CN100344825C

CN100344825C - 含有机金属催化剂的涂层织物、制造方法和用途

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Publication number: CN100344825C
Application number: CNB2005100299654A
Authority: CN
Inventors: 于伟东; 章悦庭; 刘洪玲; 刘晓艳; 陆燕萍
Original assignee: Donghua University
Current assignee: Donghua University
Priority date: 2005-09-23
Filing date: 2005-09-23
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2025-09-23
Also published as: CN1743543A

Abstract

本发明是一种在织物上通过涂层整理技术涂覆含有有机金属催化剂的涂层。整理剂为有机金属催化剂和树脂组成，有机金属催化剂选自铁、钴、锰的催化剂，把它们溶解或分散在涂层树脂中，通过常规的织物涂层整理技术对织物进行涂覆，干燥得到含有机金属催化剂的织物。可用于棉、羊毛、麻、丙纶、涤纶、腈纶、锦纶、粘胶和维纶、或含有这些纤维的混纺的机织、针织及非织造布的涂层，可用于解决纺织品的使用过程中和周围环境的消臭、除臭。

Description

含有机金属催化剂的涂层织物、制造方法和用途

技术领域

本发明是一种涉及在织物上通过涂层整理技术涂覆含有有机金属催化剂的涂层织物及其制造和应用技术。

背景技术

随人们生活水平的不断提高，人们对服用及家用纺织品，在美观、舒适、卫生等方面的要求也越来越高。希望纺织品能有去除臭味的效果。人们在这方面做了不少工作，目前基本上的做法是在化纤生产过程中就加入抗菌物质；或在织物后整理中加上抗菌物质，以使纤维或织物有杀菌防臭作用。相关的杀菌防臭作用报道有：萧耀南、曾汉民的抗菌、消臭功能纤维的研究进展(2)：制备，材料科学与工程，2001，2，80-88；黄汉生，日本抗菌防臭纤维发展近况，现代化工2000，9，54-59；王建平，抗菌纤维的最新进展，产业用纺织品，1998，11，6-10；周宇鹏，有机硅表面活性剂在日化及纺织行业的应用，有机硅材料，2002，01，24-26；范耀、葛乃祥、毛明富等，改性织物的性能，印染，1999，05，12-14；余志成、陈文兴，消臭抗菌纤维素纤维的制备、结构和性能，功能高分子学报，2002，4，461-465；杨栋梁，纤维用抗菌防臭整理剂，印染，2001，3，47-52；杨明英、朱良均，抗菌防臭纤维的研究概况，现代纺织技术，2000，2，39-41；宋肇棠、施晓芳，纤维的抗菌防臭及制菌加工进展，印染助剂，2000，5，1-5等。抗菌防臭纤维和织物的中国专利，有专利申请号为01109549.0，92108481.1，94112079.1，92109930.4，87100231，92108488.9的专利。但用所谓抗菌“防臭”、“去臭”、“消臭”处理的方法实际上只能防止臭味的产生，对已经存在的臭味是不能消除或去除。其基本作用是防止细菌分解汗液中的蛋白质而放出臭味，对人体本身分泌出的异味和周围环境中的还原性臭味无法去除。

铁、钴、锰的酞菁、卟啉及其卟吩化合物和其水溶性或水分散性衍生物有氧化还原的催化作用。目前已有多篇文章介绍了其在合成有机化合物和废水处理中的应用研究。如：张英菊、梁斌等的四叔丁基金属酞菁催化活化CO₂与环氧丙烷的环加成反应，催化学报，2003，10，765-768；李华明、王燕，醋酸钯/酞菁铁催化氧化环戊烯合成环戊酮的研究，化学学报，2001，8，417-420；叶兴凯，酞菁铁催化氢醌氧化的研究，海南大学学报：自然科学版1997，4，280-284；王灶生，磺化酞菁铁的合成与光催化降解染料废水的研究，上海环境科学，2001，10，480-481；戴清、张欣蕾等“MPcTS-H₂O₂”体系对水中有机污染物的催化降解，化工时刊，1998，10，3-6和路春娥戴清，负载型酞菁对水中十二烷基苯磺酸钠的催化降解，南京化工大学学报1999，6，对废水中的胺基化合物、偶氮苯、十二烷基苯磺酸钠的分解进行了研究。日本信州大学的教授白井汪芳研究了酞菁铁的衍生物用在粘胶纤维对环境臭味放的消除，下文对此进行了报道：利用酞菁铁的氧化-还原的催化活性，化学工业(日)1996，12，19-25；纤维消臭整理，纤维机械学会志(日)，2001(11)：434～443。

