CN105563930B

CN105563930B - 一种双面拒水复合面料的制备方法

Info

Publication number: CN105563930B
Application number: CN201511007711.2A
Authority: CN
Inventors: 赵军伟; 林红
Original assignee: Jiangyin Changjing Garden Wool Textile Co Ltd
Current assignee: Dongtai Dongchi Garment Co., Ltd
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2018-01-09
Anticipated expiration: 2035-12-30
Also published as: CN105563930A

Abstract

本发明公开了一种双面拒水复合面料的制备方法，包括衣康酸预处理、溶胶整理、拒水整理、与羊毛织物复合等步骤。本发明对棉质绒布采用溶胶整理液进行整理，不仅使棉质绒布增加了挺括性，而且在棉质绒布的纤维表面接枝硅溶胶，烘干后在棉质绒布表面形成具有复杂的三维网状结构，再经单面泡沫拒水处理，增加了棉质绒布的疏水性，改善水滴渗透效果。

Description

一种双面拒水复合面料的制备方法

技术领域

本发明涉及面料技术领域，具体涉及一种双面拒水复合面料的制备方法。

背景技术

双层面料是近几年流行的梭织面料。其加工原料有山羊绒、羊毛、仿羊绒、合成纤维等几大类。织造时，上下层分别用独立线梭，中间用结节纱相连接。制造过程中可分别对上下层进行起绒或拉毛处理。高档的双面呢一般为羊毛支撑，具有优良的保暖效果，手感软糯，且视觉效果富有光泽。随着纺织品胶粘技术的不断发展，低档的面料也可以采用羊毛织物和棉织物复合而成，为了优化棉织物的手感，常采用棉质绒布与羊毛织物粘接复合。羊毛具有天然的拒水功能，水滴滴至羊毛织物的表面，不会立刻渗入面料内。但是，棉质绒布的拒水效果差，水滴深入速度快，无法真正实现双面穿着；由于市面上羊毛织物的发展趋势趋于轻薄，与棉质绒布复合形成的双面呢挺括性差；另外，两层面料之间的胶粘剂粘接强度与双面呢的使用寿命密切相关，

现有技术中的拒水整理加工主要包括三类：聚四氟乙烯覆膜、氟碳疏水剂浸轧、涂层整理。聚四氟乙烯覆膜需要专用设备，设备投资大、成本高，且需要考虑到覆膜材质与被覆材质的粘接稳定性；织物涂层整理剂主要有聚丙烯酸醋、聚氨酯、有机硅弹性体和聚氯乙稀树脂等类型，涂层整理的缺陷在于会对布面的视觉效果产生影响，一般施加于布面内表面。现有技术多直接采用丙烯酸酯单体作为拒水组分，通过在棉织物表面形成一层丙烯酸酯拒水层达到拒水效果。进一步改进的技术方案中采用含全氟基团的丙烯酸酯单体或在拒水整理也中添加氟碳疏水剂优化拒水效果。但是，即使覆盖致密的低自由能单层-CF₃，水滴接触角也不会超过120℃。而且上述处理之后的棉织物经多次水洗之后拒水性能减退迅速，拒水持久性不佳。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种双面拒水、挺括性能好、层间粘接力强的双面拒水复合面料的制备方法。

为实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种双面拒水复合面料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将棉质绒布浸入衣康酸溶液中预处理，经浸轧烘干后得到衣康酸预处理后的棉质绒布；

S2：将S1所得棉质绒布浸入在溶胶整理液中，轧液至轧余率为70～80%，浸轧次数为1～2次，然后将棉质绒布至于低于100℃的温度下烘干；

S3：用对S2所得棉质绒布的进行单面泡沫拒水整理，依次经预烘，105～120℃焙烘2～4min；

S4：将S3的棉质绒布通过胶粘剂与羊毛织物粘接复合，低温烘干，制得双面拒水复合面料；

单面泡沫拒水整理形成的拒水面位于双面拒水复合面料的表面；溶胶整理液的主要组成为纳米级酸性硅溶胶、马来酸和/或富马酸、酯化催化剂和水。

棉织物表面的大量羟基与衣康酸酯化反应形成酯键交联，衣康酸的不饱和碳碳键在预处理的过程中与一分子的水加成，经衣康酸预处理之后的棉织物表面含有少量的C=C、羟基和羧基，亲水性优良，表面粗糙度增加，C=C进一步加成得端部羟基，表面的羟基可与马来酸和/或富马酸进一步酯化交联形成酯键和游离羧基，咪唑基质子型离子液体脱水催化条件下硅溶胶的-OH与织物表面的羧基交联形成牢固的酯键，衣康酸、马来酸和/或富马酸和硅溶胶在棉织物表面形成复杂的三维网状结构。该三位网状结构经烘干可使棉质绒布的挺度提高。由于空间位阻未与硅溶胶的-OH发生交联的羧基可与疏水剂发生反应，疏忽剂的疏水基团紧密排列在面部表面形成超疏水层。

