CN109208330A - 一种基于含氟聚合物的超双疏芳纶织物的整理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于含氟聚合物的超双疏芳纶织物的整理方法，包括：对芳纶织物浸涂含氟硅烷改性的偏二氟乙烯‑六氟丙烯共聚物溶液。该方法简单、工艺流程短，所用的原料易于获得，节约时间；整理后的芳纶织物具有超双疏(疏水、疏油)性能。

Description

一种基于含氟聚合物的超双疏芳纶织物的整理方法
技术领域
本发明属于织物的整理方法领域，特别涉及一种基于含氟聚合物的超双疏芳纶织物的整理方法。
背景技术
芳纶全称为聚间(对)苯二甲酰间(对)苯二胺，属于一种新型的高科技合成纤维，其模量高、强度好、并且耐高温、不受酸碱腐蚀，其绝缘性和抗老化性能都十分突出，是一种使用寿命很长的织物。由于芳纶具有这些优良的性能，它被广泛应用于复合材料、防弹产品、防护服、阻燃服装等领域。然而，与大部分的纺织面料类似，芳纶织物也容易被水润湿、沾污以及沾污之后难以清洗干净等问题，这导致了面料打理困难、洗涤剂用量大也不利于环境保护。
织物的超双疏(疏水、疏油)是指织物表面对水、油等低表面张力的物质接触角可以达到150°以上，使得水、油以及低表面张力的物质难以沾染到织物上。从某种意义上讲，织物就具有了自清洁的功能。比如说，当芳纶织物制成消防服后，消防战士就可以降低清洗消防服的频率，省下了精力和时间。
纺织品的超双疏(疏水、疏油)整理一般是采用涂层的方法，使得织物表面的粗糙度提高，同时涂层具有低表面能，有助于提高水和油在织物表面的接触角，达到超双疏(疏水、疏油)的效果。目前，纺织品的超双疏(疏水、疏油)整理主要是利用含氟化合物对涤纶和棉布进行整理，比如莱美科技股份有限公司采用二氧化硅溶胶和有机氟化合物对涤纶和涤棉混纺织物进行了整理，得到疏水疏油的织物；但对芳纶织物进行超双疏(疏水、疏油)整理在国内报道很少。然而，在军工防护领域中芳纶的应用范围十分广泛，尤其是在防护服装上，因此对芳纶进行超双疏(疏水、疏油)整理具有重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于含氟聚合物的超双疏芳纶织物的整理方法，以克服现有技术中芳纶织物容易被水润湿、沾污以及沾污之后难以清洗干净等缺陷。
本发明的一种基于含氟聚合物的超双疏芳纶织物的整理方法，对芳纶织物浸涂含氟硅烷改性的偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶液。
本发明的一种基于含氟聚合物的超双疏芳纶织物的整理方法，步骤包括：
(1)将含氟硅烷和偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物加入溶剂中，搅拌，得到含氟硅烷改性的偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶液，其中，以溶剂为基准，含氟硅烷的质量分数为0.5～2％，偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的质量分数为2～6％；
(2)对芳纶织物浸涂步骤(1)中含氟硅烷改性的偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶液，烘燥，得到基于含氟聚合物的超双疏芳纶织物。
所述偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的平均分子量为400000～500000。
所述含氟硅烷包括九氟己基的甲基环三硅氧烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟癸基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
所述步骤(1)中溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酮中的一种或几种。
所述步骤(1)中搅拌温度为20～60℃，搅拌时间为30～80min。
所述步骤(2)中浸涂时间为1～10min。
所述步骤(2)中烘燥温度为120～150℃，烘燥时间为20～80min。
有益效果
(1)本发明简单、工艺流程短，所用的原料易于获得，节约时间。
(2)本发明采用了传统的染整工艺，对设备要求低，而且采用浸涂工艺，整理后产品的均匀性好，可重复性高。整理后的芳纶织物具有超双疏(疏水、疏油)性能。
(3)本发明条件温和，没有在强酸、强碱和高温条件下进行，有效地避免了芳纶织物强力的下降。芳纶结构为聚对苯二甲酰对苯二胺，苯环之间依靠酰胺键相连，酰胺键在强酸、强碱和高温条件下会发生水解断键。本发明所采用的方法条件温和，浸涂时均是在中性条件下反应，对芳纶织物的损伤小，强力不会降低，整理后织物也是呈中性的。
(4)本发明改进了传统的二步法整理工艺，采用在含氟聚合物中添加全氟硅烷的方法，大大降低了整理剂的表面张力，将该整理剂一步法涂覆在织物表面，步骤简单，流程缩短，节约了时间和成本。
附图说明
图1为本发明工艺流程图；
图2为实施例1中整理后的芳纶、未整理的芳纶以及整理后的芳纶分别干摩擦200次、湿摩擦200次、皂洗30次后的接触角情况，其中图中纵坐标0指未整理芳纶；纵坐标1指PVDF-HFP/FAS整理后的芳纶；纵坐标2指干摩擦200次；纵坐标3指湿摩擦200次并在100℃下烘干；纵坐标4指皂洗30次并在100℃下烘干。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
全氟硅烷来自曲阜嘉业化工新材料有限公司，偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物来自西格玛奥德里奇公司。
实施例1
