CN101161916A - 一种纺织用纳米防护液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于涂料及纺织功能整理领域，特别涉及一种纺织用纳米防护液及其制备方法。目前，当衣服等织物溅到果汁或油等污渍物，常常难以清除，衣服等织物没有相应的防污能力。本发明所述的纳米防护液，其组成成分为：无机纳米材料、有机硅氧烷、氟烷基丙烯酸酯和去离子水，即在引入低表面能物质的同时引入了无机纳米材料。采用本发明所述的纳米防护液及其制备方法，很容易获得纳米防护液，纳米防护液可在织物表面形成透明的透气薄层，使其在不影响织物穿着舒适度和其它功能的同时能够有效防水防油防污，提高衣物的穿着耐久性。
Description
技术领域
本发明属于涂料及纺织功能整理领域，特别涉及一种纺织用纳米防护液及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，对衣服等织物的要求也随之相应提高。在日常生活中，有时衣物常会溅到如水、果汁、咖啡、酱油、食用油等污渍，而这些液体的渗透性很强，一旦溅到衣物上很难去除，影响了衣物的穿着。人们希望衣物本身能具有防水和防污渍的能力，这样衣物不易脏，并且容易清洗。
为了提高衣物的耐污渍能力，让衣物可以更长久的穿着，现有的常用方法是对织物进行防水处理，目前对织物进行防水处理的防护液一般用低表面能物质而且处理工艺条件要求比较高，例如中国专利CN97102948.2公开了用聚四氟乙烯涂布于织物基布上形成憎水透气膜；中国专利CN01136674.5中所述的处理织物的防护液为低表面能的氟碳高分子膜，处理方法为复杂的磁控反应溅射法；中国专利CN200510068572.4中所述的处理织物的防护液即复合膜为聚四氟乙烯和聚氨酯树脂；中国专利CN02160342.1中利用含氟整理剂AG710、高紫外屏蔽材料UVPB-SG以及含纳米氧化钛的分散体系对涤纶织物采用了二浸二轧的复杂处理工艺，其中带液率要达到70-80％，加热定型的温度170-180℃，工艺要求条件很高，这就限制了其防护液的应用范围，只适合在工厂的大量布匹生产时的处理使用。
尽管上述的现有技术中，为使织物具有防水的能力而使用了各种形式的防护液，但是其防水的效果并不是很理想，有的防护液虽然防水效果很好，但工艺要求很高，生产成本很高，不宜广泛应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纺织用纳米防护液，当利用该纳米防护液对织物，布料等进行表面处理时，能够在织物表面形成于类似于荷叶的微观结构，从而使织物产生防水、防油、防污等功能，提高衣物的耐久性。
本发明的另一目的是提供一种上述纺织用纳米防护液的制备方法，通过该方法制备的纳米防护液，当利用该纳米防护液对织物，布料等进行表面处理时，能够在织物表面形成于类似于荷叶的微观结构，从而使织物产生防水、防油、防污等功能，提高衣物的耐久性。
本发明的另一目的是提供一种上述纺织用纳米防护液的使用方法，使用本发明所述的使用方法处理织物，布料等表面时，能够快速有效的在织物表面形成于类似于荷叶的微观结构，从而使织物产生防水、防油、防污等功能，提高衣物的耐久性，操作方便，容易实现。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种纺织用纳米防护液，其组成成分包括(以重量百分比计)：
(1)无机纳米材料 0.1～1％
(2)有机硅氧烷 0～5％
(3)氟烷基丙烯酸酯 1～8％
(4)去离子水 86-98.9％
所述的无机纳米材料为：10-100nm纳米级别的纳米氧化锌和/或纳米氧化硅和/或纳米氧化钛和/或纳米氧化铝；
所述的有机硅氧烷为：H(CH2)nSi(OCmH2m+1)3，其中n＝1～8，m＝1～3；或者含有氟代烷烃的有机硅氧烷CF3(CF2)r(CH2)nSi(OCmH2m+1)3，其中r＝0～5，n＝1～8，m＝1～3；或者H2N(CH2)nSi(OCmH2m+1)3其中n＝1～3，m＝1～3；
