一种高吸湿性防油纯棉面料的制备方法

摘要

本发明公开了一种高吸湿性防油纯棉面料的制备方法，所述防油面料包括面料层和防油层，面料层为全棉纤维，防油层喷涂于面料层上；高吸湿性防油面料的制备方法包括防油涂层液的配置工序、紫外引发涂层反应工序、异相接枝共聚反应工序、后处理工序。本发明所改性的纯棉布料不仅具有防油性能，而且弥补了纤维素中羟基的消耗，从而保持织物的吸湿性。

权利要求

1.一种高吸湿性防油纯棉面料的制备方法，所述防油纯棉面料包括面料层和防油层，面料层为全棉纤维，防油层喷涂于面料层上；高吸湿性防油纯棉面料的制备方法包括以下步骤：

1)防油涂层液的配置工序：称取全氟己基乙烯15～25摩尔份数；聚乙二醇二丙烯酸酯6～10摩尔份数；甲基丙烯酸羟乙酯8～15摩尔份数；光引发剂0.5～1摩尔份数；接枝共聚引发剂0.2～0.8摩尔份数；反应介质58～70摩尔份数，将各组分同时加入烧瓶中，充分搅拌混匀，搅拌速度为100～1000转/分钟，搅拌温度为10～70℃，得防油涂层液；

2)紫外引发涂层反应工序：向一个可密封的容器中加入一定量的棉纤维织物，然后加入防油涂层液，氮气吹扫30min后，用功率为200～300W的紫外灯照射该密闭容器5～30min，以引发各单体间自由基聚合进行自由基反应，所述的棉纤维织物与防油涂层液的加料质量比为100∶150～450；

3)异相接枝共聚反应工序：异相接枝共聚反应发生在纤维素和聚乙二醇二丙烯酸酯之间，与步骤2)中的紫外引发涂层反应同时进行，停止紫外辐射后，需要继续保持相同的温度和氮气保护状态3h，以让接枝反应充分进行；

4)后处理工序：先用100℃的热水搅拌清洗改性之后的棉纤维，然后用主要组份为8～

15wt％羧酸基甜菜碱的洗涤剂和配置的浓度为6～16wt％的碳酸钠水溶液清洗，再用蒸馏水清洗三遍，置于热风环境下烘干，得到具有较好防油和吸湿性能的全棉织物。

2.根据权利要求1所述的一种高吸湿性防油纯棉面料的制备方法，其特征在于：所述的聚乙二醇二丙烯酸酯分子量为400～1000。

3.根据权利要求1所述的一种高吸湿性防油纯棉面料的制备方法，其特征在于：所述的光引发剂为二苯甲酮、二烷氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮中任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种高吸湿性防油纯棉面料的制备方法，其特征在于：所述的接枝共聚引发剂为硝酸铈铵或过硫酸钾中任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种高吸湿性防油纯棉面料的制备方法，其特征在于：所述的反应介质为丙酮或四氢呋喃或苯中任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种高吸湿性防油纯棉面料的制备方法，其特征在于：步骤1)防油涂层液的配置工序中搅拌速度为200～600转/分钟，搅拌温度为25～55℃。

说明书

一种高吸湿性防油纯棉面料的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于纺织面料领域，具体涉及一种具有防油、高吸湿性能的全棉复合功能面料。

背景技术

[0002] 近几十年来，根据国内外纺织品的发展趋势和人们生活的需要，技术含量高的多功能产品越来越受到人们的重视。对越来越多的纺织品如服装面料、无纺布、装饰用纺织品、地毯、产业用纺织品等进行防油、防污、阻燃和防辐射等多功能整理，而又不改变织物在透气、透湿等方面性能的应用愈来愈广泛，已引起人们的关注。

[0003] 在没有氟碳化合物作为防水防油剂以前，要达到防水性能都是用有机硅化合物，不过有机硅只有防水的效果，没有防油的性能。这是由其表面能决定的，以后发展起来的一些橡胶类型的整理剂，是以涂层的形式涂覆在织物表面，这些涂层既有防水也有防油的效果，但其特点是密封体系，织物有可能丢失原有的透气性能，作为服装穿着将因不透气而有闷热感，大大降低穿着的舒适感。而氟碳化合物防水防油剂不仅比任何防水剂具有更优良的防水防油性能，而且最突出的特点是经氟碳防水防油整理剂处理过得织物没有失去织物材料原有的透气性。由于氟原子的独特性质，有机氟聚合物具有碳氢聚合物所无法比拟的化学性能，被概括为“三高两憎”，即高表面活性，高耐热稳定性，高化学稳定性，憎水和憎油性。它可以克服其他类型防水防油剂的弱点，不仅防水防油，而且赋予织物抗污染性和透气性。

[0004] 含氟有机化合物引入织物材料的方法有多种，公开号为201310577164.6的发明专利是将氟烷基丙烯酸酯共聚物与聚偏氟乙烯共混组成防油层，在交联剂作用下与纤维素交联，从而固定在织物表面。公开专利号为201410568359.2的发明专利则是采用物理气相沉积法将纳米氟化物和陶瓷粉末纳米颗粒整理剂施加到织物表面，在该表面形成一层具有“三防”功能的薄膜。