而且，柠檬酸虽然同样可以达到上述技术效果，但是柠檬酸易分解，酸性较强，分解产物会对使棉织物色泽发黄，强力减弱，而经上述步骤处理后的棉织物白度与处理前相差更小，强力有所增加，原因在于马来酸和/或富马酸、衣康酸和硅溶胶相交联形成的三维网状结构与柠檬酸和硅溶胶相交联形成的网状结构更复杂，空间中相邻的酯基之间的相互影响作用小于柠檬酸上相邻碳上的酯基，网状结构更稳定，表现为棉纤维强力一定程度上的增加。

为了进一步优化棉质绒布的挺度，同时保证棉织物表面形成一层厚度均匀的疏水层，接枝优选的技术方案为，溶胶整理液的硅含量为2～4%，马来酸和/或富马酸的加入量占溶胶整理液的重量比为0.5～4%。

优选的技术方案为，衣康酸溶液中的组成按重量百分比计包括：衣康酸5～10%、水85～95%和酯化催化剂2～5%，S1中与处理温度为60～80℃。衣康酸的羧基与碳碳双键呈共轭关系，因此两个官能团均比较活泼，在亚次磷酸钠的催化作用下，衣康酸的羟基与棉纤维表面纤维素羟基酯化交联，交联温度决定酯化反应速率，在此温度下碳碳双键与水加成的速率也较高。

优选的技术方案为，酯化催化剂为水溶性咪唑基硫酸氢盐离子液体，水溶性咪唑基硫酸氢盐离子液体的加入量占溶胶整理液的重量比为0.05～1.5%。水溶性咪唑基硫酸氢盐离子液体对酯化反应具有较高的催化活性，可以使溶胶中的氧基与预处理后绒布表面的羧基交联的更彻底，而且可降低促使酯化交联反应的预烘和焙烘温度。

优选的技术方案为，水溶性咪唑基硫酸氢盐离子液体为选自十六烷基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、十四烷基-3-甲基咪唑硫酸氢盐和十二烷基-3-甲基咪唑硫酸氢盐中的一种。上述三种咪唑硫酸氢盐离子液体电离出的带正电的离子碳链长，亲水性较差，不易于参与酯化反应的马来酸和/或富马酸发生互溶，因此处理液中游离的离子液体量大，有利于催化酯化反应的持续快速进行。

优选的技术方案为，溶胶整理液包含马来酸和富马酸，富马酸的重量占马来酸和富马酸加入总量的百分比为30～50%。衣康酸的不饱和碳碳双键易于与水加成生成亲水的羟基，亲水羟基与马来酸或富马酸的羧基酯化反应，马来酸和富马酸的构型可直接影响与溶胶接枝后生成的三维网状结构的厚度和粗糙程度。马来酸在60-80℃酸催化下异构可使原本因为位阻效应未发生酯化反应的羧基暴露，拒水剂与上述羧基交联，增加疏水层朝外的疏水官能团数量，可优化疏水层的拒水性能。

优选的技术方案为，溶胶整理液还含有N-羟基琥珀酰亚胺和/或N-羟基硫代琥珀酰亚胺0.02～0.5%。N-羟基琥珀酰亚胺和/或N-羟基硫代琥珀酰亚胺可以进一步促进可逆的酯化反应向生成酯键交联的方向进行，减少棉织物烘干过程中酯键的水解量。

优选的技术方案为，泡沫拒水整理的整理液的主要组成按重量百分比计包括：丙烯酸树脂类疏水剂2～5%、起泡剂0.5～2%、稳泡剂0.15～0.3%和余量水，所述胶粘剂水性聚氨酯胶粘剂。胶粘剂与整理剂同为丙烯酸酯相容性好，可以使面料与胶粘剂之间的粘接更紧密有效。

采用与整理液相同的羧酸，可避免其它酸影响三维网状结构的组成。若衣康酸的使用则会在棉织物表面进一步引入亲水羟基，不利于拒水层的持久性。酸性硅溶胶中的酸为有机酸，所述有机酸为选自马来酸和富马酸中的一种。

优选的技术方案为，丙烯酸树脂类疏水剂为全氟丙烯酸树脂。含氟丙烯酸酯拒水整理剂的拒水效果与长链烷基相比，碳链更短，易于形成具有一定粗糙度且粗糙凸起近似等高的Cassie-Baxter模型，限制在上述粗糙表面中的空气可进一步降低水滴的接触角。

