CN108978173B - 一种等离子体辅助超疏水涤纶面料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子体辅助超疏水涤纶面料的制备方法，该方法包括如下步骤：将经洗涤干燥后的涤纶织物进行介质阻挡放电常压等离子体改性处理；将涤纶织物在经过预水解的氟硅烷整理液中充分浸渍，轧液；将涤纶织物经过烘箱预烘焙烘制得最终成品。本发明所述的涤纶面料应用广泛，常压等离子体技术绿色环保，整理后的织物超疏水性能优良，且具有很好的耐机械摩擦稳定性，操作简单，易于实现连续化的工业生产。

Description

一种等离子体辅助超疏水涤纶面料的制备方法

技术领域

本发明属于纺织材料纤维表面改性技术领域，涉及一种等离子体辅助超疏水涤纶面料的制备方法。

背景技术

涤纶作为目前世界上的三大合成纤维之一，其合成加工工艺简单，并且物理化学性能较优良，价格便宜，产品具有结实耐用、易洗快干、易于护理等特点，在生产生活中应用前景广阔。对涤纶织物进行功能性整理，例如防水、抗菌、抗皱、阻燃、抗静电等整理，可提高产品档次、增加产品的附加值。其中涤纶织物超疏水整理一直以来受到了广泛的关注，其产品也广泛应用于产业用纺织品、厨师工作服、交通工具内饰以及防护服等方面。涤纶织物的超疏水改性整理一直以来都受到了国内外众多学者的关注，现阶段应用较多的织物疏水整理方法主要有以下几种方法：1)薄膜层压法，其中应用较多的是聚四氟乙烯(PTFE)薄膜层压，需要特殊的设备和工艺，产品加工难度大，成本高，成衣价格贵，且柔软性、悬垂性较差；2)氟碳化合物浸轧法整理，产生废水，耗能重，其中某些氟化有机物有很高的生物蓄积性和多种毒性，例如PFOS；3)涂层整理，应用较广泛，工序简单，但对织物透湿性和手感影响较大。因此，传统的整理方式仍存在整理过程环境污染较重，且超疏水整理效果耐久性能较差。特别是整理后的织物在使用过程中受到机械摩擦等外力的作用，其表面低表面能物质逐渐减少，造成超疏水整理效果耐久性较差的问题。因此，提高纺织品表面超疏水整理的耐久性成为该领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明目的是：提供一种等离子体辅助超疏水涤纶面料的制备方法，解决上述问题。

本发明的技术方案是：

一种等离子体辅助超疏水涤纶面料的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)洗涤并干燥涤纶织物，将所述涤纶织物进行常压介质阻挡放电等离子体改性处理；

(2)将所述涤纶织物在经过预水解的氟硅烷整理液中充分浸轧；

(3)将所述涤纶织物进行预烘、焙烘处理制得等离子体辅助超疏水涤纶面料。

进一步的，步骤(1)中所述干燥的温度为80-100℃。

进一步的，在步骤(1)中所述常压介质阻挡放电等离子体改性处理中，等离子体处理气氛为Ar气体，气体流量为0.5-2L/min，处理功率为1KW，处理时间为90-180s。

进一步的，步骤(2)中所述氟硅烷整理液的浴比为1:40。

进一步的，步骤(2)中所述氟硅烷整理液中所含的氟硅烷整理剂为1H，1H，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷。

进一步的，步骤(2)中所述氟硅烷整理液包括氟硅烷整理剂1-1.5份、无水乙醇99份、去离子水100份、醋酸1-1.5份，所述氟硅烷整理剂的预水解时间为30min。

进一步的，步骤(2)中所述浸轧为两浸两轧，温度为50℃，浸轧压力为2-2.5MP，带液率为50-65％。

进一步的，步骤(3)中所述预烘温度为100℃，预烘时间为2-6min。

进一步的，步骤(3)中所述焙烘温度为120-180℃，焙烘时间为1-3min。

本发明的优点是：本方法使得涤纶织物具有稳定的超疏水性能，具有很好的耐机械摩擦稳定性，操作过程节能环保高效，且对织物其他物理性能影响较少，易于实现连续化工业生产，具有很好的发展空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中，