所述的氟烷基丙烯酸酯是指：全氟烷基丙烯酸酯共聚物，共聚物中包含C2F5(CF2CF2)n(CH2)mOCOCH＝CH2，其中n＝2-6，m＝1-10；
进一步，所述的无机纳米材料优选为：50-60nm纳米级别的纳米氧化锌和/或纳米氧化硅和/或纳米氧化钛和/或纳米氧化铝；
进一步，所述的有机硅氧烷优选为：含有氟代烷烃的有机硅氧烷CF3(CF2)r(CH2)nSi(OCmH2m+1)3，其中，r＝1～5，n＝1～3，m＝1～3或者H2N(CH2)nSi(OCmH2m+1)3其中n＝1～3，m＝1～3；
进一步，所述的氟烷基丙烯酸酯优选为：全氟烷基丙烯酸酯共聚物，共聚物中包含C2F5(CF2CF2)n(CH2)mOCOCH＝CH2，其中n＝4-6，m＝1-10；
更进一步，所述的无机纳米材料更优选为：50-60nm的纳米氧化锌和/或纳米氧化硅和/或纳米氧化钛；
更进一步，所述的有机硅氧烷更优选为：含有氟代烷烃的有机硅氧烷CF3(CF2)r(CH2)nSi(OCmH2m+1)3，其中，r＝1～5，n＝1～3，m＝1～3；
更进一步，所述的氟烷基丙烯酸酯更优选为：全氟烷基丙烯酸酯共聚物，共聚物中包含C2F5(CF2CF2)n(CH2)mOCOCH＝CH2，其中，n＝6，m＝1-10；
进一步，为使本发明获得更好的发明效果，所述的纺织用纳米防护液的组分及含量优选如下，以重量百分比浓度计：
(1)无机纳米材料 0.2～0.8％
(2)有机硅氧烷 2～5％
(3)氟烷基丙烯酸酯 3～6％
(4)去离子水 88.2-94.8％
再进一步，为使本发明获得更好的发明效果，所述的纺织用纳米防护液的组分及含量更优选如下，以重量百分比浓度计：
(1)无机纳米材料 0.5～0.8％
(2)有机硅氧烷 2～4％
(3)氟烷基丙烯酸酯 3～5％
(4)去离子水 90.2-94.5％
一种上述纺织用纳米防护液的制备方法，包括如下步骤：
(1)首先将本发明所述的组分中的无机纳米材料均匀分散于去离子水中制得稳定分散液；
(2)然后将步骤(1)中制得的稳定分散液与其他组分按照本发明所述的比例进行混合并搅拌均匀，即制得纳米防护液。
一种上述纺织用纳米防护液的使用方法，包括如下步骤：
(1)将本发明所述的纳米防护液对织物进行处理之前，需要先用清水彻底洗净油污、灰尘等，新买衣物同样处理；
(2)然后将本发明所述的纳米防护液采用浸泡、喷洒、涂刷等方法均匀处理织物表面，待织物表面完全打湿后用，再对喷涂过纳米防护液的织物在80-110℃下进行加热处理干燥，织物即具有防水防油的效果。
进一步，为使本发明获得较好的发明效果，步骤(2)中，采用喷洒的方法打湿织物时，喷洒时与织物的距离为5-10厘米；
进一步，为使本发明获得较好的发明效果，步骤(2)中，用普通加热设备如电熨斗、微波炉、烘箱进行加热干燥处理即可；
进一步，为使本发明获得较好的发明效果，喷涂过纳米防护液的织物，清洗以后经过电熨斗熨烫或微波炉、暖气加热后，其防水防油的防护功能就可被激活，不需要重新用防护液进行处理。
本发明的效果在于：
1)用本发明所述的纳米防护液，对衣物等织物的表面进行处理时，能够在织物表面形成于类似于荷叶的微观结构，使织物产生防水、防油、防污等功能，能有效地阻止水、果汁、咖啡、酱油、食用油等污染液体的渗透，大大提高了衣物等织物的穿着耐久力；
2)本发明所述的纳米防护液，制备方法简单易行，成本低廉，易于获得，适宜广泛应用；
3)将本发明所述的纳米防护液处理织物使其具有防护功能时，处理过程简捷，应用方便，完全可以成为民用的大众化产品，且织物的防护功能经过简单的处理可以多次激活；处理方法便捷简单，如可以用喷壶等常用工具轻轻将纳米防护液喷洒在待处理的织物上，然后经较低的温度如用家用电熨斗低温处理就可实现其防护功能，应用非常方便；清洗以后的衣物只需电熨斗熨过或微波炉、暖气等加热，其防护功能就可被激活，从而提高其耐久性。
