CN109610193A - 纺织面料防风、耐寒、固色水性涂层胶及制备方法 - Google Patents

纺织面料防风、耐寒、固色水性涂层胶及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明纺织面料防风、耐寒、固色水性涂层胶制备方法，由端环氧硅油100～150份，聚醚胺3～9份，异丙醇15～30份进行缩聚，加入聚硅酸乙酯‑40为1～2份，异构十三醇聚氧乙烯醚12～20份，冰醋酸1～2份，软化水220～340份乳化后，加入羟基封端环氧改性聚有机硅氧烷乳液70～110份，阴离子聚氨酯乳液260～440份，水性封闭型异氰酸酯交联剂10～30份，缔合型碱溶胀增稠剂10～20份混合增稠,得产品。整理后的面料具有优异的防风性及耐寒性，同时手感柔软，滑爽，回弹性好，透气率可小于10mm/s，耐寒性可达‑30℃，并能提高有色面料的摩擦色牢度0.5～1.5级。

Description

纺织面料防风、耐寒、固色水性涂层胶及制备方法
技术领域
本发明涉及纺织面料后整理技术，具体涉及的是纺织面料防风、耐寒、固色水性涂层胶及制备方法。该涂层胶主要由氨基聚醚改性聚有机硅氧烷，羟基封端环氧改性聚有机硅氧烷，交联剂，阴离子聚氨酯乳液组成，可用于涤纶，尼龙，纯棉及其混纺织物的多功能整理，整理后织物的透气率可小于10mm/s，耐寒性可达-30℃，并能提高染色面料的摩擦色牢度0.5～1.5级。
背景技术
面料的防风性通常用透气率来评价，以在规定的面料面积、压降和时间条件下，气流垂直通过面料的速率表示。面料的耐寒性是指面料在寒冷的气候条件下不变硬及变脆，在纺织面料上通常用在环境温度下面料的抗弯长度来评价。防风、耐寒整理是一种多功能性整理技术，面料通过防风、耐寒整理后具有防风、透湿、保暖耐寒、质轻等优点，广泛用于各类滑雪服、登山服、潜水服、特种军用服、防护服等服装，
目前防风、耐寒整理主要通过面料直接涂层或面料与TPU复合的加工方法。TPU复合面料就是用TPU薄膜复合在各种面料上形成一种复合材料，结合两者的特性得到一种新型面料。TPU是无孔亲水性薄膜,由于薄膜本身没有孔隙，防水效果很好，同时也还使面料防风保暖。复合TPU的面料具有弹性好、强韧、耐磨、耐寒性好、环保无毒的优越特性。但TPU的缺点是耐高温性差，复合面料由于TPU膜和面料是点与面接触复合，所以与面料的结合牢度相对较差，膜与面料之间易剥离起泡，影响面料的美观及功能性。
CN 104499290 公开了一种织物涂层剂、超薄防风透湿抗紫外线面料及其制备方法，以聚氨酯材料为主体，添加具有抗紫外性能的粉体，通过直涂法来实现面料的防风透湿及抗紫外线效果。产品中含有少量溶剂，没有提及涂层剂的耐寒性及固色作用。
目前关于具备防风、耐寒、固色的水性涂层胶纺织面料整理剂技术未见有公开专利和文献报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种纺织面料防风、耐寒、固色水性涂层胶及制备方法。
整理后的面料具有优异的防风性及耐寒性，同时手感柔软，滑爽，回弹性好，并能提高有色面料的摩擦色牢度。
本发明纺织面料防风、耐寒、固色水性涂层胶制备方法：
原料按重量比
