CN103276585B

CN103276585B - 一种绿色光固化耐久单向导湿整理剂的制备方法

Info

Publication number: CN103276585B
Application number: CN201310119573.1A
Authority: CN
Inventors: 闵洁; 刘保江; 田太洲; 罗锦; 向中林; 姚金龙; 黄长根; 唐文君; 谢阳芬; 高品
Original assignee: JIANGSU LIANFA TEXTILE CO Ltd; Donghua University
Current assignee: JIANGSU LIANFA TEXTILE CO Ltd; Donghua University
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2033-04-08
Also published as: CN103276585A

Abstract

本发明涉及一种绿色光固化耐久单向导湿整理剂的制备方法，包括：（1）按质量百分比浓度3～20%将钠或钾水玻璃投入水和乙醇的混合物中，添加质量百分比浓度≥4%的铵盐水溶液，调节pH，在室温下搅拌；（2）搅拌下先后加入0.5～1%重量百分比的γ-叠氮丙基三乙氧基硅烷和2～4%重量百分比的疏水性长碳链烷基硅氧烷，继续搅拌，得到改性纳米SiO₂与疏水性长碳链烷基硅醇共水解溶液；（3）继续添加0.5～15%重量百分比的增稠剂，搅拌，制得单向导湿整理剂。本发明原料来源广泛，成本低廉；获得的整理剂性质稳定，整理的织物不但获得优异的单向导湿性和水洗耐久性，具有广阔的市场应用前景和良好的社会效益。

Description

一种绿色光固化耐久单向导湿整理剂的制备方法

技术领域

本发明属于单向导湿整理剂的制备领域，特别涉及一种绿色光固化耐久单向导湿整理剂的制备方法。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对休闲和运动纺织品的服用性和功能性要求越来越高，人们期盼高品质产品，追求健康、舒适和品位的愿望日益增长。特殊功能性纺织品层出不穷，其中休闲服与运动服相互渗透和融为一体的趋势也日益受广大消费者的青睐。运动员进行剧烈的竞技运动时会伴随着大量的汗液排出，而汗液带来的黏附和潮湿感往往会影响运动员的状态，如何保持运动时体表的干爽舒适，是一项重要的研究课题。对于普通大众来说，夏季的炎炎高温带来的湿粘感也让很多人烦躁难耐。消费者迫切希望能有一种在夏季或多汗状态下穿着舒适的服装，改善湿热的状态。棉纤维是一种亲水性的天然纤维，其织物具有良好的机械性能、舒适地穿着性能以及低廉的价格，一直以来都是最为普遍和流行的服装面料。基于人体对舒适度要求带来的市场需求，开发纯棉单向导湿织物具有重要的现实意义。

单向导湿是通过织物内外层的亲、疏水性不同，即织物外层亲水而内层大部分疏水，汗液从内层小部分亲水的部位传输到织物的亲水性外层，并在外层快速蒸发。大部分疏水性的内层使人体出汗时穿着不沾身，加之织物外层水分快速蒸发带走大量的热量，进而使人体感觉凉爽。然而，大多数研究所选用的疏水性化学物质为有机氟类整理剂，虽然它具有良好的使用效果和耐洗效果，然而该类整理剂价格昂贵，且长碳链含氟整理剂具有高度生物累积性，极难降解，对人体健康和环境都存在潜在威胁；另一方面，常规的大分子有机硅类化合物很难达到有机氟类的拒水效果。这些拒水整理剂整理后都需要焙烘，消耗大量的能量，不符合国家绿色环保、低能耗的现代经济发展主题。

通过溶胶-凝胶技术构筑的纺织品拒水表面耐洗性能较差，主要是因为二氧化硅涂层和纤维素织物的结合牢度较低，共价交联程度有限，部分SiO2颗粒是通过物理吸附而附着在其表面。当拒水织物在实际应用中经多次洗涤后，会使纤维表面纳米SiO2等颗粒完全脱落，拒水薄膜遭到破裂，良好的拒水效果不复存在。因此，有必要提高拒水织物的耐久性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种绿色光固化耐久单向导湿整理剂的制备方法，该整理剂使用没有生物毒性的水玻璃为母体，原料来源广泛，成本低廉；获得的整理剂性质稳定，整理的织物不但获得优异的单向导湿性和水洗耐久性，而且无需热焙烘，节省大量能量，符合国家绿色环保、低能耗的现代经济发展主题，具有广阔的市场应用前景和良好的社会效益。

