一种耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂及其整理方法

摘要

本发明提出了一种耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂，所述耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂包括以下原料混合而成：纳米级硅材料、含氟聚醚、异氰酸酯类化合物、催化剂和溶剂。本发明还提出了一种耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂整理纺织品的方法，用所述耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂对纺织品进行喷涂或浸涂，然后对纺织品进行预烘和培烘。本发明的耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂的原料来源广泛、不含有含氟溶剂、并具有一定耐磨性和耐洗性，还具备超疏水超疏油的特性。本方法发明的耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂在纺织品功能性整理和诸多纺织品制品领域具有明显的应用前景。本发明还提出的一种耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂整理纺织品的方法，方法简单易行。

权利要求

1.一种耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂，其特征在于：所述耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂由以下原料混合而成：纳米级硅材料、含氟聚醚、异氰酸酯类化合物、催化剂和溶剂，所述纳米级硅材料包括纳米级硅球、改性硅球材料中的一种或者多种，其中纳米级硅球由四乙氧基硅烷在氨水和乙醇的混合溶液中反应得到，所述的纺织品为棉织物。

2.如权利要求1所述的耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂，其特征在于：所述纳米级硅材料的尺寸在10-5000纳米之间。

3.如权利要求1所述的耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂，其特征在于：所述含氟聚醚的分子量为100-10000之间。

4.如权利要求1所述的耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂，其特征在于：所述异氰酸酯类化合物为多异氰酸酯。

5.如权利要求1所述的耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂，其特征在于：所述异氰酸酯类化合物为芳香族异氰酸酯、芳脂族异氰酸酯、纯脂肪族异氰酸酯、脂环族异氰酸酯和环脂族异氰酸酯。

6.如权利要求1所述的耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂，其特征在于：所述异氰酸酯类化合物为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二甲苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、萘二异氰酸酯(NDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)、多亚甲基多苯基异氰酸酯(PAPI)、

1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)、二环己基二异氰酸酯(H12MDI)、甲基环己基二异氰酸酯(HTDI)、环己烷二亚甲基二异氰酸酯(HXDI)、降冰片烷二异氰酸酯(NB-DI)、HDI三聚体、水性化的HDI三聚体中的一种或者多种。

7.如权利要求1所述的耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂，其特征在于：所述催化剂为有机锡催化剂、叔胺催化剂、羧酸铋催化剂中的一种或者多种。

8.如权利要求1所述的耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂，其特征在于：所述催化剂为三亚乙基二胺、双(二甲氨基乙基)醚、二丁基锡二月桂酸酯中的一种或多种，所述溶剂为甲乙酮、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲基甲酰胺中的一种或者多种。

9.如权利要求1所述的耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂，其特征在于：所述含氟聚醚与所述纳米级硅材料的总质量与所述耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂的质量的比值为

0.1-30:99.9-70，所述含氟聚醚和所述纳米级硅材料的质量比值为0.01-100:99.99-0，所述含氟聚醚和所述纳米级硅材料的总质量与所述异氰酸酯类化合物的质量比值为0.1-

99.9:99.9-0.1，所述催化剂质量与所述耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂的质量的比值为0.0001-10:99.9999-90。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂整理纺织品的方法，其特征在于：用所述耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂对纺织品进行喷涂或浸涂，然后对纺织品进行预烘和焙烘。

说明书

一种耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂及其整理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及纺织品整理技术领域，特别是指一种耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂，还涉及一种耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂的整理方法。

背景技术

[0002] 在超疏水超疏油表面，水、表面活性剂溶液、醇、各种有机溶剂等液体都有150°以上的接触角。液体很难润湿的性质使超疏水超疏油材料在纺织品、电子设备、汽车及建筑等很多领域的有很好的应用前景。液体无法润湿或污染的性质使超疏水超疏油纺织品具有自清洁的性能，可用于制备免洗的鞋子、桌布、厨师服、实验服、帐篷等多种纺织品产品，并可用于金属、橡胶、木材等多种材料的包装和保护，起到避免金属生锈、电缆等橡胶材料积雪或老化、木材制品吸潮膨胀等作用。