(1)将数均分子量8000的端环氧硅油100～150份，数均分子量200～400的聚醚胺3～9份，异丙醇15～30份，加入密闭的带有回流及冷却装置的反应釜中，搅拌升温至82～84℃，并在此温度范围内回流保温5～6小时，进行缩聚反应，得到氨基聚醚共改性聚有机硅氧烷；
(2)将步骤(1)所得的氨基聚醚共改性聚有机硅氧烷放入乳化釜中，降至室温后加入聚硅酸乙酯-40为1～2份，异构十三醇聚氧乙烯醚12～20份，冰醋酸1～2份，软化水220～340份，搅拌乳化，制得乳液；
(3)在上述乳液中加入羟基封端环氧改性聚有机硅氧烷乳液70～110份，阴离子聚氨酯乳液260～440份，NCO含量为5.0～6.0％的水性封闭型异氰酸酯交联剂10～30份，缔合型碱溶胀增稠剂10～20份，混合增稠,得产品；
产品的技术指标：
外观：乳白色粘稠液体
含固量：30±2%
粘度(25℃)：2000～4000 mpa.s
pH值：7±1
离子性：阴/非。
所述的数均分子量8000的端环氧硅油：可选江西星火有机硅有限公司产品622V150；
所述的数均分子量200～400的聚醚胺：可选亨斯迈公司产品JEFFAMINE D-230，JEFFAMINE ED-410，其一或两种混合使用；
所述的异构十三醇聚氧乙烯醚：可选异构十三醇聚氧乙烯(5)醚，异构十三醇聚氧乙烯(7)醚，其一或两种混合使用；
所述羟基封端环氧改性聚有机硅氧烷乳液；为辽宁恒星精细化工产品FS-860E；
所述NCO含量为5.0～6.0％的水性封闭型异氰酸酯交联剂：可选沃德化工产品WD-1835，辽宁恒星精细化工产品FS-819B；
所述阴离子聚氨酯乳液：为辽宁恒星精细化工产品FS-701F；
所述缔合型碱溶胀增稠剂：可选麦尔化工产品HY-302，辽宁恒星精细化工产品FS-200E。
本发明水性防风、耐寒、固色整理剂中采用端环氧硅油与聚醚胺合成的线性氨基聚醚聚有机硅氧烷作为防风耐寒的主体结构，这种主体结构中的硅氧烷链段具有优异的耐低温性，在零下六十度下时其物理性质也不会发生改变，如变硬，变脆等。采用小分子量的聚醚胺，可以增加胺基的量，增加交联密度。同时，体系中加入的聚氨酯乳液也具有优异的耐寒性，在零下三十度条件下不会变硬。
本发明选用羟基封端环氧改性聚有机硅氧烷乳液(FS-860E)做为辅助的有机硅交联体系，该产品为高摩尔质量的阴离子有机硅乳液，乳液中含有的表面活性剂小于1%，破乳后聚合物的粘度可以达到1000Pa.s以上，表面活性剂越少对产品的成膜性影响越小，对涂层的牢度影响越小。在涂层后产品的焙烘的过程中，合成的线性氨基聚醚聚有机硅氧烷中的氨基与羟基封端环氧改性聚有机硅氧烷中的环氧基、端羟基反应，同时，加入的有机硅交联剂聚硅酸乙酯-40中的烷氧基与氨基及端羟基反应，通过这些反应可以使聚硅氧烷体系形成网状的交联结构，在宏观上体现就是形成软弹的硅胶膜，这种膜附着在面料上会减小面料透气性，也就是提高面料的防风性。
本发明中添加阴离子聚氨酯乳液(FS-701F)的主要目的是提高最终产品的成膜性，它是一种由特殊聚醚合成的聚氨酯乳液，该产品具有优异的耐寒性，成膜柔软，韧性强，具有比有机硅胶膜更优异的拉伸强力，阻止气体的透过力更强，所以进一步提高了产品的防风性能。
体系中加入水性封闭型异氰酸酯交联剂，它不仅可以作为聚有机硅氧烷结构的交联剂，也可以作为聚氨酯结构的交联剂，同时能提高产品与面料的结合牢度，对有色面料进行整理后，可以大大提高面料的摩擦色牢度。