本发明的一种绿色光固化耐久单向导湿整理剂的制备方法，包括：

（1）按质量百分比浓度3～20%将模数范围为1～3.5的钠或钾水玻璃投入水和乙醇的混合物中，添加质量百分比浓度≥4%（至饱和浓度）的铵盐水溶液，调节pH=10-11，在室温下搅拌30～60min；

（2）搅拌下先后加入1～2%重量百分比的γ-叠氮丙基三乙氧基硅烷和2～4%重量百分比的疏水性长碳链烷基硅氧烷，继续搅拌10～14h，得到改性纳米SiO₂与疏水性长碳链烷基硅醇共水解溶液；

（3）继续添加0.5～15%重量百分比的增稠剂，搅拌30～60min，制得单向导湿整理剂。（以上步骤（2）和（3）的百分比以水玻璃的质量为基准。）

所述步骤（1）中的水和乙醇的混合物中水和乙醇的体积比为1:1，乙醇的质量百分比浓度不超过水的20%。

所述步骤（1）中的铵盐为硫酸铵、硫酸氢铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、硝酸铵、柠檬酸铵、乙酸铵、磷酸铵中的至少一种；均指单铵盐、二铵盐和/或三铵盐。

所述铵盐为柠檬酸三铵或硫酸铵。

所述步骤（2）中的疏水性长碳链烷基硅氧烷为辛基三甲氧基硅氧烷、辛基三乙氧基硅氧烷、十二烷基三甲氧基硅氧烷、十二烷基三乙氧基硅氧烷、十六烷基三甲氧基硅氧烷、十六烷基三乙氧基硅氧烷、十八烷基三甲氧基硅氧烷、十八烷基三乙氧基硅氧烷中的一种或几种。

所述步骤（3）中的增稠剂为海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、聚丙烯酸中的一种或几种。

所述步骤（3）得到的单向导湿整理剂通过印花方式按图案印制在织物上，烘干，紫外光照射，即可。

所述印花方式为平网印花；所述织物为纯棉机织物或针织物。

所述图案是边长为0.5mm的正方形或直径为1mm的圆，单向导湿整理剂整理的面积大于未整理的空白面积，单向导湿整理剂整理的面积为60～80%，空白面积为20～40%。

所述烘干温度为80～100℃，时间为3～5min；照射的紫外光波长为254nm，时间为4～8分钟。

本发明利用便宜易得的水玻璃为原料制备二氧化硅溶胶，通过添加γ-叠氮丙基三乙氧基硅烷和疏水性长碳链烷基硅氧烷共水解形成的硅醇可与SiO₂表面的Si-OH进行脱水缩合形成Si-O-Si键，实现对无机纳米SiO₂的化学改性。制得的单向导湿整理糊采用平网印花方式将其应用于不同厚度棉织物的单向导湿整理，无机纳米组分提高了整理部分纤维的表面粗糙度，经紫外照射后，-N₃分解为-N:和N₂，-N:具有很强的活性，可以与棉纤维中C-H键发生共价交联提高水洗耐久性以及有机组分长碳链等疏水性基团降低了整理部分的织物表面自由能，在整理部分形成拒水薄膜。从而赋予棉织物优异的单向导湿性能，而且无需热焙烘，节省大量能量，符合国家绿色环保、低能耗的现代经济发展主题，具有广阔的市场应用前景和良好的社会效益。

有益效果

（1）本发明的绿色光固化耐久单向导湿整理剂使用没有生物毒性的水玻璃为母体，原料来源广泛，成本低廉；获得的整理剂性质稳定，一方面无机纳米组分提高了整理部分纤维的表面粗糙度，另一方面利用改性溶胶中的叠氮基经紫外光照后与纤维发生共价交联提高水洗耐久性以及有机组分长碳链等疏水性基团降低了整理部分的织物表面自由能，在整理部分形成拒水薄膜，从而具有优异的单向导湿性能；

（2）本发明的绿色光固化耐久单向导湿整理剂在纯棉织物上的应用，只需紫外照射4～8min，对设备要求性能低，无需热焙烘，节省大量能量；

（3）满足开发具有单向导湿性能的高档运动休闲服装的需要。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

向质量百分比浓度为3%的水玻璃溶液中滴加4%的硫酸铵水溶液，调节pH=10.8，在室温下搅拌40min；搅拌下先后添加1%重量百分比的γ-叠氮丙基三乙氧基硅烷和2%重量百分比十六烷基三甲氧基硅氧烷，继续搅拌12h，添加8%重量百分比的海藻酸钠，搅拌60min，制得单向导湿整理剂。

