CN104762817A - 一种基于paa-teos-oa联合处理的涤或锦疏水织物的整理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于PAA-TEOS-OA联合处理的涤或锦疏水织物的整理方法，属于功能纺织品技术领域。本发明方法采用聚丙烯酸对织物进行预处理来增加织物与后续化学试剂反应的能力，起到桥梁作用；正硅酸四乙酯在酸性或碱性条件下水解、缩聚，在织物表面形成颗粒物质，起到粗糙织物的功能；长链烷烃类十八烷基胺可有效降低织物的表面能量，同时避免了全氟类能引起的环境问题。整理采用传统的浸、轧、烘、焙工艺，产品均匀性、重复性好、成本低。因整个整理过程采用的聚丙烯酸、正硅酸四乙酯与十八烷基胺需在弱酸弱碱条件下进行，焙烘温度低，织物受到的损伤小。该方法可用于涤、锦纶织物的疏水功能整理。

Description

一种基于PAA-TEOS-OA联合处理的涤或锦疏水织物的整理方法

技术领域

本发明涉及一种基于PAA-TEOS-OA联合处理的涤或锦疏水织物的整理方法，适用于涤、锦织物后整理，属于功能纺织品技术领域。

背景技术

织物的疏水性是指织物对水的阻拒性能。疏水整理的目的是阻止水对织物的润湿，整理后织物仍然保持透气透湿性能。拒水整理织物首先用于生产军服、防护服,现在已广泛用于制作运动服、旅行包、伞具、帐篷等，国内、国际市场上对这类面料的需求正在逐年增加。涤纶具有良好的力学性能，如断裂强度和弹性模量高，回弹性适中；耐热和耐光性能优异，其织物挺括抗皱性好，还具有良好的洗可穿性.同时，涤纶纤维也具有优良的物理化学性能，已经成为目前世界上产量最多的化学纤维.锦纶具有诸多优良性能，其耐磨性居所有纺织纤维之首，具有弹性好，耐磨、垂感好、不吸水、有良好的耐蛀、耐腐蚀的性能，其吸湿性在合成纤维织物中属较好品种。涤、锦纶是纤维原料研制与开发的主角。在涤、锦纶的众多功能整理中，疏水整理也日益得到人们的重视。但是涤、锦纶的化学结构，特别是涤纶的结构，导致其较难发生化学反应，因此该类织物疏水整理面临一定困难。

纺织品的疏水整理特别是合成纤维涤、锦纶的整理一般采用涂层整理，但是涂层整理的耐久性差。随着新技术的开发，等离子体、电子辐射等技术得以应用，但是这些新技术由于整理产品的不均匀性、重复性差，以及设备的成本问题限制了其的工业应用。疏水整理的常规化学试剂一般为长链烷烃类、全氟类。全氟类化学试剂由于能引起环境问题，应用受到了限制。

疏水整理所用化学试剂用量影响整理后织物的疏水效果。疏水的必要前提是织物表面能量的降低且均匀性好，这就需要能降低织物表面能量的化学试剂能均匀有效的覆盖织物。但是当织物表面已被低表面能试剂完全覆盖后继续增大试剂用量，化学试剂会物理吸附于织物的表面，易于在后续使用过程中脱离织物。

研究发现必须降低表面能量才能得到疏水材料，同时适度的粗糙材料表面，能够增大其疏水效果。鉴于涤、锦纶缺乏反应基团，而聚丙烯酸上的重多羧基具有活泼的反应活性，可与氨基、羟基等基团反应。本发明采用聚丙烯酸对织物进行预处理来增加织物与后续化学试剂反应的能力，起到桥梁作用。正硅酸四乙酯可在酸性或碱性条件下水解、缩聚，在织物表面形成颗粒物质，起到粗糙织物的功能。长链烷烃类十八烷基胺可有效降低织物的表面能量， 同时避免了全氟类能引起的环境问题。整理采用传统的浸、轧、烘、焙工艺，产品均匀性、重复性好、成本低。因整个整理过程采用的聚丙烯酸、正硅酸四乙酯与十八烷基胺需在弱酸弱碱条件下进行，焙烘温度低，织物受到的损伤小。因此，本发明具有重大社会和经济意义。

发明内容

本发明公开了一种基于正硅酸四乙酯的涤、锦疏水织物的整理方法，其目的是通过联合表面粗糙整理与低表面能整理处理涤、锦纶织物，得到具有疏水性能的纺织品。

本发明可以通过以下措施实施(用于处理锦纶织物时不需要进行碱减量处理)：

碱减量→聚丙烯酸→正硅酸四乙酯→十八烷基胺

所述方法是依次使用聚丙烯酸PAA、正硅酸四乙酯TEOS、十八烷基胺OA处理涤或锦纶织物，联合表面粗糙整理与低表面能整理处理纺织物，得到具有疏水性能的纺织品。

所述方法，在本发明的一种实施方式中，包括：

(1)聚丙烯酸处理：将待处理的织物加入聚丙烯酸含量为2-20g/L的聚丙烯酸溶液中，搅拌浸渍2-24h后取出织物，于轧车上轧一次，轧余率为80-120％，于80-140℃焙烘1-10min，处理后充分水洗，烘干，得到经PAA处理的织物；

