92試驗方法進行測試。
[0079] 表1測試結果
[0080]
[0081]
[0082] 由表1可知，經本發明實施例1~3無氣拒水防污整理劑處理后，棉織物具有優異的 手感和良好的抑菌性能，同時其拉縮率大大減小，達到5~6級;抑菌率均達到95 % W上，其 中W實施例2無氣拒水防污整理劑的各方面的整理效果最佳。
[0083] 與實施例2相比，經對比例1~6無氣拒水防污整理劑處理后，棉織物的手感提升幅 度不明顯，尤其是對比例3和對比例6;棉織物的拉縮率與原布樣相比有小幅度的降低，但仍 然明顯高于實施例2;抑菌率W對比例1最低，僅為76.3%，運說明與殼聚糖相比，殼寡糖更 有利于提高織物的抑菌率，且殼寡糖對手感有一定的提升作用，能一定程度上使棉織物具 有抗拉縮的功能。
[0084] 試驗例二、性能測試
[0085] 取本發明實施例1~3W及對比例1~6所得整理劑按試驗一所述方法對織物進行 整理，整理完畢后對其拒水性、透氣性W及抗污性能進行測試，測試結果如下表2。
[0086] 接觸角測定:使用DSA-30接觸角分析儀進行織物與水的接觸角測試，水量為扣L， 當水滴與織物接觸60s后讀書，在同一樣品的不同位置測量8次，取其平均值。
[0087] 淋洗試驗測定：按國標GB/T 4745-19的《紡織織物.表面抗濕性測定方法-沾水試 驗法》進行評級。評級標準如下：5級-樣品上表面沒有濕或沾;4級-樣品上表面有輕微的、任 意的濕或沾；3級-樣品上表面噴淋點處有濕;2級-樣品整個上表面有部分濕；1級-樣品整 個上表面全部濕;0級-樣品整個上表面和下表面全部濕。
[008引透氣性測定:按照GB/T 5453-1985《紡織品透氣性的測定》的測定方法測定。
[0089] 抗污性能測定：按照FZ/T 24012-2010《拒水、拒油、抗污羊絨針織品》測定方法進 行測定。評級標準如下：1級-水滴與織物接觸面炭黑未去除;2級-水滴與織物接觸面有五分 之二的炭黑去除；3級-水滴與織物接觸面有五分之S的炭黑去除;4級-水滴與織物接觸面 有五分之四的炭黑去除；5級-水滴與織物接觸面炭黑完全去除。測試結果如下表2所示。
[0090] 表2測試結果
[0091]
[0092] 由上表可知，原布樣經本發明實施例1~3整理劑整理后，接觸角有大幅度提高，均 達到150° W上;淋洗等級從1級提高為5級；透氣性增加了化.（m2.s) -1;抗污等級均達到5 級，運說明經本發明實施例1~3整理劑整理后的棉織物表面具有超拒水和抗污的功能，同 時織物具有良好的透氣性。
[0093] 原布樣經對比例1~6整理劑處理后，拒水性能雖有所提高，但仍遠遠小于實施例2 整理效果，其中W對比例3整理效果最差，對比例4次之，單獨使用含氨硅油I或單獨使用含 氨硅油n的整理效果均比兩者復配使用的整理效果差，且對比數據可知兩者按照一定的配 比復配具有協同增效作用。
[0094] 原布樣經對比例1~6整理劑處理后，透氣性與原布樣均有一定的提高，但均相差 不大;各組整理劑抗污性能與實施例2整理劑相比有明顯降低。
[00M]綜合試驗一和試驗二的試驗結果可得出，經本發明實施例1~3整理劑整理后的棉 織物，具有優異的拒水效果、防污功能和抗菌性能，且織物能夠保持良好的手感和透氣性， 并具有抗拉縮的作用。其中W實施例2整理劑的整理效果最佳，故實施例2為本發明的最佳 實施例。
[0096] 試驗=、不同體系A與體系B配比的整理劑對棉織物整理效果的影響
[0097] 在實施例2的基礎上，W單獨含有體系A和單獨含有體系B的整理劑作為對照組，設 置了含有4種不同體系A與體系B配比的無氣拒水防污整理劑，考察其對棉織物整理的效果。 測試結果如表3所示。
[009引體系A:體系B配比:①（1:0.6);②(1:0.8);③(1:1);④(1:1.5)。
[0100]
[0099] 表3測試結果
[0101]
[0102] 注:各指標測試方法參考試驗一和試驗二。