本发明之所以具有上述发明效果，原因在于：本发明所述的纳米防护液在引入低表面能物质的同时引入了无机纳米材料物质，通过超分散技术将纳米结构的物质分散于水相介质中，使其能够最大限度地保持单个粒子的非团聚状态，形成具有高度分散性、均匀性和稳定性的一种分散液；同时，低表面能物质与纳米分散液复合后可在织物表面形成透明的透气薄层，使其在不影响原来的织物穿着舒适度和其它功能的同时达到有效的防水防油防污防护功能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述：
实施例1：
一种纺织用纳米防护液，其组成成分包括(以重量百分比计)：
(1)纳米氧化硅 0.5％
(2)十三氟辛基三乙氧基硅烷 1％
(3)氟烷基丙烯酸酯 5％
(4)去离子水 93.5％
制备方法：
(1)首先将本发明所述组分中的10克60nm级别的纳米氧化硅均匀分散于40克去离子水中，制得浓度为20％的50克稳定分散液；
(2)然后将步骤(1)中制得的稳定分散液50克与20克十三氟辛基三乙氧基硅烷、100克氟烷基丙烯酸酯添加到1830克去离子水中混合后并搅拌均匀即制得纳米防护液。
使用方法：
(1)将本发明所述的纳米防护液对织物进行处理之前，需要先用清水彻底洗净油污、灰尘等，新买衣物同样处理；
(2)然后将本发明所述的纳米防护液浸泡干净的织物，待织物表面完全打湿后用，再对织物用家用电熨斗在80-110℃之间的温度进行熨烫，织物表面熨干燥后即具有防水防油的效果，它能有效阻止水、果汁、咖啡、酱油、食用油等污染液体的渗透，污染液体滴落于织物表面进会形成球状，用吸水纸一擦即可保持干净；当织物脏了清洗后，只需再用电熨斗熨过其防护功能就可被激活。
实施例2：
一种纺织用纳米防护液，其组成成分包括(以重量百分比计)：
(1)纳米氧化钛 1％
(2)三氟丙基三甲氧基硅烷 1％
(3)氟烷基丙烯酸酯 4％
(4)去离子水 94％
制备方法：
(1)首先将本发明所述组分中的15克50nm级别的纳米氧化钛均匀分散于35克去离子水中，制得浓度为30％的稳定分散液；
(2)然后将步骤(1)中制得的稳定分散液50克与15克三氟丙基三甲氧基硅烷、60克氟烷基丙烯酸酯添加到1375克去离子水中混合后并搅拌均匀即制得纳米防护液。
使用方法：
(1)将本发明所述的纳米防护液对织物进行处理之前，需要先用清水彻底洗净油污、灰尘等，新买衣物同样处理；
(2)然后将本发明所述的纳米防护液用喷壶均匀喷洒在干净的织物表面，待织物表面完全打湿后用，再对喷涂过纳米防护液的织物用家用电熨斗在80-110℃之间的温度进行熨烫，织物表面熨干燥后即具有防水防油的效果，它能有效阻止水、果汁、咖啡、酱油、食用油等污染液体的渗透，污染液体滴落于织物表面进会形成球状，用吸水纸一擦即可保持干净；当织物脏了清洗后，只需再用电熨斗熨过其防护功能就可被激活。
实施例3
一种纺织用纳米防护液，其组成成分包括(以重量百分比计)：
(1)纳米氧化铝 0.1％
(2)丙基三甲氧基硅烷 5％
(3)氟烷基丙烯酸酯 8％
(4)去离子水 86.9％
制备方法：
(1)首先将本发明所述组分中的5克10nm级别的纳米氧化铝均匀分散于45克去离子水中，制得浓度为10％的稳定分散液；
(2)然后将步骤(1)中制得的稳定分散液50克与250克丙基三甲氧基硅烷、400克氟烷基丙烯酸酯添加到4300克去离子水中混合后并搅拌均匀即制得纳米防护液。
使用方法：
(1)将本发明所述的纳米防护液对织物进行处理之前，需要先用清水彻底洗净油污、灰尘等，新买衣物同样处理；
(2)然后将本发明所述的纳米防护液用喷壶均匀喷洒在干净的织物表面，待织物表面完全打湿后用，再对喷涂过纳米防护液的织物用烘箱在80-110℃之间的温度进行加热干燥，织物干燥后即具有防水防油的效果，它能有效阻止水、果汁、咖啡、酱油、食用油等污染液体的渗透，污染液体滴落于织物表面进会形成球状，用吸水纸一擦即可保持干净；当织物脏了清洗后，只需再用电熨斗熨过其防护功能就可被激活。
实施例4
一种纺织用纳米防护液，其组成成分包括(以重量百分比计)：
(1)纳米氧化锌 0.3％
(2)氨丙基甲基二乙氧基硅烷 3％
(3)氟烷基丙烯酸酯 1％