(2)正硅酸四乙酯处理：以醇：水＝9:1-4:6的混合液为反应液，正硅酸四乙酯的质量分数为1-10％，pH为2-5，将经PAA处理的织物置于上述溶液中处理1-5h后加入终浓度为1-10％(质量分数)的氨水，处理1-5h，处理后充分水洗，烘干，得到经PAA-TEOS处理的织物；

(3)十八烷基胺处理：将织物置于浴比1:10-1:40、氨水质量分数为1-5％、十八烷基胺质量分数为1-8％的混合醇溶液中，处理2-12h后，经轧车轧，于100-150℃焙烘1-5min，即得到经PAA-TEOS-OA联合处理的织物。

所述方法，在本发明的一种实施方式中，用于处理涤织物时，需要先进行碱减量前处理。

所述碱减量前处理，在本发明的一种实施方式中，采用的促进剂为以下任意一种或者两种以上的混合物：阳离子表面活性剂1227，阳离子表面活性剂1231，阳离子表面活性剂1631，促进剂1242。

所述碱减量前处理，在本发明的一种实施方式中，是：将织物加入NaOH质量分数为0.5-10％、促进剂为0.5-5g/L的混合溶液中，处理温度为70-100℃，处理时间为10-30min，浴比为1:10-1:40，处理后充分水洗，烘干备用。NaOH浓度过高、处理时间过长，会影响织物润湿时间和断裂强度。

所述正硅酸四乙酯处理或者十八烷基胺处理过程中用到的醇，在本发明的一种实施方式中，是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇中的任意一种或两种以上混合物。

所述醇，在本发明的一种实施方式中，为乙醇。

所述聚丙烯酸，在本发明的一种实施方式中，分子量为2000、5000、120000、240000的一种或者几种混合物。

本发明涉及的百分数，无特殊说明，均指质量分数。

本发明的有益效果：该方法可用于所有涤、锦织物的疏水整理，具有以下优点：

1.产品均匀性、重复性好、成本低。采用了传统染整工艺，对设备无特殊要求，同时采用的是溶液处理，最终产品具有良好的效果均匀性。

2.反应条件相对温和，避免了常规工艺高温、强碱、强酸条件下造成的织物强力下降。涤纶的分子结构为对苯二甲酸乙二酯，其酯键在强碱、强酸及高温下发生水解，导致织物强度下降。锦纶化学构成为聚酰胺聚合物，酰胺键在高温、强酸、强碱下发生酰胺键的断键，织物强度下降。本发明采用的OA为长链烷基胺，不仅可以有效降低织物表面能量，而且OA所含氨基-NH2，具有化学反应活泼性，在催化剂作用下可与羧基、羟基等活性基团反应，也可与织物上的极性基团通过氢键结合，使用OA处理过程的条件温和，在弱碱条件下，100-150℃焙烘1-5分钟完成整理，弱碱及较短的焙烘时间有效降低了高温、强酸、强碱、长时间处理对织物带来的强力损失。

3.采用长链烷烃降低织物表面能量，避免了全氟化学试剂引起的环境问题。

4.采用本发明方法，获得的织物不仅有较好的水滴静态接触角、耐淋性、耐静水压性能，而且抗皱性能提高，白度增加，与常规方法相比断裂强度损失少。

附图说明

图1：处理前后的涤纶扫描电镜图；其中插图为10μL水滴静态接触该处理织物照片。

具体实施方式

实施例1

织物：涤纶机织布(50D*50D/168*128)

1)处方：2g/L促进剂(阳离子表面活性剂1227)

NaOH浓度为5％

方法：浴比：1：30

温度：90℃

时间：10分钟

2)处方：4g/L聚丙烯酸(分子量240000)

方法：搅拌浸渍12小时，轧余率为110％，120℃焙烘3分钟。

3)处方：正硅酸四乙酯5％

乙醇：水＝7:3

氨水5％

方法：浸渍处理2小时，90℃焙烘。

4)处方：乙醇 

氨水4％

十八烷基胺5％，

方法：浴比：1:20

温度：室温 

时间：12小时

焙烘：120℃，2分钟

图1为未处理的与采用碱减量-PAA-TEOS-OA处理的涤纶机织布的扫描电镜图。与原涤纶织物相比，处理后涤纶表面呈现颗粒物，其为正硅酸四乙酯缩聚在涤纶纤维表面，织物表面粗糙现象明显。静态水滴在处理后的涤纶织物的接触角为116°，织物达到了疏水效果。