本发明水性防风、耐寒、固色整理剂具有优异的防风性，但不会由于在面料上成膜而影响面料的透湿性。由于线性氨基聚醚聚有机硅氧烷及聚氨酯结构中均含有聚醚基团，有一定的亲水性，所以具有导湿性，整理后的面料在穿着时，在防止气体透过的同时，身体的产生的湿气会容易导出去，穿着时不会有闷热的感觉。
综上，通过氨基聚醚共改性聚有机硅氧烷、羟基封端环氧改性聚有机硅氧烷乳液与阴离子聚氨酯乳液，交联剂的合理复配，可以使整理后的面料具有优异的防风、耐寒、透湿及固色效果，同时赋予面料优异的滑爽，回弹的手感；该整理剂可以采用直接涂层方法对面料进行整理。
通过直涂方式对面料进行整理，涂层胶与面料之间的结合是面与面帖合，所以粘接牢度更好，涂层面不易剥离起泡，整理后的面料具有优异的防风性及耐寒性，同时手感柔软，滑爽，回弹性好，透气率可小于10mm/s，耐寒性可达-30℃，并能提高有色面料的摩擦色牢度0.5～1.5级。
具体实施方式
实施例1
(1)将数均分子量8000的端环氧硅油100份，数均分子量230的聚醚胺3.5份，异丙醇15份，加入带有回流及冷却装置的反应釜中，搅拌升温至82～84℃，并在此温度范围内回流保温5小时，进行缩聚反应，得到氨基聚醚共改性聚有机硅氧烷；
(2)将步骤(1)所得的氨基聚醚共改性聚有机硅氧烷放入乳化釜中，降至室温后加入聚硅酸乙酯-40为1份，异构十三醇聚氧乙烯(7)醚12份，冰醋酸1份，软化水220份，搅拌乳化，制得乳液；
(3)在上述乳液中加入羟基封端环氧改性聚有机硅氧烷乳液(FS-860E)70份，阴离子聚氨酯乳液(FS-701F)260份，水性封闭型异氰酸酯交联剂(FS-819B)10份,缔合型碱溶胀增稠剂(FS-200E)10份，混合增稠，得产品；
产品的技术指标：
外观：乳白色粘稠液体
含固量：29.8%
粘度(25℃)：2250mpa.s
pH值：7.0
离子性：阴/非。
实施例2
(1)将数均分子量8000的端环氧硅油150份，数均分子量230的聚醚胺9份，异丙醇25份，加入带有回流及冷却装置的反应釜中，搅拌升温至82～84℃，并在此温度范围内回流保温6小时，进行缩聚反应，得到氨基聚醚共改性聚有机硅氧烷；
(2)将步骤(1)所得的氨基聚醚共改性聚有机硅氧烷放入乳化釜中，降至室温后加入聚硅酸乙酯-40为2份，异构十三醇聚氧乙烯(5)醚20份，冰醋酸2份，软化水340份，搅拌乳化，制得乳液；
(3)在上述乳液中加入羟基封端环氧改性聚有机硅氧烷乳液(FS-860E)110份，阴离子聚氨酯乳液(FS-701F)440份，水性封闭型异氰酸酯交联剂(WD-1835) 25份，缔合型碱溶胀增稠剂(FS-200E) 15份，混合增稠，得产品；
产品的技术指标：
外观：乳白色粘稠液体
含固量：31.9%
粘度(25℃)：3050 mpa.s
pH值：7.0
离子性：阴/非。
实施例3
(1)将数均分子量8000的端环氧硅油120份，数均分子量230的聚醚胺3份，数均分子量400的聚醚胺2份，异丙醇20份，加入带有回流及冷却装置的反应釜中，搅拌升温至82～84℃，并在此温度范围内回流保温6小时，进行缩聚反应，得到氨基聚醚共改性聚有机硅氧烷；
