CN108774460A - 一种基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层及其制备方法和应用 - Google Patents

一种基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层及其制备方法和应用，该涂层主要由以下重量份的原料所制成：草莓型微胶囊5～40份、水性树脂20～60份、助剂0.5～5份、去离子水5～30份。本发明的基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层具有草莓型微胶囊的表面结构和微胶囊包覆的香精赋予微胶囊疏水和香味缓释性，同时本发明制备工艺简单，制备过程绿色环保，可通过多种方式涂覆于不同物体表面上应用。本发明基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层涂覆在织物或家纺产品上既具有超疏水性有具有持久的香味缓释功能，在纺织产业有很大的应用前景。

Description

一种基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层及其制备方法 和应用
技术领域
本发明属于涂层材料制备技术领域，具体涉及一种基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层及其制备方法和应用。
背景技术
随着社会经济的发展，人们对穿着的服装要求也越来越高，人们希望服装不仅防水透气，同时还要具备释香除臭、抗菌、防紫外线等功能，这些多功能面料或纺织品正受到众多消费者的青睐，具有广阔的市场。
目前，已有一些关于超疏水自清洁涂层制备和香味缓释微胶囊制备方法的报道。专利CN105153866A公开了一种有机无机杂化超疏水涂层制备方法，该方法将颗粒/聚合物杂化物和溶剂混合并在基材表面涂覆、干燥得到不沾灰自清洁涂层。CN106311103A公开了一种草莓状超疏水复合微球的制备方法，该方法将氨基聚苯乙烯微球、乙醇、正硅酸乙酯混合反应制备得到草莓状复合微球，再加入硅烷偶联剂得到草莓状超疏水微球。专利CN106000249A公开了一种具有香味缓释功能的微胶囊的制备方法，该方法将安神养心的香精进行贝壳粉和微胶囊双重包覆而得到，主要用于内墙涂料，应用范围较窄。虽然目前通过纳米粒子与树脂结合可制得具有超疏水自清洁功能涂层，但如能将微球表面结构和微胶囊香味缓释相结合用于纺织品涂层上，将具有广阔的应用前景。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明目的在于一种基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层，本发明的纺织品涂层通过草莓型微胶囊表面粗糙结构，确保了涂层表面形成超疏水，同时微胶囊中的香精可缓释，因此该涂层不仅具有超疏水自清洁功能还具有芳香缓释功能。
本发明还提供上述草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁纺织品涂层及其制备方法和应用。
技术方案：为了实现上述目的，如本发明所述的一种基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层，主要由以下重量份的原料所制成：草莓型微球5～40份、水性树脂20～60份、助剂0.5～5份、去离子水5～30份。
其中，所述水性树脂为水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂、水性环氧树脂、水性有机硅树脂、水性氟碳树脂和水性有机硅改性丙烯酸树脂中的一种或几种。
其中，所述助剂为消泡剂、流平剂、附着力促进剂中的一种或几种。
其中，所述草莓型微球由以下重量份的原料所制成：0.5～5份苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸丁酯中的一种或几种，0.1～0.5份二乙烯基苯，0.01～0.1份引发剂，0.5～3份甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯与0.1～0.8份香精、5～20份含氟硅球和100～120去离子水；所述含氟硅球由以下重量份的原料所制成：1～5份正硅酸四乙酯，0.5～1份氟硅烷，0.1～0.5份乳化剂与100～120份去离子、0.1～0.5份氨水。
作为优选，所述氟硅烷选自三氟甲基三甲基硅烷、五氟苯基三乙氧基硅烷、九氟己基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷一种或几种。
作为优选，所述乳化剂选自十二烷基氯化铵、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯-8-辛基苯基醚、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠物质中一种或几种。
作为优选，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、过氧化二碳酸二异丙酯一种或几种。
作为优选，所述香精为玫瑰、茉莉、薰衣草、刺槐花、桂花、紫罗兰、菊花、依兰等香精中的一种或几种的混合物。
作为优选，所述草莓型微球其制备步骤为：
将正硅酸四乙酯，氟硅烷，乳化剂与去离子水混合，超声后加入氨水在搅拌1～8h得到含氟硅球；然后将苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸丁酯中的一种或几种，二乙烯基苯，引发剂，甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯与香精混合超声均匀，再加入上一步制备好的含氟硅球去离子水混合超声乳化，然后在高温搅拌反应，即得到草莓型微胶囊。
作为优选，所述基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层厚度为10-300μm。
本发明所述的基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层制备的方法，包括如下步骤：将水性树脂、草莓型微胶囊、助剂和水搅拌均匀后，涂覆在织物或皮革表面上，20～120℃干燥或焙烘而成。
本发明所述的基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层在织物、家纺、皮革制品、纸张或者室内装饰品表面进行涂覆的应用。
作为优选，所述涂层通过刷涂、浸涂、辊涂中的至少一种方式在在织物、家纺、皮革制品、纸张或者室内装饰品表面进行涂覆。
