CN102797166A - 拒水拒油超细纤维合成革及其制备方法 - Google Patents

拒水拒油超细纤维合成革及其制备方法 Download PDF

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本发明公开了一种拒水拒油超细纤维合成革及其制备方法，制备方法，包括如下步骤：（1）将含有拒水拒油基团的化学物质，涂覆在超细纤维合成革表面，（2）将步骤（1）获得的产物，用等离子气体进行干燥，即可得所述的拒水拒油防污的聚氨酯超细纤维合成革。本发明制备的超细纤维合成革具有优良的拒水拒油效果，且具有耐水洗的特点；另外，本发明中所提供的制备方法具有能耗低、工序简单的优点。

Description

拒水拒油超细纤维合成革及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯超细纤维合成革及其制造方法。
背景技术
随着聚氨酯超细纤维合成革（简称超纤革）应用领域的日益增加对其的拒水拒油防污的功能要求也越来越强烈。
材料是否具备拒水拒油防污的功能也就是水或油污等液体能否润湿固体的表面，而判断水或油污是否润湿固体表面的方法有两种：一种是通过对比固体表面的临界表面张力和水或油污与固体的界面张力，当固体表面的临界表面张力小于水或油污与固体的表面张力时，水或油污不能润湿固体的表面，说明该固体具有拒水拒油防污的能力；另一种是通过测定水或油污与固体表面的接触角，当接触角大于90度时，水或油污不能润湿固体的表面，说明该固体表面具有拒水拒油防污的效果。超细纤维绒面革（即进行过染色处理的超纤革）和超细纤维合成革基布（定义见《合成革工艺学》）由于其表面有大量来自染料和柔软剂的亲水性基团而容易沾染污渍，故需做拒水拒油处理。
拒水拒油整理是利用具有低表面能的整理剂，借表面层原子或原子团的化学力使水不能润湿它，织物经拒水整理后，仍保持良好的透气和透湿性，不会恶化织物的手感和风格；而防水整理是在织物表面涂布一层不透气的连续薄膜借物理方法阻挡水的透过，以致经防水整理的织物往往不透气和不透湿，穿着也不舒适。如中国专利CN201120226193.4、CN201120212713.6等。
传统的超纤革拒水拒油处理是将具有低表面能基团的化合物分散在水中制备成拒水拒油剂，然后通过浸轧手段使超纤革浸有拒水拒油剂，再烘干除去水使革具有拒水拒油的功能。这种方法制得的超纤革，其拒水拒油效果的耐水洗效果不佳，而拒水拒油剂本身要稳定分散于水中需要加入一定量的亲水物质或基团这也会降低拒水拒油效果，另一方面在拒水拒油处理过程中要蒸发大量的水会大大提高产品的能耗并让普通的铁制设备生锈。
发明内容
本发明的目的是提供一种拒水拒油防污的聚氨酯超细纤维合成革及其制造方法，以克服现有技术存在的缺陷。
本发明的所述的一种拒水拒油防污的聚氨酯超细纤维合成革的制备方法，包括如下步骤：
（1）在含有拒水拒油基团的化学物质，采用喷涂、印刷或滚涂的方式，涂覆在超细纤维合成革表面，有拒水拒油基团的化学物质的涂覆量为0.1～30克/平方米；
所述超细纤维合成革由锦纶超细纤维和聚氨酯两部分构成，其中：聚氨酯重量占合成革总重量的30%～50%；
所述超细纤维合成革的制备方法，为本领域常规的方法，如文献：曲建波等.合成革工艺学[M].北京：化学工业出版社，2010.报导的方法；
所述含有拒水拒油基团的化学物质选自：C5-18-全氟烷（CAS号：86508-42-1）结构为：
Figure BDA00002103816600031
全氟烷基乙基丙烯酸酯（CAS号：65605-70-1）、全氟烷基碘乙烷（CAS号：68188-12-5）、C8-14-全氟烷基乙醇（CAS号：68188-12-5）、全氟烷基乙醇（CAS号：65530-60-1）、全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯（CAS号：65530-66-7）、C8-14-γ-ω-全氟烷基碘化物（CAS号：85995-91-1）、全氟烷基羰基氨基丙基三甲基碘化铵（CAS号：82030-81-7）、全氟烷基酯（CAS号：11114-17-3）、三氟甲烷、六氟乙烷或C1～C12的单元醇，C1～C12的单元醇优选乙醇；
所述的喷涂处理、印刷处理、滚涂处理为合成革行业内的常规处理方法，本领域内的技术人员可参照相关文献进行操作，如文献：曲建波等.合成革工艺学[M].北京：化学工业出版社，2010.报导的方法；
（2）将步骤（1）获得的产物，用等离子气体进行干燥，即可得所述的拒水拒油防污的聚氨酯超细纤维合成革，处理的条件为：
①等离子气体流速：0.05～10升/分钟；