图1为本发明所述的一种等离子体辅助超疏水涤纶面料的制备方法的流程图；

图2为单独氟硅烷整理和本发明所述的一种等离子体辅助超疏水涤纶面料的制备方法所得的等离子体-氟硅烷联合整理后涤纶织物表面润湿性能耐磨性对比图。

具体实施方式

本发明提供一种等离子体辅助超疏水涤纶面料的制备方法，将常压介质阻挡放电等离子体和氟硅烷整理剂相结合应用于涤纶织物超疏水性能改性。常压等离子体处理涤纶织物，使纤维表面产生大量自由基，引入活性基团，且节能环保、易于操作，有利于实现连续化生产。氟硅烷整理剂1H，1H，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷是一种双官能团化合物在酸性条件下易于水解释放出低分子醇，进而形成活泼性硅醇，可以与等离子体处理后的涤纶纤维表面的羟基等含氧基团产生稳定化学结合，可赋予涤纶织物极低的表面能和极强的稳定的超疏水性能。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参阅图1，图1为本发明所述的一种等离子体辅助超疏水涤纶面料的制备方法的流程图。如图1所示，一种等离子体辅助超疏水涤纶面料的制备方法，包括：

步骤一：洗涤并干燥涤纶织物，将所述涤纶织物进行常压介质阻挡放电等离子体改性处理；

在一个实施例中，该步骤可以具体如下执行：将涤纶织物洗涤并在80-100℃的温度下干燥，将所述涤纶织物在Ar气气氛、气体流量为0.5-2L/min、处理功率为1KW、处理时间为90-180s的条件下进行常压介质阻挡放电等离子体改性处理；

步骤二：将所述涤纶织物在经过预水解的氟硅烷整理液中充分浸轧；

在一个实施例中，该步骤可以具体如下执行：对氟硅烷整理剂(1H，1H，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷)预水解30min，然后以氟硅烷整理剂(1H，1H，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷)1-1.5份、无水乙醇99份、去离子水100份、醋酸1-1.5份配制氟硅烷整理液，将所述涤纶织物放入氟硅烷整理液中，在温度为50℃、浸轧压力为2-2.5MP、带液率为50-65％中两浸两轧，其中，浴比1:40；

步骤三：将所述涤纶织物进行预烘、焙烘处理制得等离子体辅助超疏水涤纶面料。

在一个实施例中，该步骤可以具体如下执行：将所述涤纶织物在100℃的条件下进行预烘2-6min、在120-180℃的条件下焙烘1-3min处理制得等离子体辅助超疏水涤纶面料。

请参阅图2，图2为单独氟硅烷整理和本发明所述的一种等离子体辅助超疏水涤纶面料的制备方法所得的等离子体-氟硅烷联合整理后涤纶织物表面润湿性能耐磨性对比图。上述步骤所得实验结果与直接进行氟硅烷整理的涤纶织物相比，经过等离子体预处理在进行氟硅烷整理的涤纶织物表面超疏水性能的耐机械摩擦稳定性显著提高。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。但是本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明所要求的权利范围内其他任何公知的改变。

首先，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

其次，本发明利用结构示意图等进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间。

实施例一

本实施方式按照如下步骤制备等离子体辅助超疏水涤纶面料：

将涤纶织物表面清洗并烘干，烘干温度为90℃。将清洗后的涤纶织物在介质阻挡放电常压等离子体装置中进行表面处理，等离子体处理气氛为Ar气体，气体流量为1L/min，处理功率为1KW，处理时间为120s。将经常压等离子改性处理后的涤纶织物在经过预水解的整理液中充分浸轧，按照浴比1:40配置溶液，整理液包括以下原料(按质量份数)：氟硅烷整理剂1H，1H，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷1份，无水乙醇99份，去离子水100份，醋酸1份，其中，氟硅烷预水解30min。两浸两轧，浸轧压力为2.5MP，带液率为55％。将经上述处理后的涤纶织物经过烘箱预烘焙烘，预烘温度为100℃，时间为6min，焙烘温度为165℃，时间为2min，最终得到等离子体辅助超疏水涤纶面料。