[0003] 超疏水超疏油材料是近年来的研究热点，国际上有麻省理工学院的Tuteja(Science,2007,318,1618)，哈佛大学的Aizenberg(NAT COMMUN,2013,4,2167)，德国马普学会高分子研究所的Vollmer(Science,2012,335,67；NAT COMMUN,2013,4,2512)，英国伦敦大学的Parkin(Science,2015,347,1132)，加拿大女王大学的刘国军，澳大利亚迪肯大学的林童，美国韦伯斯特施乐研究中心的Law，日本国家先进工业科学技术研究所的Hozumi，国内中科院化学所的江雷等少数几个小组在实验室实现了超疏水超疏油材料的合成工作。目前，超疏水超疏油材料已有一定的研究基础，但仍未衍生出相关产品或工业化技术。阻碍这一类新颖材料在诸多领域应用研究以及相关技术转化主要有三个问题，一是涂层表面常具有精细的微纳米结构，易于磨损而失去超疏水超疏油性能；二是由于体系疏水疏油的特点，一般使用价格昂贵又有一定毒性的含氟溶剂作为分散介质；三是超疏水疏油特点使这一类涂层材料与基底之间有较弱的附着性。

发明内容

[0004] 本发明提出一种耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂，解决了现有技术中的整理剂涂层与基底之间附着力不强的问题，克服了现有技术中的整理剂加入有毒物质以及成本高的缺陷。

[0005] 本发明还提出一种耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂整理纺织品的方法，方法简单易行。

[0006] 本发明的技术方案是这样实现的：一种耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂，所述耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂包括以下原料混合而成：纳米级硅材料、含氟聚醚、异氰酸酯类化合物、催化剂和溶剂。

[0007] 所述溶剂用于分散所述纳米级硅材料、含氟聚醚、异氰酸酯类化合物和催化剂。

[0008] 优选的，所述纳米级硅材料包括硅球、多孔硅材料、改性硅球和改性多孔硅材料中的一种或者多种，所述纳米级硅材料的尺寸在10-5000纳米之间。

[0009] 所述纳米级硅球由四乙氧基硅烷在氨水和乙醇的混合溶液中反应得到。

[0010] 优选的，所述含氟聚醚的分子量为100-10000之间。

[0011] 优选的，所述异氰酸酯类化合物为二异氰酸酯、三异氰酸酯和多异氰酸酯中的一种或多种。

[0012] 优选的，所述异氰酸酯类化合物为芳香族异氰酸酯、芳脂族异氰酸酯、纯脂肪族异氰酸酯、脂环族异氰酸酯和环脂族异氰酸酯。

[0013] 优选的，所述异氰酸酯类化合物为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二甲苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、萘二异氰酸酯(NDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)、多亚甲基多苯基异氰酸酯(PAPI)、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)、二环己基二异氰酸酯(H12MDI)、甲基环己基二异氰酸酯(HTDI)、环己烷二亚甲基二异氰酸酯(HXDI)、降冰片烷二异氰酸酯(NB-DI)、HDI三聚体、水性化的HDI三聚体中的一种或者多种。

[0014] 优选的，所述催化剂为有机锡催化剂、叔胺催化剂和羧酸铋催化剂中的一种或者多种。所述催化剂可催化异氰酸根与羟基之间的化学反应。

[0015] 优选的，所述催化剂为三亚乙基二胺、双(二甲氨基乙基)醚、二丁基锡二月桂酸酯中的一种或多种，所述溶剂为甲乙酮、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲基甲酰胺、二醇醚、四氢呋喃、二氧六环和卤代烃中的一种或者多种。