[0103] 由上表可知，單獨含有體系AW及單獨含有體系B的整理劑在手感、拒水性、防污性 能等方面與含有兩者復配的整理劑相比均有明顯降低，其中W體系A:體系B = I :0.6時，其 整理效果最佳，且兩者復配，具有協同增效的作用，具有積極的技術效果。
【主權項】
1. 一種無氟拒水防污整理劑，其特征在于，包括體系A和體系B，所述整理劑中體系A與 體系B的重量比為1:(0.6~0.8)，所述體系A由殼寡糖0.3~3%、水性聚氨酯1~10%以及余 量的水組成，所述體系B為改性納米二氧化硅溶膠。2. 如權利要求1所述的無氟拒水防污整理劑，其特征在于，所述整理劑中體系A與體系B 的重量比為1:0.6，所述體系A由殼寡糖0.8%、水性聚氨酯6%以及余量的水組成。3. 如權利要求1或2所述的無氟拒水防污整理劑，其特征在于，所述體系B由以下步驟制 得： 51、 將模數η為2~3.5的水玻璃用蒸餾水稀釋至溶液含硅量為1~4wt%，得水玻璃溶 液;在時速為10~12ml/min的攪拌狀態下，按水玻璃溶液:混合液=1:1的重量比將上述水 玻璃溶液以1~2滴/s的速度滴加到由氨水和乙醇按1: (0.2~0.5)的重量比組成的混合液 中，55~60°C反應25~30min; 52、 繼續加入含氫量為0.1~0.2%的含氫硅油I和含氫量為0.3~0.5%的含氫硅油Π ， 55~60°C反應25~30min后加入十六烷基三甲氧基硅烷，55~60°C反應25~30min，即得。4. 如權利要求3所述的無氟拒水防污整理劑，其特征在于，所述改性納米二氧化硅溶膠 中所述含氫硅油I、含氫硅油Π 以及十六烷基三甲氧基硅烷的總重量為3~4%。5. 如權利要求4所述的無氟拒水防污整理劑，其特征在于，所述含氫硅油I、含氫硅油Π 以及十六烷基三甲氧基硅烷的重量比為1:(0.6~0.9):(1~1.25)。6. 如權利要求5所述的無氟拒水防污整理劑，其特征在于，所述含氫硅油I、含氫硅油Π 以及十六烷基三甲氧基硅烷的重量比為1: 〇. 6:1.25。7. 如權利要求1~6任一所述的無氟拒水防污整理劑的制備方法，其特征在于，包括以 下步驟： i)體系A的制備:將殼寡糖0.3~3%和水性聚氨酯1~10%溶于水中，混合均勻，得體系 A； ? )體系B的制備： 51、 將模數η為2~3.5的水玻璃用蒸餾水稀釋至溶液含硅量為1~4wt%，得水玻璃溶 液;在時速為10~12ml/min的攪拌狀態下，按水玻璃溶液:混合液=1:1的重量比將上述水 玻璃溶液以1~2滴/s的速度滴加到由氨水和乙醇按1: (0.2~0.5)的重量比組成的混合液 中，55~60°C反應25~30min; 52、 繼續加入含氫量為0.1~0.2%的含氫硅油I和含氫量為0.3~0.5%的含氫硅油Π ， 55~60°C反應25~30min后加入十六烷基三甲氧基硅烷，55~60°C反應25~30min，得體系 B； m )將所述體系A與所述體系B按1: (0.6~0.8)的重量比混合均勻，即得。8. 如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述改性納米二氧化硅溶膠中所述含氫 硅油I、含氫硅油Π 以及十六烷基三甲氧基硅烷的總重量為3~4%。9. 如權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述含氫硅油I、含氫硅油Π 以及十六烷 基三甲氧基硅烷的重量比為1:(〇· 6~0.9): (1~1.25)。10. 如權利要求1~6任一所述的無氟拒水防污整理劑的應用，其特征在于，包括以下步 驟： 將織物清洗干凈后，置于權利要求所述整理劑中二浸二乳，壓力為1~3kgf/cm2,乳余率
【文檔編號】D06M13/368GK106012543SQ201610526027
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月5日
【發明人】儲平, 徐有琦
【申請人】無錫嘉加科技有限公司