综上所述，还未见利用铁、钴、锰的酞菁、卟啉及其卟吩化合物和其水溶性或水分散性衍生物的氧化还原的催化作消除臭味的织物涂层整理的论文和专利。

发明内容：

本发明的目的是提供一种含有机金属催化剂的涂层织物。

本发明的目的还提供一种上述含有机金属催化剂的涂层织物的制备方法。

本发明的另一目的是提供一种上述含有机金属催化剂的涂层织物的用途。

利用铁、钴、锰的酞菁、卟啉及其卟吩化合物和其水溶性或水分散性衍生物的氧化还原的催化能有效的消除已经存在的臭味。消臭的机理是：铁、钴、锰的酞菁、卟啉及其卟吩化合物和其水溶性或水分散性衍生物能把含氨、硫等的还原性臭味物质氧化而失去臭味，其本生被还原成低价的化合物，在空气中它又能被氧化成高价的金属化合物，又具有氧化臭味物质的作用。它具有一种能自动再生反复使用的功能，是一种高性能酶性质的催化剂。将这种性能用在纺织物中还无报道，是一种全新的纺织品“消臭”概念。

本发明的含有机金属催化剂的涂层织物是所述的织物表面含有有机金属催化剂的涂层，涂层中有机金属催化剂和涂层树脂的重量比为的(1～20)∶(80～99)；

所述的有机金属催化剂选自如下的铁、钴、锰催化剂：a)酞菁铁、钴、锰和其水溶性或水分散性衍生物；b)卟啉铁、钴、锰和其水溶性或水分散性衍生物；c)卟吩铁、钴、锰和其水溶性或水分散性衍生物；选自铁、钴、锰的催化剂；

所述的涂层是选自如下的：a)水溶性或油溶性的聚氨酯树脂；b)聚丙烯酸酯乳液或聚丙烯酸酯溶液；。

所述的织物是棉、羊毛、麻、丙纶、涤纶、腈纶、锦纶、粘胶、维纶的、或含有上述纤维的混纺的机织、针织及非织造布。

本发明的主要制备方法如下：

将一定量的有机金属催化剂分散或是溶解在涂层用树脂中，然后用涂层整理方法，把树脂涂覆在织物上，干燥、定形即得到含有机金属催化剂的涂层织物产物。

本发明中用常规涂层整理技术在织物上涂覆含有有机金属催化剂的涂层。涂层剂为有机金属催化剂和树脂组成，有机金属催化剂选自铁、钴、锰的催化剂，把它们溶解或分散在涂层树脂中。

有机金属催化剂选自如下的铁、钴、锰催化剂：a)酞菁铁、钴、锰和其水溶性或水分散性衍生物；b)卟啉铁、钴、锰和其水溶性或水分散性衍生物；c)卟吩铁、钴、锰和其水溶性或水分散性衍生物。

涂层树脂为：a)水溶性或油溶性的聚氨酯树脂；b)聚丙烯酸酯乳液或聚丙烯酸酯溶液。

本发明的方法是将有机金属催化剂均匀地溶解或分散在涂层树脂中，催化剂和树脂的配比是使最终得到的涂层中有机金属催化剂和涂层树脂的重量比为的(1～20)∶(80～99)，然后通过常规的织物涂层整理技术和设备对织物进行涂覆，干燥、定形，得到含有机金属催化剂的涂层织物，所得涂层厚度在微米以下，尤其是在0.01～1微米，无明显外观变化。