发明内容

[0005] 本发明的主要目的在于提供一种更为有效可行的防油织物材料改性方法，在全棉织物表面引入含氟有机物，赋予其防油的性能，同时不影响织物的吸湿透湿性。

[0006] 为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

[0007] 一种高吸湿性防油面料的制备方法，所述防油面料包括面料层和防油层，面料层为全棉纤维，防油层喷涂于面料层上；高吸湿性防油面料的制备方法包括以下步骤：

[0008] 1)防油涂层液的配置工序：称取全氟己基乙烯15～25摩尔份数；聚乙二醇二丙烯酸酯6～10摩尔份数；甲基丙烯酸羟乙酯8～15摩尔份数；光引发剂0.5～1摩尔份数；接枝共聚引发剂0.2～0.8摩尔份数；反应介质58～70摩尔份数，将各组分同时加入烧瓶中，充分搅拌混匀，搅拌速度为100～1000转/分钟，搅拌温度为10～70℃，得防油涂层液；

[0009] 2)紫外引发涂层反应工序：向一个可密封的容器中加入一定量的棉纤维织物，然后加入防油涂层液，氮气吹扫30min后，用功率为200～300W的紫外灯照射该密闭容器5～30min，以引发各单体间自由基聚合进行自由基反应；

[0010] 3)异相接枝共聚反应工序：异相接枝共聚反应发生在纤维素和聚乙二醇二丙烯酸酯之间，与步骤2)中的紫外引发涂层反应同时进行，停止紫外辐射后，需要继续保持相同的温度和氮气保护状态3h，以让接枝反应充分进行；

[0011] 4)后处理工序：先用100℃的热水搅拌清洗改性之后的棉纤维，然后用主要组份为8～15wt％羧酸基甜菜碱的洗涤剂和配置的浓度为6～16wt％的碳酸钠水溶液清洗，再用蒸馏水清洗三遍，置于热风环境下烘干，得到具有较好防油和吸湿性能的全棉织物。

[0012] 步骤1)中搅拌速度优化为200～600转/分钟，搅拌温度优化为25～55℃。

[0013] 步骤2)中所述的棉纤维织物与防油涂层液的加料质量比为100∶150～450。

[0014] 所述的聚乙二醇二丙烯酸酯分子量为400～1000。

[0015] 所述的光引发剂为二苯甲酮、二烷氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮中任意一种。

[0016] 所述的接枝共聚引发剂为硝酸铈铵或过硫酸钾。

[0017] 所述的反应介质为丙酮或四氢呋喃或苯。

[0018] 本发明专利的优点在于：相对于直接将高分子防油层喷涂在织物的表面，将低分子量的全氟己基乙烯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯单体配置成粘度低的防油涂层，更容易浸润到纤维素内部。在光引发剂的引发下，含有烯烃基的各单体之间发生自由基聚合反应，从小分子单体变成嵌段共聚物，沉积在纤维素的近表面。此嵌段共聚物既含有“双憎”性能的含氟链段，又含有可以与纤维反应的二丙烯酸酯。在引发剂硝酸铈铵或过硫酸钾的引发作用下，聚乙二醇二丙烯酸酯一端的不饱和双键与纤维素骨架发生异相接枝共聚反应，另一端的双键与其他含有烯基的单体进行聚合反应，紫外辐照产生的热量则为该接枝共聚反应提供必需的温度。通过这样的一步法，在棉纤维表面覆盖一层防油涂层，同时共价键结合了涂层与纤维面料层。此外，以往的纤维素接枝或交联反应中，纤维素上的羟基因消耗而减少，降低了织物的吸湿性。而本发明中甲基丙烯酸羟乙酯聚合后，提供大量的羟基，弥补了纤维素中羟基的消耗，从而保持织物的吸湿性。

附图说明

[0019] 图1为实施例1制备的棉纤维的亲水性；

[0020] 图2为实施例1制备的棉纤维的疏油性；

[0021] 图3为实施例2制备的棉纤维的亲水性；

[0022] 图4为实施例2制备的棉纤维的疏油性；

[0023] 图5为实施例3制备的棉纤维的亲水性；

[0024] 图6为实施例3制备的棉纤维的疏油性；

具体实施方式

[0025] 以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

[0026] 实施例1：

[0027] 本发明涉及一种全棉织物防油改性的方法，具体包括以下步骤：(1)防油涂层液的配置；(2)紫外引发涂层反应；(3)进行纤维素的异相接枝共聚反应；(4)后处理。

[0028] 所述的步骤(1)中防油涂层的各组分以及其摩尔份数为：全氟己基乙烯15份，分子量为400的聚乙二醇二丙烯酸酯10份，甲基丙烯酸羟乙酯15份，光引发剂二苯甲酮0.5份，接枝共聚引发剂硝酸铈铵0.2份，无水苯60份，将上述各组分同时加入烧瓶中充分搅拌混匀，搅拌速度为200转/分钟，搅拌温度为25℃，得到防油涂层混合液；