②所述等离子气体为CF4等离子气体或CH2CF2等离子气体中的一种或多种；
③等离子发生器功率：10～1000瓦特；
④喷头温度：50～160℃；
⑤喷头至处理物的距离为：0.1～10mm；
⑥等离子处理时超纤革移动的速率为：1mm/min～5m/min；
⑦等离子发生器的压强为常压；
优选的，本发明的方法，还包括对所述的超细纤维合成革进行预处理步骤：
将超细纤维合成革以0.1～20米/秒的速度，在50～160℃的条件下进行干燥处理；
然后，用压力为0.01～0.5atm的压缩空气（表压）对上述干燥处理后的超细纤维合成革表面，进行清洁处理，除去表面的灰尘、固体颗粒等杂质；
本发明应用等离子处理的技术对合成革表面进行改性处理，将CF4、CH2CF2产生的含氟基团接枝到合成革表面，使其具有良好的拒水拒油效果；另外在等离子体对喷涂、滚涂、印刷等方式添加在合成革表面的含拒水拒油基团的化学物质进行干燥的同时，等离子体中的自由基可以将这些化学物质中键能小于C-F键(键能为：485KJ/mol)的化学键，如C-C键(键能为：332KJ/mol)、C-O键(键能为：326KJ/mol)、C-I键(键能为：240KJ/mol)等键打断，而使合成革表面接枝有大量的拒水拒油的-CF3、-CnF2n+1、-CH3、-CnH2n+1（n≤12）等基团。
与现有技术相比，本发明提供的制备拒水拒油超细纤维合成革的方法，是通过在超细纤维合成革表面涂覆含拒水拒油基团的化合物和利用含大量拒水拒油基团的等离子体对超细纤维合成革表面进行处理的双重作用，使涂覆化合物和等离子体中的拒水拒油基团能致密地接枝于超细纤维合成革表面，从而使超细纤维合成革具有优良的拒水拒油效果，且该拒水拒油效果具有耐水洗的特点；另外，本发明中所使用的化合物比热低于水的比热，从而可以有效降低能耗，整个制备过程具有工序简单、干燥过程中挥发出的含拒水拒油基团的化合物易于回收再利用的优点。
具体实施方式
下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。
实施例中，所述的等离子发生器，可采用商业化产品，如采用美国surfx技术公司的Atomflo TM 250型常压等离子流射仪。
实施例1
（1）将超细纤维合成革以0.1米/秒的速度，通过50℃的环境，进行干燥；
（2）用压力为0.01atm的压缩空气对干燥后的超细纤维合成革表面进行清洁处理，除去表面的灰尘、固体颗粒等杂质；
（3）在经过清洁处理后的超细纤维合成革表面，喷涂上30克/平方米的乙醇；
（4）而后在应用常压等离子体对合成革的表面进行处理，处理的条件为：
①等离子发生器的气体流速：0.05升/分钟
②等离子气体为：CF4等离子气体
③等离子发生器功率：10瓦特
④喷头温度：50℃
⑤喷头至处理物的距离为：0.1mm
⑥等离子处理时超纤革移动的速率为：1mm/min
经过上述处理后的超细纤维合成革具有良好的拒水效果，应用超纯水（按GB6682-92制备而得的水）测定该革的接触角为：136°。
实施例2
（1）将超细纤维合成革以12米/秒的速度，通过130℃的环境，进行干燥；
（2）应用压力为0.3atm的压缩空气对干燥后的超细纤维合成革表面进行清洁处理，除去表面的灰尘、固体颗粒等杂质；
（3）在经过清洁处理后的超细纤维合成革表面进行喷涂上10克/平方米的C5-18-全氟烷；
（4）而后在应用常压等离子体对合成革的表面进行处理，处理的条件为：
①等离子发生器的气体流速：0.5升/分钟
②等离子气体气体为：CF4等离子气体气体和CH2CF2等离子气体气体的混合物，体积比为：1:1
③等离子发生器功率：500瓦特
④喷头温度：120℃
⑤喷头至处理物的距离为：6mm
⑥等离子处理时超纤革移动的速率为：2m/min
经过上述处理后的超细纤维合成革具有良好的拒油效果，应用白矿油测定该革的接触角为：142°。
实施例3
（1）将超细纤维合成革以20米/秒的速度，通过160℃的环境，进行干燥；
（2）应用压力为0.5atm的压缩空气对干燥后的超细纤维合成革表面进行清洁处理，除去表面的灰尘、固体颗粒等杂质；
（3）在经过清洁处理后的超细纤维合成革表面进行喷涂上30克/平方米的全氟烷基碘乙烷；
（4）而后在应用常压等离子体对合成革的表面进行处理，处理的条件为：
①等离子发生器的气体流速：10升/分钟
②等离子气体气体为CH2CF2
③等离子发生器功率：1000瓦特
④喷头温度：160℃
⑤喷头至处理物的距离为：10mm
⑥等离子处理时超纤革移动的速率为：5m/min
经过上述处理后的超细纤维合成革具有良好的拒油效果，应用白矿油测定该革的接触角为：150°。