所被涂覆的织物是棉、羊毛、麻、丙纶、涤纶、腈纶、锦纶、粘胶和维纶，或含有上述纤维的混纺的机织、针织及非织造布。

本发明的织物可用于解决纺织品的使用过程中和周围环境的消臭、除臭。

用本方法不仅适用于棉、羊毛、麻、丙纶、涤纶、腈纶、锦纶和维纶，也可以是含有这些纤维的混纺的机织、针织及非织造布制取的消臭织物，有效果好、投资少、设备简单、无排放、无污染、操作方便、可连续工业化生产的优点。该类织物尤其适用于内衣、棉毛衫裤、床单、被里、枕巾或是室内装饰用布，可消除人体排出的体味或周围环境异味。

具体实施方式：

通过以下实施例将有助于理解本发明，但并不限制本发明的内容。

实施例中所用涂层树脂均为市购商品，有机金属催化剂为市购商品或试验室自己制备。制备方法参见：(磺化酞菁铁的合成与光催化降解染料废水的研究，上海环境科学，2001，20，480-481；八羧基金属酞菁衍生物的合成及其催化氧化性能研究，浙江工程学院学报，2002，3，141-144；四叔丁基金属酞菁化合物得合成，染料工业，2001，10，34-36)。然后将有机金属催化剂分散或是溶解在涂层用树脂中，并将混合树脂涂层到织物上，进行涂覆，干燥、定形，得到含有机金属催化剂的涂层织物。

实施例1

用市购酞菁铁2克分散在已稀释至1.5％的、玻璃化温度Tg为-10℃的自交联聚丙烯酸酯乳液1000克中，搅拌均匀。用二浸二轧的方法使棉针织布浸轧上配制的溶液，使其带液量为棉布重的70％，然后在80℃温度干燥，再在140℃的温度下，焙烘3分钟，使其交联定形。即得到含有酞菁铁的棉毛布。该布的氨气消除率72％，硫化氢的消除率在90％以上。

检测方法：在10立升的带有乳胶注射窗的有机玻璃密封箱内先放入4克含本催化剂的布料，用无臭味新鲜空气充满后密封，用注射器通过乳胶窗注入氨气或硫化氢气体，使其浓度为100左右PPM。用气相色谱分析法分析氨气或硫化氢浓度。经过半小时后分析箱内气体中氨气或硫化氢含量。臭味消除率为：(W₁-W₂)/W₁×100，其中W₁为反应前臭气浓度；W₂为反应后臭气浓度，以下实施例的检测方法相同。

实施例2

用市购卟啉铁1.5克分散在已稀释至2.5％的水溶性聚氨酯溶液1000克中，搅拌均匀。用二浸二轧的方法使腈纶针织布浸轧上已配制的溶液，使其带液量为腈纶布重的75％，然后在100℃温度干燥定形。即得到含有卟啉铁的腈纶针织布。该布用实施例1的测量方法测得的氨气消除率64％，硫化氢的消除率86％。

实施例3

用四羧基酞菁铁钠盐2.5克溶解在已稀释至2％的水溶性聚氨酯溶液1000克中，搅拌均匀。用二浸二轧的方法使涤纶平布浸轧上已配制的溶液，使其带液量为涤纶平布重的55％，然后在100℃温度干燥定形。即得到含有酞菁铁的腈纶针织布。该涤纶布用实施例1的测量方法测得的氨气消除率76％，硫化氢的消除率在90％以上。

实施例4

用市卟吩锰4.5克分散在已稀释至1.8％的、Tg为0℃的可交联聚丙烯酸酯甲苯溶液1000克中，搅拌均匀。用二浸二轧的方法使毛腈混纺织物浸轧上已配制的溶液，使其带液量为毛腈混纺织物重的80％，然后在80℃温度干燥，再在140℃温度下焙烘3分钟交联定形。即得到含有卟吩锰的毛腈混纺织物。该织物用实施例1的测量方法测得的氨气消除率81％，硫化氢的消除率在90％以上。