上述等离子体辅助超疏水涤纶面料与水的最大接触角为152.5°；参考标准AATCC118-2002，拒油等级5级；参照GB/T 30159.1-2013《纺织品防污性能的检测和评价第一部分：耐沾污性》，耐污等级4级。整理后织物白度、透气性和透湿性等物理性能基本没有变化。

实施例二

本实施方式按照如下步骤制备等离子体辅助超疏水涤纶面料：

将涤纶织物表面清洗烘干，烘干温度为95℃。将清洗后的涤纶织物在介质阻挡放电常压等离子体装置中进行表面处理，等离子体处理气氛为Ar气体，气体流量为1L/min，处理功率为1KW，处理时间为90s。将经常压等离子改性处理后的涤纶织物在经过预水解的整理液中充分浸轧，按照浴比1:40配置溶液，整理液包括以下原料(按质量份数)：氟硅烷整理剂1H，1H，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷1份、无水乙醇99份、去离子水100份、醋酸1份，氟硅烷预水解30min。两浸两轧，浸轧压力为2.5MP，带液率为55％。将经上述处理后的涤纶织物经过烘箱预烘焙烘，预烘温度为100℃，时间为4min，焙烘温度为165℃，时间为1min。

上述等离子体辅助超疏水涤纶面料与水的最大接触角为150.2°，；参考标准AATCC118-2002，拒油等级5级；参照GB/T 30159.1-2013《纺织品防污性能的检测和评价第一部分：耐沾污性》，耐污等级4级。整理后织物白度、透气性和透湿性等物理性能基本没有变化。

实施例三

本实施方式按照如下步骤制备等离子体辅助超疏水涤纶面料：

将涤纶织物表面清洗烘干，烘干温度为100℃。将清洗后的涤纶织物在介质阻挡放电常压等离子体装置中进行表面处理，等离子体处理气氛为Ar气体，气体流量为2L/min，处理功率为1KW，处理时间为180s。将经常压等离子改性处理后的涤纶织物在经过预水解的整理液中充分浸轧，按照浴比1:40配置溶液，整理液包括以下原料(按质量份数)：氟硅烷整理剂1H，1H，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷1.5份、无水乙醇99份、去离子水100份、醋酸1.5份，氟硅烷预水解30min。两浸两轧，浸轧压力为2.5MP，带液率为65％。将经上述处理后的涤纶织物经过烘箱预烘焙烘，预烘温度为100℃，时间为6min，焙烘温度为180℃，时间为3min。

上述等离子体辅助超疏水涤纶面料与水的最大接触角为151°；参考标准AATCC118-2002，拒油等级5级；参照GB/T 30159.1-2013《纺织品防污性能的检测和评价第一部分：耐沾污性》，耐污等级4级。整理后织物白度、透气性和透湿性等物理性能基本没有变化。

综上所述，本发明所述的等离子体辅助超疏水涤纶面料的制备方法，使用常压等离子体技术绿色环保，整理后的织物超疏水性能优良、应用广泛，且具有很好的耐机械摩擦稳定性、操作简单，易于实现连续化的工业生产。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种等离子体辅助超疏水涤纶面料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)洗涤并干燥涤纶织物，将所述涤纶织物进行常压介质阻挡放电等离子体改性处理，等离子体处理气氛为Ar气体，气体流量为0.5-2L/min，处理功率为1KW，处理时间为120s；

(2)将所述涤纶织物在经过预水解的氟硅烷整理液中充分浸轧，所述氟硅烷整理液包括氟硅烷整理剂1-1.5份、无水乙醇99份、去离子水100份、醋酸1-1.5份，所述氟硅烷整理剂的预水解时间为30min，所述浸轧为两浸两轧，温度为50℃，浸轧压力为2-2.5MP，带液率为50-65％，所述氟硅烷整理液中所含的氟硅烷整理剂为1H，1H，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷，所述氟硅烷整理液的浴比为1:40；

(3)将所述涤纶织物进行在温度为100℃条件下预烘2-6min、在温度为120-180℃条件下焙烘处理1-3min制得等离子体辅助超疏水涤纶面料。

2.根据权利要求1所述的等离子体辅助超疏水涤纶面料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述干燥的温度为80-100℃。

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