CN109972415A

CN109972415A - 一种耐久天然纤维纺织品及其制备方法

Info

Publication number: CN109972415A
Application number: CN201910256492.3A
Authority: CN
Inventors: 卢子强; 向月应; 卢小莲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-04-04
Filing date: 2019-04-01
Publication date: 2019-07-05
Also published as: US20190309173A1

Abstract

本发明公开了一种耐久天然纤维纺织品及其制备方法，该耐久化学组份包括交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂和普通涂料。制备时：首先从植物中采集或分离植物纤维或收集动物的蛋白纤维,对其进行除尘、除杂、清洗、烘干等处理，并对以上天然纤维进行纺纱、漂白、染色,再将所形成的纱绽织成布坯或其它纺织品；然后对以上纤维纺织品涂布交联聚乙酸乙烯酯、覆盖该纤维纺织品，让交联聚乙酸乙烯酯涂层干燥固化、并用作该纤维纺织品的保护涂层；最后，涂上另一层交联聚乙酸乙烯酯或一层或多层普通涂料。通过上述方法，可提高天然纤维纺织品的防水、防霉、防腐以及耐久性能。在本发明中，交联聚乙酸乙烯酯既可用作天然纤维纺织品的底涂涂料，也可用于它的表层涂料。

Description

一种耐久天然纤维纺织品及其制备方法

技术领域

本发明涉及纺织品，具体是一种耐久天然纤维纺织品及其制备方法，通过采用一种新型的方法来提高天然纤维纺织品在自然环境下的耐久性能。

背景技术

天然纤维纺织品目前被广泛应用于农业、建筑业、地形地物规划和景观设计、军事、包装材料与工程、娱乐设施、交通行业等领域。主要产品包括衣服类、袋类、衬垫布、坐垫布、网格状纺织物、地毯、毛毯、床单被单类、窗帘、布帘、斗篷、帐篷、帆篷、船帆、鞋面布料、包装织物、家具织物等等。

由于目前市场上常用的天然纤维纺织品具有较高吸湿性、不能防水, 它们极易吸湿或吸水, 并发生很大的形状变化。在使用中，特别是在自然环境中吸水或吸湿的天然纤维纺织品很容易遭受腐蚀菌、霉菌和昆虫等其它生物寄主的侵蚀，以至其耐久性能较差。

尽管以前曾有人尝试改进普通天然纤维纺织品的缺点, 但未能找到满意的方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有天然纤维纺织品在耐久性能方面的不足，而提供一种耐久天然纤维纺织品及其制备方法，包括用于天然纤维纺织品的耐久化学组份，采用本发明方法可极大地提高天然纤维纺织品的耐久性能及其使用寿命。

实现本发明目的的技术方案是：

一种用于天然纤维纺织品的耐久化学组份，它包括

（1）交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂或粘合剂(Crosslinking polyvinyl acetate, 简称XPVAc 或x-PVAc): 该胶粘剂覆盖和胶固于纤维纺织品的外部表面、并用作它的第一涂层(即底涂涂层) 或外表涂层；

所述的交联聚乙酸乙烯酯树脂胶粘剂(简称交联聚乙酸乙烯酯) 也可称为交联聚醋酸乙烯酯树脂胶粘剂。它至少由聚乙酸乙烯酯树脂，交联剂和催化剂组成；它可以是I类或Ⅱ类树脂胶粘剂；

所述的交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂必须固化于天然纤维纺织品的表面上；

（2）同时还含有普通涂料: 包括丙烯酸树脂漆、醇酸树脂漆、环氧树脂漆、聚酯树脂漆、乳液状异氰酸酯共聚体涂料(EPI)、沥青涂料等等，该涂料覆盖于已固化的交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂涂层的外部表面、并用作纤维纺织品的第二涂层(或外表涂层)；

所述的天然纤维纺织品含有由天然纤维捻成的经纱和纬纱或至少其中一种。

本发明涉及一种耐久天然纤维纺织品的制备方法，通过如下步骤在天然纤维纺织品上形成含有耐久化学组份的涂层：

（1）交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂为第一涂层并作为该纤维纺织品的保护涂层，它覆盖在天然纤维纺织品之上，至少含有聚乙酸乙烯酯树脂、交联剂和催化剂；

（2）第二涂层是另一层交联聚乙酸乙烯酯涂层，或者是普通涂料涂层，

普通涂料作为第二涂层覆盖于已固化的交联聚乙酸乙烯酯第一涂层之上；

（3）另一层或多层普通涂料作为天然纤维纺织品的外表涂层或表层涂层；

所述天然纤维纺织品含有由天然纤维捻成的经纱和纬纱或至少其中一种；

所述的交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂是I类或Ⅱ类树脂胶粘剂。

所述天然纤维纺织品上至少含有一层涂层, 并且该涂层至少覆盖或密封天然纤维纺织品的部分表面。

或者, 上述天然纤维纺织品预先经过防腐剂处理，用防腐剂涂刷或浸漬天然纤维纺织品, 并为该纤维纺织品形成一个防腐层；在防腐层之上进一步涂布交联聚乙酸乙烯酯保护涂层；固化后的交联聚乙酸乙烯酯保护涂层与防腐剂或防腐剂的有效成分形成螯合物，并将该防腐剂或其有效成分胶固在该纤维纺织品中。

所述防腐剂包括以铜、锌、铬、砷、锡或钛金属元素组成的化合物或复合物，或以硼、磷、氮、氯、硫或硅非金属元素组成的化合物和复合物，或由以上化学物质组成的组合物或混合物。