实施例5

用四羟基酞菁钴1.2克分散在已稀释至2.2％的聚氨酯的丁酮溶液1000克中，搅拌均匀。用二浸二轧的方法使棉麻混纺织物浸轧上已配制的溶液，使其带液量为棉麻混纺织物重的78％，然后在105℃温度干燥定形。即得到含有酞菁钴的棉麻混纺织物。该织物用实施例1的测量方法测得的氨气消除率56％，硫化氢的消除率78％。

实施例6

用四甲基酞菁锰2.4克分散在已稀释至1.5％的水溶性聚氨酯溶液1000克中，搅拌均匀。用二浸二轧的方法使丙纶非织造布浸轧上已配制的溶液，使其带液量为丙纶非织造布的50％，然后在100℃中干燥。即得到含有酞菁锰的丙纶非织造布。该丙纶非织造布用实施例1的测量方法测得的氨气消除率78％，硫化氢的消除率在90％以上。

实施例7

用二甲基二羧基酞菁铁1.6克分散在已稀释至2.4％的、玻璃化温度Tg为10℃的自交联聚丙烯酸酯乳液1000克中，搅拌均匀。用二浸二轧的方法使尼龙绸浸轧上已配制的溶液，使其带液量为尼龙绸的45％，然后在85℃温度干燥，再在135℃焙烘定形。即得到含有酞菁铁的尼龙绸。用实施例1的测量方法测得该尼龙绸的氨气消除率65％，硫化氢的消除率在87％。

实施例8

用市售酞菁铁1.8克分散在已稀释至3％的水容性聚氨制溶液1000克中，搅拌均匀。用二浸二轧的方法使涤粘混纺织物浸轧上已配制的溶液，使其带液量为涤粘混纺织物的74％，然后在105℃温度干燥定形。即得到含有酞菁铁的涤粘混纺织物。用实施例1的测量方法测得该涤粘混纺织物的氨气消除率64％，硫化氢的消除率88％。

实施例9

用市售卟啉铁1.6克分散在已稀释至2.6％的、Tg为-20℃的自交联聚丙烯酸酯乳液1000克中，克中，搅拌均匀。用二浸二轧的方法使维纶篷布浸轧上已配制的溶液，使其带液量为维纶篷布的74％，然后在105℃温度干燥定形。即得到含有卟啉铁的维纶篷布。用实施例1的测量方法测得该维纶篷布的氨气消除率72％，硫化氢的消除率88％。

Claims

1、一种含有机金属催化剂的涂层织物，其特征是所述的织物表面含有有机金属催化剂的涂层，涂层中有机金属催化剂和涂层树脂的重量比为的(1～20)∶(80～99)；

所述的有机金属催化剂选自如下的铁、钴、锰催化剂：a)酞菁铁、钴、锰和其水溶性或水分散性衍生物；b)卟啉铁、钴、锰和其水溶性或水分散性衍生物；c)卟吩铁、钴、锰和其水溶性或水分散性衍生物；

所述的涂层是选自如下的：a)水溶性或油溶性的聚氨酯树脂；b)聚丙烯酸酯乳液或聚丙烯酸酯溶液。

2、如权利要求1所述的一种含有机金属催化剂的涂层织物，其特征是所述的织物是棉、羊毛、麻、丙纶、涤纶、腈纶、锦纶、粘胶、维纶的、或含有上述纤维的混纺的机织、针织及非织造布。

3、如权利要求1所述的一种含有机金属催化剂的涂层织物的制备方法，其特征是在织物上通过涂层整理技术涂覆含有有机金属催化剂的涂层，即将由权利要求1所述的有机金属催化剂溶解或分散在涂层树脂中组成整理剂，通过常规的织物涂层整理技术对织物进行涂覆，干燥、定形得到含有机金属催化剂的涂层织物；所述的有机金属催化剂和涂层树脂的重量比为(1～20)∶(80～99)。

4、如权利要求1所述的含有机金属催化剂的涂层织物的用途，其特征是用于制备消臭和除臭的织物。