(2)将步骤(1)所得的氨基聚醚共改性聚有机硅氧烷放入乳化釜中，降至室温后加入聚硅酸乙酯-40为2份，异构十三醇聚氧乙烯(7)醚15份，冰醋酸2份，软化水275份，搅拌乳化，制得乳液；
(3)在上述乳液中加入羟基封端环氧改性聚有机硅氧烷乳液(FS-860E)87份，阴离子聚氨酯乳液(FS-701F)290份，水性封闭型异氰酸酯交联剂(WD-1835) 15份，缔合型碱溶胀增稠剂(FS-200E) 20份，混合增稠，得产品；
产品的技术指标：
外观：乳白色粘稠液体
含固量：31.5%
粘度(25℃)：3500 mpa.s
pH值：7.0
离子性：阴/非。
实施例4
(1)将数均分子量8000的端环氧硅油150份，数均分子量230的聚醚胺2份，数均分子量400的聚醚胺4份，异丙醇30份，加入带有回流及冷却装置的反应釜中，搅拌升温至82～84℃，并在此温度范围内回流保温5小时，进行缩聚反应，得到氨基聚醚共改性聚有机硅氧烷；
(2)将步骤(1)所得的氨基聚醚共改性聚有机硅氧烷放入乳化釜中，降至室温后加入聚硅酸乙酯-40为1份，异构十三醇聚氧乙烯(5)醚16份，冰醋酸1份，软化水330份，搅拌乳化，制得乳液；
(3)在上述乳液中加入羟基封端环氧改性聚有机硅氧烷乳液(FS-860E)100份，阴离子聚氨酯乳液(FS-701F)420份，水性封闭型异氰酸酯交联剂(DF-819B) 20份，缔合型碱溶胀增稠剂(FS-200E) 20份，混合增稠，得产品；
产品的技术指标：
外观：乳白色粘稠液体
含固量：30.2%
粘度(25℃)：3850 mpa.s
pH值：7.0
离子性：阴/非。
实施例5
(1)将数均分子量8000的端环氧硅油120份，数均分子量230的聚醚胺8份，异丙醇15份，加入带有回流及冷却装置的反应釜中，搅拌升温至82～84℃，并在此温度范围内回流保温6小时，进行缩聚反应，得到氨基聚醚共改性聚有机硅氧烷；
(2)将步骤(1)所得的氨基聚醚共改性聚有机硅氧烷放入乳化釜中，降至室温后加入聚硅酸乙酯-40为1份，异构十三醇聚氧乙烯(5)醚6份，异构十三醇聚氧乙烯(7)醚6份，冰醋酸2份，软化水312份，搅拌乳化，制得乳液；
(3)在上述乳液中加入羟基封端环氧改性聚有机硅氧烷乳液(FS-860E)72份，阴离子聚氨酯乳液(FS-701F)285份，水性封闭型异氰酸酯交联剂(WD-1835) 23份，缔合型碱溶胀增稠剂(HY-302) 14份，混合增稠，得产品；
产品的技术指标：
外观：乳白色粘稠液体
含固量：29.8%
粘度(25℃)：2900 mpa.s
pH值：7.0
离子性：阴/非。
实施例6
(1)将数均分子量8000的端环氧硅油140份，数均分子量230的聚醚胺3份，数均分子量400的聚醚胺5份，异丙醇22份，加入带有回流及冷却装置的反应釜中，搅拌升温至82～84℃，并在此温度范围内回流保温5小时，进行缩聚反应，得到氨基聚醚共改性聚有机硅氧烷；
(2)将步骤(1)所得的氨基聚醚共改性聚有机硅氧烷放入乳化釜中，降至室温后加入聚硅酸乙酯-40为2份，异构十三醇聚氧乙烯(5)醚5份，异构十三醇聚氧乙烯(7)醚8份，冰醋酸2份，软化水330份，搅拌乳化，制得乳液；
(3)在上述乳液中加入羟基封端环氧改性聚有机硅氧烷乳液(FS-860E)103份，阴离子聚氨酯乳液(FS-701F)412份，水性封闭型异氰酸酯交联剂(DF-819B) 30份，缔合型碱溶胀增稠剂(HY-302) 20份，混合增稠，得产品；