[0029] 所述的步骤(2)中，向一个可密封的容器中加入200克的棉纤维织物，然后加入步骤(1)中所配置的防油涂层混合液300克，氮气30min后，用200W的紫外灯照射该密闭容器5min，以引发各单体间自由基聚合的进行；

[0030] 步骤(3)中的异相接枝共聚反应发生在纤维素和聚乙二醇二丙烯酸酯之间，与步骤(2)中的反应同时进行，但是停止紫外辐射后，需要继续保持相同的温度和氮气保护状态3h，以让接枝反应充分进行；

[0031] 步骤(4)中后处理的流程为：先用100℃的热水搅拌清洗改性之后的棉纤维，然后用8wt％的羧酸基甜菜碱洗涤剂和配置的6wt％的碳酸钠水溶液清洗，再用蒸馏水清洗三遍，置于热风环境下烘干，得到具有较好防油和吸湿性能的全棉织物。

[0032] 如图1、图2所示，该实施例制备的改性棉纤维，对水的浸润性为，120s内动态接触角为从70°降低到40°，表现出提高的透水性；对大豆油的浸润性为，接触角在300s以内都维持在124°左右，表现出强疏油性。

[0033] 实施例2：

[0034] 本发明涉及一种全棉织物防油改性的方法，具体包括以下步骤：(1)防油涂层液的配置；(2)紫外引发涂层反应；(3)进行纤维素的异相接枝共聚反应；(4)后处理。

[0035] 所述的步骤(1)中防油涂层的各组分以及其摩尔份数为：全氟己基乙烯20份，分子量为700的聚乙二醇二丙烯酸酯8份，甲基丙烯酸羟乙酯12份，光引发剂二苯甲酮0.8份，接枝共聚引发剂硝酸铈铵0.5份，无水苯39份，将上述各组分同时加入烧瓶中充分搅拌混匀，搅拌速度为300转/分钟，搅拌温度为35℃，得到防油涂层混合液；

[0036] 所述的步骤(2)中，向一个可密封的容器中加入300克的棉纤维织物，然后加入步骤(1)中所配置的防油涂层混合液450克，氮气30min后，用250W的紫外灯照射该密闭容器7min，以引发各单体间自由基聚合的进行；

[0037] 步骤(3)中的异相接枝共聚反应发生在纤维素和聚乙二醇二丙烯酸酯之间，与步骤(2)中的反应同时进行，但是停止紫外辐射后，需要继续保持相同的温度和氮气保护状态3h，以让接枝反应充分进行；

[0038] 步骤(4)中后处理的流程为：先用100℃的热水搅拌清洗改性之后的棉纤维，然后用10wt％的羧酸基甜菜碱洗涤剂和配置的11wt％的碳酸钠水溶液清洗，再用蒸馏水清洗三遍，置于热风环境下烘干，得到具有较好防油和吸湿性能的全棉织物。

[0039] 如图3、图4所示，该实施例制备的改性棉纤维，对水的浸润性为，120s内动态接触角为从71°降低到20°，表现出提高的透水性；对大豆油的浸润性为，接触角在120s以内都维持在126°，表现出强疏油性。

[0040] 实施例3：

[0041] 本发明涉及一种全棉织物防油改性的方法，具体包括以下步骤：(1)防油涂层液的配置；(2)紫外引发涂层反应；(3)进行纤维素的异相接枝共聚反应；(4)后处理。

[0042] 所述的步骤(1)中防油涂层的各组分以及其摩尔份数为：全氟己基乙烯25份，分子量为1000的聚乙二醇二丙烯酸酯6份，甲基丙烯酸羟乙酯8份，光引发剂二苯甲酮1份，接枝共聚引发剂硝酸铈铵0.8份，无水苯60份，将上述各组分同时加入烧瓶中充分搅拌混匀，搅拌速度为600转/分钟，搅拌温度为45℃，得到防油涂层混合液；

[0043] 所述的步骤(2)中，向一个可密封的容器中加入100克的棉纤维织物，然后加入步骤(1)中所配置的防油涂层混合液450克，氮气30min后，用300W的紫外灯照射该密闭容器9min，以引发各单体间自由基聚合的进行；

[0044] 步骤(3)中的异相接枝共聚反应发生在纤维素和聚乙二醇二丙烯酸酯之间，与步骤(2)中的反应同时进行，但是停止紫外辐射后，需要继续保持相同的温度和氮气保护状态3h，以让接枝反应充分进行；

[0045] 步骤(4)中后处理的流程为：先用100℃的热水搅拌清洗改性之后的棉纤维，然后用15wt％的羧酸基甜菜碱洗涤剂和配置的16wt％的碳酸钠水溶液清洗，再用蒸馏水清洗三遍，置于热风环境下烘干，得到具有较好防油和吸湿性能的全棉织物。

[0046] 如图5、图6所示，该实施例制备的改性棉纤维，对水的浸润性为，60s内动态接触角为从70°降低到10°，表现出提高的透水性；对大豆油的浸润性为，接触角在120s以内都维持在138°，表现出强疏油性。

[0047] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。