(4)去离子水 95.7％
制备方法：
(1)首先将本发明所述组分中的10克100nm级别的纳米氧化锌均匀分散于40克去离子水中，制得浓度为20％的稳定分散液；
(2)然后将步骤(1)中制得的稳定分散液50克与100克氨丙基甲基二乙氧基硅烷、33.33克氟烷基丙烯酸酯添加到3150克去离子水中混合后并搅拌均匀即制得纳米防护液。
使用方法：
(1)将本发明所述的纳米防护液对织物进行处理之前，需要先用清水彻底洗净油污、灰尘等，新买衣物同样处理；
(2)然后将本发明所述的纳米防护液用喷壶均匀喷洒在干净的织物表面，待织物表面完全打湿后用，再对喷涂过纳米防护液的织物用家用电熨斗在80-110℃之间的温度进行熨烫，织物表面熨干燥后即具有防水防油的效果，它能有效阻止水、果汁、咖啡、酱油、食用油等污染液体的渗透，污染液体滴落于织物表面进会形成球状，用吸水纸一擦即可保持干净；当织物脏了清洗后，只需再用电熨斗熨过其防护功能就可被激活。
实施例5
一种纺织用纳米防护液，其组成成分包括(以重量百分比计)：
(1)纳米氧化钛 0.3％
纳米氧化锌 0.3％
(2)氨丙基三乙氧基硅烷 2％
(3)氟烷基丙烯酸酯 5％
(4)去离子水 92.4％
制备方法：
(1)首先将本发明所述组分中的7.5克40nm级别的纳米氧化钛和7.5克40nm级别的纳米氧化锌均匀分散于35克去离子水中，制得浓度为30％的稳定分散液；
(2)然后将步骤(1)中制得的稳定分散液50克与50克氨丙基三乙氧基硅烷、125克氟烷基丙烯酸酯添加到2275克去离子水中混合后并搅拌均匀即制得纳米防护液。
使用方法：
(1)将本发明所述的纳米防护液对织物进行处理之前，需要先用清水彻底洗净油污、灰尘等，新买衣物同样处理；
(2)然后将本发明所述的纳米防护液用喷壶均匀喷洒在干净的织物表面，待织物表面完全打湿后用，再对喷涂过纳米防护液的织物用家用电熨斗在80-110℃之间的温度进行熨烫，织物表面熨干燥后即具有防水防油的效果，它能有效阻止水、果汁、咖啡、酱油、食用油等污染液体的渗透，污染液体滴落于织物表面进会形成球状，用吸水纸一擦即可保持干净；当织物脏了清洗后，只需再用电熨斗熨过其防护功能就可被激活。
实施例6
一种纺织用纳米防护液，其组成成分包括(以重量百分比计)：
(1)纳米氧化钛 0.2％
(3)氟烷基丙烯酸酯 7％
(4)去离子水 92.8％
制备方法：
(1)首先将本发明所述组分中的10克50nm级别的纳米氧化钛均匀分散于40克去离子水中，制得浓度为20％的稳定分散液；
(2)然后将步骤(1)中制得的稳定分散液50克与350克氟烷基丙烯酸酯添加到4600克去离子水中混合后并搅拌均匀即制得纳米防护液。
使用方法：
(1)将本发明所述的纳米防护液对织物进行处理之前，需要先用清水彻底洗净油污、灰尘等，新买衣物同样处理；
(2)然后将本发明所述的纳米防护液用喷壶均匀喷洒在干净的织物表面，待织物表面完全打湿后用，再对喷涂过纳米防护液的织物用家用电熨斗在80-110℃之间的温度进行熨烫，织物表面熨干燥后即具有防水防油的效果，它能有效阻止水、果汁、咖啡、酱油、食用油等污染液体的渗透，污染液体滴落于织物表面进会形成球状，用吸水纸一擦即可保持干净；当织物脏了清洗后，只需再用电熨斗熨过其防护功能就可被激活。
上述描述和说明只为表达本发明的技术构思和特点，其目的在于让相关人士或业内人员了解本发明的内容，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明构思实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种纺织用纳米防护液，包括如下组分及含量，以重量百分比计：
(1)无机纳米材料 0.1～1％
(2)有机硅氧烷 0～5％
(3)氟烷基丙烯酸酯 1～8％
(4)去离子水 86-98.9％
所述的无机纳米材料为：10-100nm纳米级别的纳米氧化锌和/或纳米氧化硅和/或纳米氧化钛和/或纳米氧化铝；