本发明方法处理前后涤纶物理性能如表1所示。

表1 碱减量-PAA-TEOS-OA处理对涤纶机织布性能影响

同时，本发明方法与常规处理方法得到的织物相比，水滴静态接触角、耐淋性、耐静水压性能相近，但是断裂强度损失减少(低于10％)，抗皱性能提高，白度增加。

产品疏水效果重复性：按实施例1整理的涤纶织物，经过10次分批次整理，每次整理的静态水接触角的波动范围为116±5°，可知，本发明方法处理织物效果重复性好。

产品疏水效果均匀性：整理后织物上任意5点测量静态水接触角的波动范围为116±7°，产品没有出现水滴渗透现象，由接触角数据可知，处理织物效果均匀性好。

此外，与不经碱减量处理而直接进行PAA-TEOS-OA处理(其他条件与实施例1一致)的织物进行性能对比，结果显示，经碱减量处理再进行PAA-TEOS-OA处理的织物的断裂强 力和折皱回复角大于未经碱减量处理而直接进行PAA-TEOS-OA处理的织物。这可能是因为碱减量处理有利于PAA整理的进行，接枝聚丙烯酸增大了分子间的交联作用，从而提高了织物的弹性，纤维表面与聚丙烯酸的反应、TEOS的水解与缩聚能增强分子间的交联和相互作用力，从而使纤维的强力提高。此外，纤维表面的PAA-TEOS化学反应使纱线之间的滑移阻力增大，从而与碱减量后相比，织物的断裂强力增加。

实施例2

织物：锦纶机织布(50D*50D/109*81)

1)处方：4g/L聚丙烯酸(分子量240000)

方法：搅拌浸渍20小时，120℃焙烘2分钟。

2)处方：正硅酸四乙酯3％

乙醇：水＝7:3

氨水5％

方法：浴比：1:30

温度：室温 

时间：4小时

3)处方：乙醇 

氨水1％

十八烷基胺3％，

方法：浴比：1:30

温度：室温 

时间：12小时

焙烘：150℃，5分钟

本发明方法处理前后锦纶的抗水性与物理性能如表2所示。结果显示织物的静态接触角、抗喷淋性和抗静水压能力显著提高，说明本发明制备的产品具有良好的疏水性。同时断裂强度几无变化，说明处理方法对织物的物理性能影响很小，同时还具有增加白度的功能。

表2PAA-TEOS-OA处理对锦纶机织布性能影响

本发明与常规处理方法相比，水滴静态接触角、耐淋性、耐静水压性能相近，断裂强度损失减少(低于10％)，抗皱性能提高，白度增加。

产品疏水效果重复性：按实施例2整理的锦纶织物，经过10次分批次整理，每次整理的静态水接触角的波动范围为125±5°，由接触角数据可知，处理织物效果重复性好。

产品疏水效果均匀性：整理后织物上任意5点测量静态水接触角的波动范围为125±6°，产品没有出现水滴渗透现象，由接触角数据可知，处理织物效果均匀性好。

实施例3

采用以下方法处理锦纶机织布(50D*50D/109*81)：

(1)聚丙烯酸处理：织物加入聚丙烯酸(分子量5000)溶液2g/L，搅拌浸渍12h后取出织物，于轧车上轧一次，80℃焙烘1min，处理后充分水洗，烘干；

(2)正硅酸四乙酯处理：丙醇与水混合液为反应液，比例为9:1，正硅酸四乙酯浓度为2％，pH为3，织物处理2h后加入2％的氨水，处理5h，处理后充分水洗，烘干；

(3)十八烷基胺处理：按浴比1:15加入乙醇，氨水1％，十八烷基胺2％，织物处理2h后，经轧车轧，于100℃焙烘5min。

实施例4

采用以下方法处理涤纶机织布(50D*50D/168*128)：

(1)碱减量前处理：织物加入NaOH浓度为10％、促进剂(阳离子表面活性剂1631)为0.5g/L的溶液中，处理温度为70℃，处理时间为5min，浴比为1:40，处理后充分水洗，烘干备用；

(2)聚丙烯酸处理：织物加入聚丙烯酸(分子量12000)溶液20g/L，搅拌浸渍2h后取出织物，于轧车上轧一次，轧余率为80-120％，140℃焙烘5min，处理后充分水洗，烘干；

(3)正硅酸四乙酯处理：乙醇与水混合液为反应液，比例为4:6，正硅酸四乙酯浓度为1％，pH为3，织物处理1h后加入1％的氨水，处理1h，处理后充分水洗，烘干；

(4)十八烷基胺处理：按浴比1:10加入丙醇，氨水2％，十八烷基胺1％，织物处理8h后，经轧车轧，于150℃焙烘2min。

实施例5

采用以下方法处理涤纶机织布(50D*50D/168*128)：

(1)碱减量前处理：织物加入NaOH浓度为0.5％、促进剂(阳离子表面活性剂1231)为0.5g/L的溶液中，处理温度为100℃，处理时间为30min，浴比为1:10，处理后充分水洗，烘干备用；

