CN104141226A - 利用层层组装在皮革表面构筑超疏水涂层的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用层层组装在皮革表面构筑超疏水涂层的方法。现有的在纤维基材料表面构筑超疏水涂层的方法，需特定设备、强碱和有机溶剂等，会造成皮革收缩和水解。本发明将稀释后的聚合物乳液，喷涂至皮革表面形成聚合物乳胶膜，喷涂量为10-20g/sf²；再向聚合物乳胶膜表面喷涂疏水化二氧化硅的乙醇分散液，喷涂量为10-20g/sf²，干燥后即可获得具有超疏水的皮革涂层。本发明构筑超疏水皮革涂层，操作方便、快捷，不需要昂贵的仪器设备，且以水或乙醇作为溶剂，对环境友好。

Description

利用层层组装在皮革表面构筑超疏水涂层的方法

技术领域

    本发明属于皮革涂饰技术领域，具体涉及一种利用层层组装在皮革表面构筑超疏水涂层的方法。

背景技术

皮革是由胶原纤维编织而成的，胶原纤维中含有大量的亲水性基团如氨基、羧基、羟基等，同时在皮革加工过程中使用了大量的表面活性剂、盐类等亲水性物质，导致皮革的疏水性能较差。当皮革制品表面沾上水时，如果处理不当，极易造成革制品发硬或变形，不仅影响革制品的美观，而且降低了革制品的穿着舒适度，限制了革制品在特殊环境（雨雪天气）或特殊领域（作战靴、作战服等）的应用。开发具有超疏水涂层的皮革对于拓宽皮革的应用范围、提升皮革的档次具有重要的意义。

所谓超疏水涂层是指与水滴的接触角大于150°的涂层，当水滴落到超疏水涂层表面时，水滴不会在超疏水涂层表面停留，而是形成球形结构滚落，同时带走附着在超疏水涂层上的灰尘等。研究表明，制备超疏水涂层具有两个必要条件，一是要具有适当的粗糙结构，二是要降低基底和粗糙结构表面的自由能。目前，在纤维基材料表面构筑超疏水涂层的方法主要有水热法、刻蚀法、化学气相沉积法、浸渍法等，但采用上述方法制备超疏水涂层时，常需要特定的仪器设备（水热釜等）、苛刻的反应条件（强碱）以及需要使用有毒的有机溶剂等。由于皮革胶原纤维具有高温易收缩、强碱性条件下易水解等特点，使得上述制备纤维基超疏水涂层的方法在皮革表面的应用受限。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用层层组装在皮革表面构筑超疏水涂层的方法，不会造成皮革的收缩和水解。

本发明所采用的技术方案是：

利用层层组装在皮革表面构筑超疏水涂层的方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

步骤一：将固含量为30-50%的聚合物乳液用水稀释至质量分数为2-10%，将其喷涂至已染色、加脂、净面、干燥整理后的皮革表面，喷涂2次，喷涂量为10-20g/sf²，室温干燥，形成聚合物乳胶膜；

步骤二：向聚合物乳胶膜表面喷涂质量分数为0.5-3%的疏水化二氧化硅的乙醇分散液，喷涂2次，喷涂量为10-20g/sf²，并置于30-100℃的烘箱中干燥；

步骤一和步骤二中所述的喷涂均为空气喷涂法，空气压缩机的压力在0.4-0.8MPa，喷枪距革样的距离为0.17-0.33m。

步骤一中，聚合物乳液选自聚丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、环氧树脂乳液。

步骤二中，疏水化二氧化硅选自市售疏水化二氧化硅、或经十七氟辛基三甲氧基硅烷、十七氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、以及C原子数大于或等于12的长链烷基硅烷改性的二氧化硅。

本发明具有以下优点：

1）本发明构筑超疏水皮革涂层的方法，具有操作方便、快捷，不需要昂贵的仪器设备；且以水或乙醇作为溶剂，对环境友好。

2）本发明利用喷涂于皮革表面的聚合物乳液对疏水化二氧化硅的粘结作用，使所构筑的超疏水涂层具有一定的坚牢度。所得超疏水皮革涂层与水滴的接触角可达150°以上，与未处理皮革表面的疏水性能相比，其接触角提升了52.9°。 

附图说明

图1为一滴8μL的水滴在所构筑超疏水皮革涂层表面的接触角。

图2为一滴8μL的水滴在未处理皮革表面的接触角。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

层层组装法是基于物质间的相互作用力，通过物质的交替沉积构筑粗糙结构的方法，具有操作简单、不需要复杂的仪器设备、并且所构筑的涂层的组成和厚度可控等优点。本发明所涉及的利用层层组装在皮革表面构筑超疏水涂层的方法，由以下步骤实现：