Claims (8)

1.拒水拒油超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将含有拒水拒油基团的化学物质，涂覆在超细纤维合成革表面，
（2）将步骤（1）获得的产物，用等离子气体进行干燥，即可得所述的拒水拒油防污的聚氨酯超细纤维合成革。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将含有拒水拒油基团的化学物质，采用喷涂、印刷或滚涂的方式，涂覆在超细纤维合成革表面，有拒水拒油基团的化学物质的涂覆量为0.1~30克/平方米。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超细纤维合成革由锦纶超细纤维和聚氨酯两部分构成，其中：聚氨酯重量占合成革总重量的30%～50%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用等离子气体进行干燥时，处理的条件为：
①等离子气体流速：0.05~10升/分钟；
②所述等离子气体为CF4等离子气体或CH2CF2等离子气体中的一种或多种；
③等离子发生器功率：10~1000瓦特；
④喷头温度：50~160℃；
⑤喷头至处理物的距离为：0.1~10mm；
⑥等离子处理时超纤革移动的速率为：1mm/min~5m/min
⑦等离子发生器的压强为常压。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括对所述的超细纤维合成革进行预处理步骤：
将超细纤维合成革以0.1~20米/秒的速度，在50~160℃的条件下进行干燥处理；
然后，用压力为0.01atm~0.5atm的压缩空气（表压）对上述干燥处理后的超细纤维合成革表面，进行清洁处理，除去表面的灰尘、固体颗粒等杂质。
6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述含有拒水拒油基团的化学物质选自：C5-18-全氟烷、全氟烷基乙基丙烯酸酯、全氟烷基碘乙烷、C8-14-全氟烷基乙醇、全氟烷基乙醇、全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯、C8-14-γ-ω-全氟烷基碘化物、全氟烷基羰基氨基丙基三甲基碘化铵、全氟烷基酯、三氟甲烷、六氟乙烷或C1～C12的单元醇。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，C1～C12的单元醇为乙醇。
8.根据权利要求1～7任一项所述方法制备的拒水拒油超细纤维合成革。
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