织物：芳纶机织布(220dtex*220dtex,60g/m2)
(1)将全氟癸基三乙氧基硅烷和偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物加入DMF中，室温下搅拌40min，得到含氟硅烷改性的偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶液，其中以DMF的质量为基准，全氟癸基三乙氧基硅烷的质量分数为0.5％，偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的质量分数为5％。
(2)对芳纶机织布浸涂步骤(1)中含氟硅烷改性的偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶液3min，在100℃条件下烘燥60min。
芳纶织物经整理以后，其静态水接触角可以达到157°，葵花籽油的接触角为151°；依据《GBT 3920-2008纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》进行摩擦牢度测试，在湿摩擦200次并在100℃条件下烘干以后，静态水接触角依然可以达到151°，葵花籽油的接触角为142°，疏水疏油效果略有下降，但依然保持着良好的效果；在干摩擦200次后，静态水接触角可以达到150°，葵花籽油的接触角为122°，疏水疏油效果略有下降，但依然保持着良好的效果；依据《GBT 3921-2008 纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度》试验方法A(1)皂洗30次并在100℃条件下烘干以后，静态水接触角依然可以达到142°，葵花籽油的接触角为114°，皂洗对织物的疏水疏油性能影响更大，尤其是疏油性，但经过皂洗后的织物依然具有不错的疏油性能。
产品疏水效果重复性：按实施实例1整理的芳纶织物经过10次不同批次的整理之后，每一次整理的芳纶织物静态水接触角波动范围为157°±6°，根据接触角数据可得处理织物的重复性能良好。
产品疏水效果的均匀性：对整理后的芳纶织物上任意5点测试静态水接触角，其接触角的波动范围是156°±7°，测试结果表明整理后织物的疏水均匀性良好。
实施例2
织物：芳纶机织布(440dtex*440dtex,100g/m2)
(1)将全氟辛基三乙氧基硅烷和偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物加入DMF中，室温下搅拌40min，得到含氟硅烷改性的偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶液，其中，以DMF的质量为基准，全氟辛基三乙氧基硅烷的质量分数为1％，偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的质量分数为6％。
(2)对芳纶机织布浸涂步骤(1)中含氟硅烷改性的偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶液5min，在120℃条件下烘燥40min。
芳纶织物经整理以后，其静态水接触角可以达到155°，葵花籽油的接触角为151°；依据《GBT 3920-2008 纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》进行摩擦牢度测试，在湿摩擦200次并在100℃条件下烘干以后，静态水接触角依然可以达到153°，葵花籽油的接触角为145°，疏水疏油效果略有下降，但依然保持着良好的效果；在干摩擦200次后，静态水接触角可以达到150°，葵花籽油的接触角为116°，疏水效果略有下降，疏油效果下降比较厉害；依据《GBT 3921-2008 纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度》试验方法A(1)皂洗30次并在100℃条件下烘干以后，静态水接触角依然可以达到143°，葵花籽油的接触角为111°，皂洗对织物的疏水疏油性能影响更大，尤其是疏油性，但经过皂洗后的织物依然具有不错的疏油性能。
产品疏水效果重复性：按实施实例2整理的芳纶织物经过10次不同批次的整理之后，每一次整理的芳纶织物静态水接触角波动范围为156°±6°，根据接触角数据可得处理织物的重复性能良好。
产品疏水效果的均匀性：对整理后的芳纶织物上任意5点测试静态水接触角，其接触角的波动范围是156°±6°，测试结果表明整理后织物的疏水均匀性良好。
实施例3
织物：芳纶机织布(1100dtex*1100dtex,200g/m2)
(1)将全氟辛基三乙氧基硅烷和偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物加入DMF中，室温下搅拌40min，得到含氟硅烷改性的偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶液，其中，以DMF的质量为基准，全氟辛基三乙氧基硅烷的质量分数为1％，偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的质量分数为3％。
(2)对芳纶机织布浸涂含氟硅烷改性的偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶液10min，在130℃条件下烘燥30min。