步骤一：将固含量为30-50%的聚合物乳液（选自聚丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、环氧树脂乳液）用水稀释至质量分数为2-10%，将其喷涂至已染色、加脂、净面、干燥整理后的皮革表面（牛皮、羊皮以及其它动物的皮革），喷涂2次，喷涂量为10-20g/sf²，室温干燥，形成聚合物乳胶膜；

步骤二：向聚合物乳胶膜表面喷涂质量分数为0.5-3%的疏水化二氧化硅（选自市售疏水化二氧化硅、或经十七氟辛基三甲氧基硅烷、十七氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、以及C原子数大于或等于12的长链烷基硅烷改性的二氧化硅）的乙醇分散液，喷涂2次，喷涂量为10-20g/sf²，并置于30-100℃的烘箱中干燥；

步骤一和步骤二中所述的喷涂均为空气喷涂法，空气压缩机的压力在0.4-0.8MPa，喷枪距革样的距离为0.17-0.33m。

实施例1：

步骤一：将固含量为30%的聚合物乳液（聚丙烯酸酯乳液）用水稀释至质量分数为2%，将其喷涂至已染色、加脂、净面、干燥整理后的皮革表面，喷涂2次，喷涂量为10g/sf²，室温干燥，形成聚合物乳胶膜；

步骤二：向聚合物乳胶膜表面喷涂质量分数为0.5%的疏水化二氧化硅（市售疏水化二氧化硅）的乙醇分散液，喷涂2次，喷涂量为10g/sf²，并置于30℃的烘箱中干燥；

步骤一和步骤二中所述的喷涂均为空气喷涂法，空气压缩机的压力在0.4MPa，喷枪距革样的距离为0.17m。

实施例2：

步骤一：将固含量为40%的聚合物乳液（聚氨酯乳液）用水稀释至质量分数为6%，将其喷涂至已染色、加脂、净面、干燥整理后的皮革表面，喷涂2次，喷涂量为15g/sf²，室温干燥，形成聚合物乳胶膜；

步骤二：向聚合物乳胶膜表面喷涂质量分数为1.7%的疏水化二氧化硅（经十七氟辛基三甲氧基硅烷、十七氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷或十三氟辛基三乙氧基硅烷改性的二氧化硅）的乙醇分散液，喷涂2次，喷涂量为15g/sf²，并置于65℃的烘箱中干燥；

步骤一和步骤二中所述的喷涂均为空气喷涂法，空气压缩机的压力在0.6MPa，喷枪距革样的距离为0.25m。

实施例3：

步骤一：将固含量为50%的聚合物乳液（环氧树脂乳液）用水稀释至质量分数为10%，将其喷涂至已染色、加脂、净面、干燥整理后的皮革表面，喷涂2次，喷涂量为20g/sf²，室温干燥，形成聚合物乳胶膜；

步骤二：向聚合物乳胶膜表面喷涂质量分数为3%的疏水化二氧化硅（经C原子数大于或等于12的长链烷基硅烷改性的二氧化硅）的乙醇分散液，喷涂2次，喷涂量为20g/sf²，并置于100℃的烘箱中干燥；

步骤一和步骤二中所述的喷涂均为空气喷涂法，空气压缩机的压力在0.8MPa，喷枪距革样的距离为0.33m。

参见图1和图2的对比，按照本发明的方法在不改变皮革加工过程的前提下获得的皮革涂层，与未处理的皮革相比，疏水性能明显上升，其与水滴的接触角提升了52.9°。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (3)

1.利用层层组装在皮革表面构筑超疏水涂层的方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

步骤一：将固含量为30-50%的聚合物乳液用水稀释至质量分数为2-10%，将其喷涂至已染色、加脂、净面、干燥整理后的皮革表面，喷涂2次，喷涂量为10-20g/sf²，室温干燥，形成聚合物乳胶膜；

步骤二：向聚合物乳胶膜表面喷涂质量分数为0.5-3%的疏水化二氧化硅的乙醇分散液，喷涂2次，喷涂量为10-20g/sf²，并置于30-100℃的烘箱中干燥；

步骤一和步骤二中所述的喷涂均为空气喷涂法，空气压缩机的压力在0.4-0.8MPa，喷枪距革样的距离为0.17-0.33m。

2.根据权利要求1所述的利用层层组装在皮革表面构筑超疏水涂层的方法，其特征在于：

步骤一中，聚合物乳液选自聚丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、环氧树脂乳液。

3.根据权利要求2所述的利用层层组装在皮革表面构筑超疏水涂层的方法，其特征在于：

步骤二中，疏水化二氧化硅选自市售疏水化二氧化硅、或经十七氟辛基三甲氧基硅烷、十七氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、以及C原子数大于或等于12的长链烷基硅烷改性的二氧化硅。