本发明的优点和有益效果在于：

本发明对棉质绒布采用溶胶整理液进行整理，不仅使棉质绒布增加了挺括性，而且在棉质绒布的纤维表面接枝硅溶胶，烘干后在棉质绒布表面形成具有复杂的三维网状结构，再经单面泡沫拒水处理，增加了棉质绒布的疏水性，改善水滴渗透效果；

将单面据水处理后的面料通过胶粘剂与羊毛织物粘合，得到双面拒水性能均优良的复合面料，该面料与高档的面料相比成本低，加工工艺简单。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：

实施例1（简称S1，下述实施例相同）的双面拒水复合面料的制备方法包括如下步骤：

S1：将棉质绒布浸入衣康酸溶液中预处理，经浸轧烘干后得到衣康酸预处理后的棉质绒布，衣康酸溶液中的组成按重量百分比计包括：衣康酸5%、水90%和酯化催化剂5%，S1中与处理温度为60℃；

S2：将S1所得棉质绒布浸入在溶胶整理液中，轧液至轧余率为70%，浸轧次数为1次，然后将棉质绒布至于低于100℃的温度下烘干，溶胶整理液的硅含量为2%，溶胶整理液中仅含有富马酸，富马酸的加入量占溶胶整理液的重量比为0.5%；S1和S2的酯化催化剂均采用次亚磷酸钠；酸性硅溶胶中的酸为富马酸；

S3：用对S2所得棉质绒布的进行单面泡沫拒水整理，依次经预烘，105℃焙烘4min；泡沫拒水整理的整理液的主要组成按重量百分比计包括：丙烯酸树脂类疏水剂5%、起泡剂0.5%、稳泡剂0.3%和余量水；

S4：将S3的棉质绒布通过胶粘剂与羊毛织物粘接复合，低温烘干，制得双面拒水复合面料，胶粘剂水性聚氨酯胶粘剂；

单面泡沫拒水整理形成的拒水面位于双面拒水复合面料的表面；溶胶整理液的主要组成为纳米级酸性硅溶胶、富马酸、酯化催化剂和水，溶胶整理液的pH值为4。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于：S1中衣康酸溶液中的组成按重量百分比计包括：衣康酸10%、水88%和酯化催化剂2%，S1中与处理温度为80℃；

S2:轧余率为80%，浸轧次数为2次；溶胶整理液的硅含量为4%，马来酸和富马酸的加入量占溶胶整理液的重量比为4%，富马酸的重量占马来酸和富马酸加入总量的百分比为30%；S1和S2的酯化催化剂均采用十六烷基-3-甲基咪唑硫酸氢盐；酸性硅溶胶中的酸为有机酸，有机酸为富马酸；水溶性咪唑基硫酸氢盐离子液体的加入量占溶胶整理液的重量比为0.05%；

S3： 120℃焙烘2min；泡沫拒水整理的整理液的主要组成按重量百分比计包括：丙烯酸树脂类疏水剂2%、起泡剂2%、稳泡剂0.3%和余量水，丙烯酸树脂类疏水剂为全氟丙烯酸树脂。

实施例3

实施例3与实施例2的区别在于：S1中衣康酸溶液中的组成按重量百分比计包括：衣康酸7%、水90%和酯化催化剂3%，S1中与处理温度为70℃；

S2:轧余率为75%，浸轧次数为2次；溶胶整理液的硅含量为3%，马来酸和富马酸的加入量占溶胶整理液的重量比为2%，其中富马酸的重量占马来酸和富马酸加入总量的百分比为50%；S1和S2的酯化催化剂均为十六烷基-3-甲基咪唑硫酸氢盐和十四烷基-3-甲基咪唑硫酸氢盐1:1混合；酸性硅溶胶中的酸为马来酸；水溶性咪唑基硫酸氢盐离子液体的加入量占溶胶整理液的重量比为1.5%；

S3：112℃焙烘3min；泡沫拒水整理的整理液的主要组成按重量百分比计包括：丙烯酸树脂类疏水剂3.5%、起泡剂1.2%、稳泡剂0.22%和余量水。

实施例4

实施例4与实施例3的区别在于：富马酸的重量占马来酸和富马酸加入总量的百分比为40%；S1和S2的酯化催化剂均采用十四烷基-3-甲基咪唑硫酸氢盐和十二烷基-3-甲基咪唑硫酸氢盐1:1混合；酸性硅溶胶中的酸为马来酸和富马酸1:1混合；水溶性咪唑基硫酸氢盐离子液体的加入量占溶胶整理液的重量比为0.7%。；