(2)聚丙烯酸处理：织物加入聚丙烯酸(分子量2000)溶液15g/L，搅拌浸渍24h后取出织物，于轧车上轧一次，轧余率为80-120％，100℃焙烘10min，处理后充分水洗，烘干；

(3)正硅酸四乙酯处理：甲醇、乙醇与水混合液为反应液，其中醇与水的比例为2:1，正硅酸四乙酯浓度为10％，pH为4，织物处理5h后加入10％的氨水，处理2.5h，处理后充分水洗，烘干；

(4)十八烷基胺处理：按浴比1:40加入乙醇，氨水5％，十八烷基胺8％，织物处理12h后，经轧车轧，于120℃焙烘3min。

实施例3-5得到的织物性能如表3所示。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种基于PAA-TEOS-OA联合处理的疏水织物的整理方法，其特征在于，所述方法是依次使用聚丙烯酸PAA、正硅酸四乙酯TEOS、十八烷基胺OA处理涤或锦纶织物，联合表面粗糙整理与低表面能整理处理纺织物，得到具有疏水性能的纺织品。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：(1)聚丙烯酸处理：将待处理的织物加入聚丙烯酸含量为2-20g/L聚丙烯酸溶液中，搅拌浸渍2-24h后取出织物，于轧车上轧一次，轧余率为80-120％，80-140℃焙烘1-10min，处理后充分水洗，烘干即得到经PAA处理的织物；(2)正硅酸四乙酯处理：以醇与水混合液为反应液，其中醇：水＝9:1-4:6，正硅酸四乙酯的质量分数为1-10％，pH为2-5，将经PAA处理的织物置于上述溶液处理1-5h后加入终浓度为1-10％的氨水，处理1-5h，处理后充分水洗，烘干；(3)十八烷基胺处理：按浴比1:10-1:40加入醇，将织物置于氨水质量分数为1-5％、十八烷基胺质量分数为1-8％的混合溶液中，处理2-12h后，经轧车轧，于100-150℃焙烘1-5min。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于处理涤织物时，需要先进行碱减量前处理。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述碱减量前处理采用的促进剂为以下任意一种或者两种以上的混合物：阳离子表面活性剂1227，阳离子表面活性剂1231，阳离子表面活性剂1631，促进剂1242。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述碱减量前处理是：将织物加入NaOH质量分数为0.5-10％、促进剂为0.5-5g/L的混合溶液中，处理温度为70-100℃，处理时间为10-30min，浴比为1:10-1:40，处理后充分水洗，烘干备用。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚丙烯酸为分子量为2000、5000、120000、240000的一种或者几种混合物。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述醇是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇中的任意一种或两种以上混合物。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于处理涤织物，包括：(1)碱减量处理：织物加入NaOH质量分数为5％、促进剂为2g/L的混合溶液中，浴比为1:30，于90℃处理10min，处理后充分水洗，烘干备用；(2)聚丙烯酸处理：将上一步得到的织物加入4g/L的聚丙烯酸溶液中，搅拌浸渍12h后取出织物，于轧车上轧一次，120℃焙烘3min，处理后充分水洗，烘干；(3)正硅酸四乙酯处理：以乙醇与水比例为7：3的混合液为反应液，反应液中还含有质量分数为5％的正硅酸四乙酯，将上一步得到的织物置于上述反应液处理2h，然后加入终质量分数为5％的氨水，处理2h，处理后充分水洗，烘干；(4)十八烷基胺处理：按浴比1:20，乙醇为十八烷基胺的溶剂，加入质量分数为4％的氨水、质量分数为5％的十八烷基胺，将织物置于上述溶液中处理12h后，经轧车轧，于120℃焙烘2min。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于处理锦纶织物，包括：(1)聚丙烯酸处理：织物加入4g/L的聚丙烯酸溶液，搅拌浸渍20h后取出织物，于轧车上轧一次，120℃焙烘2min，处理后充分水洗，烘干；(2)正硅酸四乙酯处理：以乙醇与水比例为7:3的混合液为反应液，反应液中还含有质量分数为3％的正硅酸四乙酯，织物处理1h后加入终质量分数为5％的氨水，处理4h，处理后充分水洗，烘干；(3)十八烷基胺处理：按浴比1:30加入乙醇，质量分数为1％的氨水，质量分数为3％的十八烷基胺，织物处理12h后，经轧车轧，于150℃焙烘5min。

10.权利要求1-9任一所述方法得到的织物。