产品的技术指标：
外观：乳白色粘稠液体
含固量：30.9%
粘度(25℃)：3600 mpa.s
pH值：7.0
离子性：阴/非。
产品性能测试
面料：1、500D涤纶迷彩面料，克重：180 g/m2；
2、100%纯棉斜纹靛蓝牛仔面料，克重：220 g/m2；
将实施例1～6产品分别在500D迷彩面料，100%纯棉斜纹靛蓝牛仔面料上进行直接涂层，涂层工艺：面料轧光，用1mm刀进行一刀涂层，于170℃焙烘1min，上浆量为18~20 g/m2。
涂层后的500D涤纶迷彩面料的性能测试结果如下表：
。
涂层后的100%纯棉斜纹靛蓝牛仔面料的性能测试结果如下表：
。
防风性 按GB/T 5453-1997《纺织品 织物透气性的测定》测试
耐寒性 按GB/T18318.1-2009 《纺织品 弯曲性能的测定 第1部分：斜面法》测试
透湿性 按GB/T 12704.2-2009《纺织品 织物透湿性实验方法 第2部分：蒸发法》测试
色牢度 按GB/T 3920-1997《纺织品 色牢度测试 耐摩擦色牢度》测试。
由以上两表内数据可以看出，经过实施例整理后的500D涤纶面料和纯棉牛仔面料均具有优异的防风及耐寒效果。对于涤纶面料，由于本身具有优异的色牢度，所以我们考查了整理后面料的防风、耐寒及透湿性，结果显示面料透气性均小于10mm/s，在-30℃低温条件下不变硬，透湿量大于5000g/(m2•d)；对于100%纯棉斜纹靛蓝牛仔面料，由于本身色牢度不佳，所以我们考查了整理后面料的防风、耐寒、透湿性及色牢度，结果显示面料透气性均小于10mm/s，可以耐-30℃低温，透湿量大于5000g/(m2•d)，摩擦色牢度提升0.5～1.5级，手感软弹。

Claims (2)

1.纺织面料防风、耐寒、固色水性涂层胶制备方法，其特征是：
原料按重量比
(1)将数均分子量8000的端环氧硅油100～150份，数均分子量200～400的聚醚胺3～9份，异丙醇15～30份，加入密闭的带有回流及冷却装置的反应釜中，搅拌升温至82～84℃，并在此温度范围内回流保温5～6小时，进行缩聚反应，得到氨基聚醚共改性聚有机硅氧烷；
(2)将步骤(1)所得的氨基聚醚共改性聚有机硅氧烷放入乳化釜中，降至室温后加入聚硅酸乙酯-40为1～2份，异构十三醇聚氧乙烯醚12～20份，冰醋酸1～2份，软化水220～340份，搅拌乳化，制得乳液；
(3)在上述乳液中加入羟基封端环氧改性聚有机硅氧烷乳液70～110份，阴离子聚氨酯乳液260～440份，NCO含量为5.0～6.0％的水性封闭型异氰酸酯交联剂10～30份，缔合型碱溶胀增稠剂10～20份，混合增稠,得产品；
产品的技术指标：
外观：乳白色粘稠液体
含固量：30±2%
粘度(25℃)：2000～4000 mpa.s
pH值：7±1
离子性：阴/非；
所述羟基封端环氧改性聚有机硅氧烷乳液；为辽宁恒星精细化工产品FS-860E；
所述阴离子聚氨酯乳液：为辽宁恒星精细化工产品FS-701F。
2.如权利要求1所述制备方法得到的纺织面料防风、耐寒、固色水性涂层胶。
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