实施例5

实施例5与实施例4的区别在于：溶胶整理液还含有N-羟基琥珀酰亚胺0.02%。

实施例6

实施例6与实施例4的区别在于：溶胶整理液还含有N-羟基硫代琥珀酰亚胺0.5%。

实施例7

实施例7与实施例4的区别在于：溶胶整理液还含有N-羟基琥珀酰亚胺和N-羟基硫代琥珀酰亚胺1:2的混合物，琥珀酰亚胺混合物占溶胶整理液的重量百分比为0.25%。

对比例（简称D）

对比例1（简称D1，下述对比例相同）：对比例1直接采用S2- S4步骤的制备方法，工艺条件同实施例7。

对比例2：对比例2直接采用S3-S4步骤的制备方法，工艺条件同实施例7。

实施例、对比例的性能检测：

1、织物白度测试：采用设备为Datacolor650型电脑测色配色仪按照GB/T 8424.2-2001纺织品色牢度试验相对白度的仪器评定方法对棉质绒布表面进行测试；

2、拉伸强力测试：采用织物硬挺度仪对试样的挺度进行检测，五组平行试样取平均值（Ⅰ～Ⅴ级，Ⅴ级表示挺度最大）；

3、耐洗性能测试：按照AATCC 61-2003洗涤不褪色，家用和商用：加速方法测定。

4、接触角测定：使用OCA40型视频接触角测量仪进行棉质绒布表面与水的接触角测试，水量为5μL，水滴与棉质绒布接触60s后读数。在同一样品的不同位置测量4次，取平均值。对双面呢洗前、洗15次、洗30次后分别进行检测。

上述1-4检测值见下表：

实施例1-3采用中康酸作为整理液的交联剂，基本可以达到与衣康酸、马来酸和富马酸相近的交联效果，但是中康酸末端甲基会增加织物表面的自由能，导致接触角有所降低。对于含有长碳链的交联剂，疏水碳链在纤维表面的倾斜和无序排布均会导致水滴接触角降低。

挺度为Ⅳ～Ⅴ的双面呢面料服用性能最佳，实施例2的挺度较大，使用硅含量更高的溶胶整理液则会造成面料过于硬挺，手感变差的现象；另外，与实施例1中采用的次亚磷酸钠相比，咪唑离子液体的催化作用使的酯化转化率高，以上两因素造成S1双面呢试样挺度较小。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种双面拒水复合面料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将棉质绒布浸入衣康酸溶液中预处理，衣康酸溶液中的组成按重量百分比计包括：衣康酸5～10%、水85～95%和酯化催化剂2～5%，S1中与处理温度为60～80℃，酯化催化剂为水溶性咪唑基硫酸氢盐离子液体，水溶性咪唑基硫酸氢盐离子液体的加入量占溶胶整理液的重量比为0.05～1.5%，经浸轧烘干后得到衣康酸预处理后的棉质绒布；

S2：将S1所得棉质绒布浸入在溶胶整理液中，溶胶整理液的硅含量为2～4%，马来酸和/或富马酸的加入量占溶胶整理液的重量比为0.5～4%，轧液至轧余率为70～80%，浸轧次数为1～2次，然后将棉质绒布至于低于100℃的温度下烘干；

2.根据权利要求1所述的双面拒水复合面料的制备方法，其特征在于，所述水溶性咪唑基硫酸氢盐离子液体为选自十六烷基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、十四烷基-3-甲基咪唑硫酸氢盐和十二烷基-3-甲基咪唑硫酸氢盐中的一种。

3.根据权利要求2所述的双面拒水复合面料的制备方法，其特征在于，溶胶整理液包含马来酸和富马酸，富马酸的重量占马来酸和富马酸加入总量的百分比为30～50%。

4.根据权利要求1所述的双面拒水复合面料的制备方法，其特征在于，溶胶整理液还含有N-羟基琥珀酰亚胺和/或N-羟基硫代琥珀酰亚胺0.02～0.5%。

5.根据权利要求1所述的双面拒水复合面料的制备方法，其特征在于，泡沫拒水整理的整理液的主要组成按重量百分比计包括：丙烯酸树脂类疏水剂2～5%、起泡剂0.5～2%、稳泡剂0.15～0.3%和余量水，所述胶粘剂水性聚氨酯胶粘剂。

6.根据权利要求1所述的双面拒水复合面料的制备方法，其特征在于，酸性硅溶胶中的酸为有机酸，所述有机酸为选自马来酸和富马酸中的一种。

7.根据权利要求1所述的双面拒水复合面料的制备方法，其特征在于，丙烯酸树脂类疏水剂为全氟丙烯酸树脂。