本发明通过Pickering乳液聚合法制备的草莓型微胶囊，既具有疏水性又具有香味缓释性，应用于织物或皮革上可使其具有释香自清洁性。该方法简便环保，是制备多功能材料的一条途径。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明的基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层具有草莓型微胶囊的表面结构和微胶囊包覆的香精赋予微胶囊疏水和香味缓释性。
(2)本发明制备工艺简单，制备过程绿色环保，可通过多种方式涂覆于不同物体表面上应用。
(3)本发明基于该微胶囊的涂层涂覆在织物或家纺产品上既具有超疏水性有具有持久的香味缓释功能，在纺织产业有很大的应用前景。
附图说明
图1为本发明草莓型微胶囊扫描电镜SEM图；
图2为本发明基于草莓型微胶囊涂层超疏水性效果图；
图3为本发明基于草莓型微胶囊涂层接触角图；
图4为本发明微胶囊玫瑰花香精释放曲线图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
(1)在单口烧瓶中加入3重量份正硅酸四乙酯，0.5重量份五氟苯基三乙氧基硅烷，0.1重量份十二烷基苯磺酸钠与120重量份去离子水混合，常温下超声10min后在混合物中再加入0.2质量份氨水，磁力搅拌3h得到含氟硅球。
(2)在单口烧瓶中加入1重量份苯乙烯，0.2重量份二乙烯基苯，0.06重量份偶氮二异丁腈，1重量份甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯与0.2重量份玫瑰花香精混合超声均匀，再加入上一步制备好的19重量份含氟硅球和120重量份去离子水混合超声乳化15min，之后在75℃下磁力搅拌6h，即可得具有芳香缓释、自清洁功能的草莓型微胶囊。该草莓型微胶囊扫描电镜SEM图如图1所示。
(3)将步骤(2)所得的40重量份草莓型微球，1重量份消泡剂与60重量份水性有机硅树脂，20重量份去离子水在烧杯中混合，在速率为500r/min下搅拌15min，得到水性超疏水涂料。最后将涂料涂覆在皮革上，25℃干燥2小时，即得芳香缓释超疏水皮革涂层。
实施例2
(1)在250ml单口烧瓶中加入4重量份正硅酸四乙酯，1.5重量份十三氟辛基三甲氧基硅烷，0.1重量份十二烷基硫酸钠与120重量份去离子水混合，常温下超声10min后在混合物中再加入0.1重量份氨水，磁力搅拌3h得到含氟硅球。
(2)在250ml单口烧瓶中加入2重量份甲基丙烯酸甲酯，0.4重量份二乙烯基苯，0.06重量份偶氮二异戊腈，1.5重量份甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯与0.3重量份薰衣草香精混合超声均匀，再加入上一步制备好的15重量份含氟硅球和120重量份去离子水混合超声乳化15min，之后在75℃下磁力搅拌12h，即可得具有芳香缓释、自清洁功能的草莓型微球。
(3)将步骤(2)所得的35重量份草莓型微球，0.8重量份消泡剂与50重量份有机硅改性丙烯酸树脂，30重量份去离子水在烧杯中混合，在速率为500r/min下搅拌15min，得到水性超疏水涂料。最后用线棒将涂料涂覆在铝板上，80℃干燥20min，即得芳香缓释超疏水涂层，如图2涂层接触角大于150°。
实施例3
(1)在250ml单口烧瓶中加入3重量份正硅酸四乙酯，1重量份九氟己基三甲氧基硅烷，0.1重量份聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯与120重量份去离子水混合，常温下超声10min后在混合物中再加入0.3重量份氨水，最后磁力搅拌3h得到含氟硅球。
(2)在250ml单口烧瓶中加入1.3重量份苯乙烯，0.2重量份丙烯酸丁酯，0.2重量份二乙烯基苯，0.07重量份过氧化苯甲酰，1重量份甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯与0.2重量份桂花香精混合超声均匀，再加入上一步制备好的15重量份含氟硅球和110重量份去离子水混合超声乳化15min，之后在75℃下磁力搅拌7h，即可得具有芳香缓释、自清洁功能的草莓型微球。
(3)将步骤(2)所得的30重量份草莓型微球，1重量份消泡剂与50重量份水性氟碳树脂，30重量份去离子水在烧杯中混合，在速率为500r/min下搅拌15min，得到水性超疏水涂料。最后用涂料浸涂棉织物，120℃焙烘3min，即得芳香缓释超疏水纺织品涂层。
实施例4
(1)在单口烧瓶中加入1重量份正硅酸四乙酯，0.5重量份十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷，0.1重量份十二烷基硫酸钠与100重量份去离子水混合，常温下超声10min后在混合物中再加入0.1重量份氨水，最后磁力搅拌1h得到含氟硅球。
(2)在单口烧瓶中加入0.5重量份苯乙烯，0.1重量份二乙烯基苯，0.01重量份偶氮二异庚腈，0.5重量份甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯与0.1重量份茉莉花香精混合超声均匀，再加入上一步制备好的5重量份含氟硅球和100重量份去离子水混合超声乳化10min，之后在75℃下磁力搅拌3h，即可得具有芳香缓释、自清洁功能的草莓型微球。
(3)将步骤(2)所得的5重量份草莓型微球，0.5重量份流平剂、20重量份水性有机硅树脂和5份去离子水在烧杯中混合，在速率为500r/min下搅拌15min，得到水性超疏水涂料，最后用涂料浸涂棉织物，20℃焙烘10min，即得芳香缓释超疏水纺织品涂层。
实施例5
(1)在单口烧瓶中加入5重量份正硅酸四乙酯，1重量份十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷，0.5重量份十二烷基硫酸钠与120重量份去离子水混合，常温下超声10min后在混合物中再加入0.5重量份氨水，最后磁力搅拌8h得到含氟硅球。
(2)在单口烧瓶中加入5重量份苯乙烯，0.5重量份二乙烯基苯，0.1重量份偶氮二异庚腈，3重量份甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯与0.8重量份紫罗兰香精混合超声均匀，再加入上一步制备好的20重量份含氟硅球和120重量份去离子水混合超声乳化40min，之后在75℃下磁力搅拌12h，即可得具有芳香缓释、自清洁功能的草莓型微球。
(3)将步骤(2)所得的40重量份草莓型微球，5重量份流平剂、60重量份水性有机硅树脂和30份去离子水在烧杯中混合，在速率为500r/min下搅拌15min，得到水性超疏水涂料，最后用涂料浸涂棉织物，120℃焙烘2min，即得芳香缓释超疏水纺织品涂层。
试验例1
测试方法：
(1)超疏水性
以水在涂层表面的接触角反映涂层的超疏水性能。接触角测试仪器：德国KRUSS公司的DSA100接触角测试仪，液滴大小5μL。
(2)香味缓释性
用紫外-可见-近红外分光光度计(U-4100,Hitachi)在200-800nm范围内扫描测量吸光度并绘制香味释放曲线。
以实施例1方法制备的皮革涂层的接触角为153.6°，同时该涂层在pH作用下可以缓慢释放其中包覆的玫瑰花香精，具体结果如图3，4所示。