[0016] 优选的，所述含氟聚醚与所述纳米级硅材料的总质量与所述耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂的质量的比值为0.1-30:99.9-70，所述含氟聚醚和所述纳米级硅材料的质量比值为0.01-100:99.99-0，所述含氟聚醚和所述纳米级硅材料的总质量与所述异氰酸酯类化合物的质量比值为0.1-99.9:99.9-0.1，所述催化剂质量与所述耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂的质量的比值为0.0001-10:99.9999-90。

[0017] 一种耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂整理纺织品的方法为：用所述耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂对纺织品进行喷涂或浸涂，然后对纺织品进行预烘和培烘。

[0018] 本发明的有益效果为：本发明的耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂的原料来源广泛、不含有含氟溶剂、并具有一定耐磨性和耐洗性，还具备超疏水超疏油的特性。本方法发明的耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂在纺织品功能性整理和诸多纺织品制品领域具有明显的应用前景。本发明还提出的一种耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂整理纺织品的方法，方法简单易行。

附图说明

[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0020] 图1为水和二碘甲烷在本发明一种耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂整理后的纺织品上的接触角分别为165°和151°测试结果示意图；

[0021] 图2为红酒、食用植物油、可乐、牛奶、咖啡在本发明一种耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂整理后的纺织品上的测试结果示意图；

[0022] 图3为水在本发明一种耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂整理后的纺织品标准摩擦实验400回合后的测试结果示意图。

具体实施方式

[0023] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0024] 实施例1：耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂A

[0025] 将5g四乙氧基硅烷缓慢滴加到300mL乙醇和30mL氨水的混合溶液中，反应24h。离心去除上清液，干燥。用乙醇洗涤硅球，重复离心、干燥和洗涤5次，80度干燥过夜。1g硅球、5g分子量为500的含氟聚醚，2gTDI，0.1g二丁基锡二月桂酸酯分散在100mL丙酮中得到耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂A。将1g棉布浸于上述耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂A中
5h，浸泡后的棉织物放于烘箱中80℃预烘30min，120℃培烘24h，得到超疏水超疏油纺织品A。

[0026] 实施例2：耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂B

[0027] 将5g四乙氧基硅烷硅烷缓慢滴加到300mL乙醇和30mL氨水的混合溶液中，反应24h。离心去除上清液，干燥。用乙醇洗涤硅球，重复离心、干燥和洗涤5次，80度干燥过夜。1g硅球、5g分子量1000的含氟聚醚，2gTDI，0.1g二丁基锡二月桂酸酯分散在100mL丙酮中得到耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂B。将1g棉布浸于上述耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂B中5h，浸泡后的棉织物放于烘箱中80℃预烘30min，120℃培烘24h，得到超疏水超疏油纺织品B。

[0028] 实施例3：耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂C

[0029] 将5g四乙氧基硅烷硅烷缓慢滴加到300mL乙醇和30mL氨水的混合溶液中，反应24h。离心去除上清液，干燥。用乙醇洗涤硅球，重复离心、干燥和洗涤5次，80度干燥过夜。1g硅球、10g分子量2000的含氟聚醚，2gTDI，0.1g二丁基锡二月桂酸酯分散在100mL丙酮中得到耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂C。将1g棉布浸于上述耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂C中5h，浸泡后的棉织物放于烘箱中80℃预烘30min，120℃培烘24h，得到超疏水超疏油纺织品C。

[0030] 实施例4：耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂D

[0031] 将5g四乙氧基硅烷硅烷缓慢滴加到300mL乙醇和30mL氨水的混合溶液中，反应24h。离心去除上清液，干燥。用乙醇洗涤硅球，重复离心、干燥和洗涤5次，80度干燥过夜。1g硅球、10g分子量2000的含氟聚醚，2gHDI，0.1g二丁基锡二月桂酸酯分散在100mL丙酮中得到耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂D。将1g棉布浸于上述耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂D中5h，浸泡后的棉织物放于烘箱中80℃预烘30min，120℃培烘24h，得到超疏水超疏油纺织品D。