采用平网印花方式，将制得单向导湿整理糊印制在纯棉织物上，80℃烘干5min，紫外照射4min，紫外光波长为254nm。

采用AATCC TM195—2009《织物的液态水分管理特性》测试整理后导湿快干性能，在同一样品不同位置测量3次，取平均值。测得的单向传输指数达259.274。

实施例2

向质量百分比浓度为4%的水玻璃溶液中滴加5%的硫酸铵水溶液，调节pH=10.8，在室温下搅拌40min；搅拌下先后添加1.5%重量百分比的γ-叠氮丙基三乙氧基硅烷和3%重量百分比十二烷基三甲氧基硅氧烷，继续搅拌12h，添加7%重量百分比的海藻酸钠，搅拌60min，制得单向导湿整理剂。

采用平网印花方式，将制得单向导湿整理糊印制在纯棉织物上，90℃烘干4min，紫外照射5min，紫外光波长为254nm。

采用AATCC TM195—2009《织物的液态水分管理特性》测试整理后导湿快干性能，在同一样品不同位置测量3次，取平均值。测得的测得的单向传输指数达203.673。

实施例3

向质量百分比浓度为5%的水玻璃溶液中滴加4%的柠檬酸三铵水溶液，调节pH=10.8，在室温下搅拌40min；搅拌下先后添加2%重量百分比的γ-叠氮丙基三乙氧基硅烷和4%重量百分比十六烷基三甲氧基硅氧烷，继续搅拌12h，添加9%重量百分比的海藻酸钠，搅拌60min，制得单向导湿整理剂。

采用平网印花方式，将制得单向导湿整理糊印制在纯棉织物上，100℃烘干3min，紫外照射6min，紫外光波长为254nm。

采用AATCC TM195—2009《织物的液态水分管理特性》测试整理后导湿快干性能，在同一样品不同位置测量3次，取平均值。测得的测得的单向传输指数达326.871。

Claims

1.一种绿色光固化耐久单向导湿整理剂的制备方法，包括：

(1)按质量百分比浓度3～20％将模数范围为1～3.5的钠或钾水玻璃投入水和乙醇的混合物中，添加质量百分比浓度≥4％的铵盐水溶液，调节pH＝10-11，在室温下搅拌30～60min；

(2)搅拌下先后加入1～2％重量百分比的γ-叠氮丙基三乙氧基硅烷和2～4％重量百分比的疏水性长碳链烷基硅氧烷，继续搅拌10～14h，得到改性纳米SiO₂与疏水性长碳链烷基硅醇共水解溶液；

(3)继续添加0.5～15％重量百分比的增稠剂，搅拌30～60min，制得单向导湿整理剂；其中，所述增稠剂为海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、聚丙烯酸中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的一种绿色光固化耐久单向导湿整理剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的水和乙醇的混合物中水和乙醇的体积比为1:1。

3.根据权利要求1所述的一种绿色光固化耐久单向导湿整理剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的铵盐为硫酸铵、硫酸氢铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、硝酸铵、柠檬酸铵、乙酸铵、磷酸铵中的至少一种；所述铵盐包括单铵盐、二铵盐和/或三铵盐。

4.根据权利要求3所述的一种绿色光固化耐久单向导湿整理剂的制备方法，其特征在于：所述铵盐为柠檬酸三铵或硫酸铵。

5.根据权利要求1所述的一种绿色光固化耐久单向导湿整理剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的疏水性长碳链烷基硅氧烷为辛基三甲氧基硅氧烷、辛基三乙氧基硅氧烷、十二烷基三甲氧基硅氧烷、十二烷基三乙氧基硅氧烷、十六烷基三甲氧基硅氧烷、十六烷基三乙氧基硅氧烷、十八烷基三甲氧基硅氧烷、十八烷基三乙氧基硅氧烷中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种绿色光固化耐久单向导湿整理剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)得到的单向导湿整理剂通过印花方式按图案印制在织物上，烘干，紫外光照射，即可。

7.根据权利要求6所述的一种绿色光固化耐久单向导湿整理剂的制备方法，其特征在于：所述印花方式为平网印花；所述织物为纯棉机织物或针织物。

8.根据权利要求6所述的一种绿色光固化耐久单向导湿整理剂的制备方法，其特征在于：所述图案是边长为0.5mm的正方形或直径为1mm的圆，单向导湿整理剂整理的面积大于未整理的空白面积，单向导湿整理剂整理的面积为60～80％，空白面积为20～40％。

9.根据权利要求6所述的一种绿色光固化耐久单向导湿整理剂的制备方法，其特征在于：所述烘干温度为80～100℃，时间为3～5min；照射的紫外光波长为254nm，时间为4～8分钟。