Claims (10)

1.一种基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层，其特征在于，主要由以下重量份的原料所制成：草莓型微球5～40份、水性树脂20～60份、助剂0.5～5份、去离子水5～30份。
2.根据权利要求1所述的基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层，其特征在于，所述水性树脂为水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂、水性环氧树脂、水性有机硅树脂、水性氟碳树脂和水性有机硅改性丙烯酸树脂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层，其特征在于，所述助剂为消泡剂、流平剂、附着力促进剂中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层，其特征在于，所述草莓型微球由以下重量份的原料所制成：0.5～5份苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸丁酯中的一种或几种，0.1～0.5份二乙烯基苯，0.01～0.1份引发剂，0.5～3份甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯与0.1～0.8份香精、5～20份含氟硅球和100～120去离子水；所述含氟硅球由以下重量份的原料所制成：1～5份正硅酸四乙酯，0.5～1份氟硅烷，0.1～0.5份乳化剂与100～120份去离子、0.1～0.5质量份氨水。
5.根据权利要求4所述的基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层，其特征在于，所述氟硅烷优选自三氟甲基三甲基硅烷、五氟苯基三乙氧基硅烷、九氟己基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷一种或几种。
6.根据权利要求4所述的基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层，其特征在于，所述乳化剂优选自十二烷基氯化铵、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯-8-辛基苯基醚、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠物质中一种或几种。
7.根据权利要求4所述的基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层，其特征在于，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、过氧化二碳酸二异丙酯一种或几种。
8.根据权利要求4-7任一所述的基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层，其特征在于，所述草莓型微球其制备步骤为：
将正硅酸四乙酯，氟硅烷，乳化剂与去离子水混合，超声后加入氨水在搅拌1～8h得到含氟硅球；然后将苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯，二乙烯基苯，引发剂，甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯与香精混合超声均匀，再加入上一步制备好的含氟硅球去离子水混合超声乳化，然后在高温搅拌反应，即得到草莓型微胶囊。
9.一种权利要求1所述的基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁涂层制备的方法，其特征在于，包括如下步骤：将水性树脂、草莓型微胶囊、助剂和水搅拌均匀后，涂覆在织物或皮革表面，20～120℃干燥或焙烘而成。
10.一种权利要求1所述的基于草莓型微胶囊的芳香缓释自清洁纺织品涂层在织物、家纺、皮革制品、纸张或者室内装饰品表面进行涂覆的应用。
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