[0032] 实施例5：耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂E

[0033] 将5g四乙氧基硅烷硅烷缓慢滴加到300mL乙醇和30mL氨水的混合溶液中，反应24h。离心去除上清液，并用乙醇洗涤硅球，重复离心和洗涤5次，80度干燥过夜。1g硅球、10g分子量2000的含氟聚醚，5gHDI，0.1g二丁基锡二月桂酸酯分散在100mL丙酮中得到耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂E。将1g棉布浸于上述耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂E中
5h，浸泡后的棉织物放于烘箱中80℃预烘30min，120℃培烘24h，得到超疏水超疏油纺织品E。

[0034] 实施例6：耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂F

[0035] 将5g四乙氧基硅烷硅烷缓慢滴加到300mL乙醇和30mL氨水的混合溶液中，反应24h。离心去除上清液，并用乙醇洗涤硅球，重复离心和洗涤5次，80度干燥过夜。1g硅球、15g分子量2000的含氟聚醚，5gHDI，0.1g二丁基锡二月桂酸酯分散在100mL丙酮中。将1g棉布浸于上述耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂F中5h，浸泡后的棉织物放于烘箱中80℃预烘
30min，120℃培烘24h，得到超疏水超疏油纺织品F。

[0036] 测试一：测试耐久性超疏水疏油纺织品的疏水疏油性：

[0037] 采用视频光学接触角测量仪(JC2000C，中国)测定水和二碘甲烷在得到纺织品A上的接触角。测试结果显示在不同棉布上水滴和二碘甲烷会很快渗入，而在本发明所制备的纺织品A上，水和二碘甲烷液滴在纺织品上都有超过150°的接触角(见图1)，30min无明显变化，显示了纺织品A的超疏水超疏油性能。同时发明人对本发明的纺织品B、纺织品C、纺织品D、纺织品E、纺织品F做了同样的测试，测试结果表明本发明的耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂整理后的纺织品具备超疏水超疏油性能。

[0038] 测试二：测试常见液体在超疏水疏油纺织品上的状态：

[0039] 图2为采用佳能EOS 100D相机拍摄的红酒、食用植物油、可乐、牛奶和咖啡在本发明制备的纺织品A上的照片。从图中可以看出，常见易污染的液体在纺织品A上均有超过150°的接触角，易从纺织品A上滚落并不留痕迹。同时发明人对本发明的纺织品B、纺织品C、纺织品D、纺织品E、纺织品F做了同样的测试，测试结果表明本发明的耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂整理后的纺织品具有超疏水疏油性能的纺织品在诸多纺织品制品领域具有很好的性能优势和应用前景。

[0040] 测试三：测试超疏水超疏油纺织品的耐磨性：

[0041] 在400目的砂纸上，负重100g的纺织品A在两个垂直的方向上各磨10cm计算为1回合摩擦实验。纺织品A在摩擦超过400回合后(纺织品A已接近磨烂，见图3)仍具有理想的疏水性能，说明本发明提供的方法可赋予纺织品近乎永久性的疏水性能。同时发明人对本发明的纺织品B、纺织品C、纺织品D、纺织品E、纺织品F做了同样的测试，测试结果表明本发明的耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂整理后的纺织品具备耐磨性。

[0042] 测试四：测试超疏水超疏油纺织品的耐洗性：

[0043] 将纺织品A浸于含1wt％洗衣液的水溶液中，300转速下搅拌15min，室温晾干计算为一回合水洗实验。测试结果表明纺织品A在标准水洗实验超过40回合后，仍具有理想的疏水疏油性能。同时发明人对本发明的纺织品B、纺织品C、纺织品D、纺织品E、纺织品F做了同样的测试，测试结果表明本发明的耐久性超疏水超疏油纺织品整理剂整理后的纺织品具备耐洗性。

[0044] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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。