所述的有机硅氧烷为：H(CH2)nSi(OCmH2m+1)3，其中n＝1～8，m＝1～3；或者含有氟代烷烃的有机硅氧烷CF3(CF2)r(CH2)nSi(OCmH2m+1)3，其中r＝0～5，n＝1～8，m＝1～3；或者H2N(CH2)nSi(OCmH2m+1)3其中n＝1～3，m＝1～3；
所述的氟烷基丙烯酸酯是指：全氟烷基丙烯酸酯共聚物，共聚物中包含C2F5(CF2CF2)n(CH2)mOCOCH＝CH2，其中n＝2-6，m＝1-10。
2.如权利要求1所述的一种纺织用纳米防护液，其特征在于：所述的无机纳米材料优选为：50-60nm纳米级别的纳米氧化锌和/或纳米氧化硅和/或纳米氧化钛和/或纳米氧化铝。
3.如权利要求2所述的一种纺织用纳米防护液，其特征在于：所述的无机纳米材料更优选为：50-60nm的纳米氧化锌和/或纳米氧化硅和/或纳米氧化钛。
4.如权利要求1所述的一种纺织用纳米防护液，其特征在于：所述的有机硅氧烷优选为：含有氟代烷烃的有机硅氧烷CF3(CF2)r(CH2)nSi(OCmH2m+1)3，其中，r＝1～5，n＝1～3，m＝1～3或者H2N(CH2)nSi(OCmH2m+1)3其中n＝1～3，m＝1～3。
5.如权利要求4所述的一种纺织用纳米防护液，其特征在于：所述的有机硅氧烷更优选为： 含有氟代烷烃的有机硅氧烷CF3(CF2)r(CH2)nSi(OCmH2m+1)3，其中，r＝1-5，n＝1-3，m＝1-3。
6.如权利要求1所述的一种纺织用纳米防护液，其特征在于：所述的氟烷基丙烯酸酯优选为：全氟烷基丙烯酸酯共聚物，共聚物中包含C2F5(CF2CF2)n(CH2)mOCOCH＝CH2，其中n＝4-6，m＝1-10。
7.如权利要求6所述的一种纺织用纳米防护液，其特征在于：所述的氟烷基丙烯酸酯更优选为：全氟烷基丙烯酸酯共聚物，共聚物中包含C2F5(CF2CF2)n(CH2)mOCOCH＝CH2，其中，n＝6，m＝1-10。
8.如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的一种纺织用纳米防护液，其特征在于：所述的纺织用纳米防护液的组分及含量优选如下，以重量百分比计：
(1)无机纳米材料 0.2～0.8％
(2)有机硅氧烷 2～5％
(3)氟烷基丙烯酸酯 3～6％
(4)去离子水 88.2-94.8％。
9.如权利要求8所述的一种纺织用纳米防护液，其特征在于：所述的纺织用纳米防护液的组分及含量更优选如下，以重量百分比计：
(1)无机纳米材料 0.5～0.8％
(2)有机硅氧烷 2～4％
(3)氟烷基丙烯酸酯 3～5％
(4)去离子水 90.2-94.5％。
10.一种制备如权利要求1所述的纺织用纳米防护液的方法，步骤如下：
(1)首先将本发明所述的组分中的无机纳米材料均匀分散于去离子水中制得稳定分散液；
(2)然后将步骤(1)中制得的稳定分散液与其他组分按照本发明所述的比例进行混合并搅拌均匀，即制得纳米防护液。
11.一种纺织用纳米防护液的使用方法，包括如下步骤：
(1)将本发明所述的纳米防护液对织物进行处理之前，需要先用清水彻底洗净油污、灰尘等，新买衣物同样处理；
(2)然后将本发明所述的纳米防护液采用浸泡、喷洒、涂刷等方法均匀处理织物表面，待织物表面完全打湿后用，再对喷涂过纳米防护液的织物在80-110℃下进行加热处理干燥，织物即具有防水防油的效果。
12.如权利要求11所述的一种纺织用纳米防护液的使用方法，其特征在于：步骤(2)中，采用喷洒的方法打湿织物时，喷洒时与织物的距离为5-10厘米。
13.如权利要求11所述的一种纺织用纳米防护液的使用方法，其特征在于：步骤(2)中，用普通加热设备如电熨斗、微波炉、烘箱进行加热干燥处理即可。
14.如权利要求11所述的一种纺织用纳米防护液的使用方法，其特征在于：喷涂过纳米防护液的织物，清洗以后经过电熨斗熨烫或微波炉、暖气加热后，其防水防油的防护功能就可被激活，不需要重新用防护液进行处理。
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