芳纶织物经整理以后，其静态水接触角可以达到165°，葵花籽油的接触角为155°；依据《GBT 3920-2008纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》进行摩擦牢度测试，在湿摩擦200次并在100℃条件下烘干以后，静态水接触角依然可以达到159°，葵花籽油的接触角为146°，疏水疏油效果略有下降，但依然保持着出色的效果；在干摩擦200次后，静态水接触角可以达到150°，葵花籽油的接触角为120°，疏水效果略有下降，疏油效果下降比较厉害；依据《GBT 3921-2008 纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度》试验方法A(1)皂洗30次并在100℃条件下烘干以后，静态水接触角依然可以达到152°，葵花籽油的接触角为124°，皂洗对织物的疏水疏油性能影响更大，尤其是疏油性，但经过皂洗后的织物依然具有不错的疏油性能。
产品疏水效果重复性：按实施实例3整理的芳纶织物经过10次不同批次的整理之后，每一次整理的芳纶织物静态水接触角波动范围为162°±6°，根据接触角数据可得处理织物的重复性能良好。
产品疏水效果的均匀性：对整理后的芳纶织物上任意5点测试静态水接触角，其接触角的波动范围是161°±7°，测试结果表明整理后织物的疏水均匀性良好。
实施例4
织物：芳纶机织布(220dtex*220dtex,60g/m2)
(1)将十三氟辛基三乙氧基硅烷和偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物加入DMF中，室温下搅拌40min，得到含氟硅烷改性的偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶液，其中，以DMF的质量为基准，十三氟辛基三乙氧基硅烷的质量分数为2％，偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的质量分数为5％。
(2)对芳纶机织布浸涂步骤(1)中含氟硅烷改性的偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶液5min，在140℃条件下烘燥30min。
芳纶织物经整理以后，其静态水接触角可以达到160°，葵花籽油的接触角为151°；依据《GBT 3920-2008纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》进行摩擦牢度测试，在湿摩擦200次并在100℃条件下烘干以后，静态水接触角依然可以达到153°，葵花籽油的接触角为140°，疏水疏油效果略有下降，但依然保持着良好的效果；在干摩擦200次后，静态水接触角可以达到151°，葵花籽油的接触角为116°，疏水效果略有下降，疏油效果下降比较厉害；依据《GBT 3921-2008 纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度》试验方法A(1)皂洗30次并在100℃条件下烘干以后，静态水接触角依然可以达到155°，葵花籽油的接触角为118°，皂洗对织物的疏水疏油性能影响更大，尤其是疏油性，但经过皂洗后的织物依然保持着一定的疏油性能。
产品疏水效果重复性：按实施实例4整理的芳纶织物经过10次不同批次的整理之后，每一次整理的芳纶织物静态水接触角波动范围为160°±6°，根据接触角数据可得处理织物的重复性能良好。
产品疏水效果的均匀性：对整理后的芳纶织物上任意5点测试静态水接触角，其接触角的波动范围是160°±7°，测试结果表明整理后织物的疏水均匀性良好。

Claims (8)

1.一种基于含氟聚合物的芳纶织物的整理方法，其特征在于，对芳纶织物浸涂含氟硅烷改性的偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶液。
2.根据权利要求1所述的整理方法，步骤包括：
(1)将含氟硅烷和偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物加入溶剂中，搅拌，得到含氟硅烷改性的偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶液，其中，以溶剂的质量为基准，含氟硅烷的质量分数为0.5～2％，偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的质量分数为2～6％；
(2)对芳纶织物浸涂步骤(1)中含氟硅烷改性的偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶液，烘燥，得到整理后的芳纶织物。
3.根据权利要求1或2所述的整理方法，其特征在于，所述偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的平均分子量为400000～500000。
4.根据权利要求1或2所述的整理方法，其特征在于，所述含氟硅烷包括九氟己基的甲基环三硅氧烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟癸基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的整理方法，其特征在于，所述步骤(1)中溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酮中的一种或几种。
6.根据权利要求2所述的整理方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌温度为20～60℃，搅拌时间为30～80min。
7.根据权利要求2所述的整理方法，其特征在于，所述步骤(2)中浸涂时间为1～10min。
8.根据权利要求2所述的整理方法，其特征在于，所述步骤(2)中烘燥温度为120～150℃，烘燥时间为20～80min。
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