本发明制备方法中，交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂的固含量等于或大于15%；交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂的弗鲁豪夫湿剪切强度等于或大于1.2 MPa；涂胶前天然纤维纺织品的含水率等于或小于20%。

本发明还公开一种含有耐久化学组份的天然纤维纺织品，它至少包括交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂涂层；该胶粘剂涂层覆盖并胶固在天然纤维纺织品的表面；

所述的天然纤维纺织品含有由天然纤维捻成的经纱和纬纱或至少其中一种；

所用的交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂在固化前必须含有聚乙酸乙烯酯树脂，交联剂和催化剂, 并且它是I类或Ⅱ类树脂胶粘剂。

所述的天然纤维纺织品用于室内环境时, 所用交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂的弗鲁豪夫湿剪切强度等于或大于1.2 MPa；

所述的天然纤维纺织品用于半露天或室外条件下，所用交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂的弗鲁豪夫湿剪切强度等于或大于2.2 MPa。

天然纺织品是由天然纤维经过提取后纺织而成。这些天然纤维主要来自于纤维植物、农作物、动物或昆虫类。这些纤维可进一步分为植物纤维，动物纤维和昆虫分泌的纤维。例如，植物纤维可由棉、红麻、黄麻、麻、亚麻、剑麻、龙舌兰、芦苇、竹子、木棉、马利筋、荨麻、椰壳（含拉菲草）、棕榈、皮纳（菠萝叶）、苎麻、丝兰、木材等植物提取而来；动物纤维主要从动物的绒毛、毛发或皮毛提取而成。这些动物可包括绵羊、山羊、兔子、骆驼、美洲驼等等。动物纤维也可包括昆虫分泌而成的纤维或丝线状物体，比如蚕丝、蜘蛛丝等等。上述动物纤维也可称作蛋白纤维。天然纤维也可包括由上述植物纤维和蛋白纤维形成的混合纤维。

以上大部分植物纤维可来自于常年生的植物或农作物。纤维可从它们的果实（如棉，木棉）、壳类（如椰子）、树叶（比如剑麻、龙舌兰、马利筋、荨麻、棕榈、油棕榈等）、茎体（如苎麻、亚麻、黄麻、麻等）、或由其它部分提取或获取而来。所有以上植物或农作物通常可在国内外获取。

某些植物纤维主要取自植物的茎杆部分。它们也可称为茎杆、韧皮或表皮纤维。韧皮纤维通常包括红麻、黄麻、麻、亚麻、竹、芦苇等等。一般来说，韧皮纤维比叶类纤维要柔软。某些植物纤维常用作于纺织工业用纤维，包括棉花、亚麻、麻和黄麻等。

有些纤维植物，比如马利筋 (milkweeds)和荨麻 (Nettle) 实际上是常年生杂草。马利筋可包括普通马利筋、沼泽马利筋、艳丽马利筋、蝴蝶杂草等等。而荨麻可包括木质荨麻和无刺荨麻。以上两种杂草不如棉、黄麻、红麻、麻和剑麻那样广泛种植。由于含有较高的纤维素含量，荨麻与棉纤维一样具有较高的抗拉强度和纤维细度和成色。

与以上植物纤维不同，丝绸纤维是一种天然的蛋白纤维，它是由丝蚕分泌的幼虫茧而成。羊毛也是一种天然的蛋白纤维，主要来自羊和绵羊的绒毛和发毛。其它蛋白纤维可来自山羊、羊驼、骆驼、美洲驼、兔子等等。丝绸纤维、羊毛和其它蛋白纤维也可像植物纤维一样较易织成纺织品。

当纤维植物成熟时，可将天然纤维收割或收集在一起。与其它植物纤维相比，棉花不仅是最纯纤维素纤维而且收割成本最低。它也是产量最高、用途最广的植物纤维。通常，棉花纤维直接从棉的果实部分收集而来。所收集的植物纤维一般需要干燥来减低水分。然后，棉籽和棉纤维可通过棉籽分离机分离开来。初步分离的棉纤维可进一步通过一系列分离机器彻底除去棉籽。清理干净的棉纤维通常将其水分干燥至8% 至12%，然后包装成捆送至纺织厂。大部分蛋白纤维或许也和棉纤维一样较易收割和加工。

但是亚麻、黄麻、麻和其它植物纤维需要较高的成本和更多的劳动力收割和采集。除了像棉花一样清除籽类果实，这些植物纤维常需要经过一个沤浸（retting）过程进行加工处理。在这一过程中，纤维植物的茎杆通过浸水发酵以除去糖份，让纤维与它们分离开来。在沤浸过程中，腐蚀菌和细菌可加速糖类聚合物的分解，以便尽快将纤维从茎杆的表皮甚至芯层中分离出来。

上述沤浸方法可以分为露水沤浸和水沤浸。前者可将堆集的纤维植物露天贮放，通过露水进行纤维分离; 而后者将可纤维植物浸泡在水塘、小水溪、水箱或者水缸中来分离纤维。露水沤浸一般需要三至五星期来分离纤维，而水沤浸仅需四到十二天，取决于水的温度。上述沤浸方法可适合于亚麻、黄麻、红麻、麻等纤维植物。

通过沤浸处理后, 将所产生的纤维束的水分干燥至6% 到15%。干燥后的纤维束经过截断、清杂、梳理等工序进一步清除短纤维、残渣、杂草和其它杂物。对清理干净的天然纤维打包然后运送至纺纱车间或纺织厂。亚麻、黄麻、红麻和麻等纤维植物也可经过上述相似的工序分离出纤维。

对某些短小而纤细的天然纤维比如木纤维，竹纤维或芦苇纤维，可以采用不同的纤维分离法。较常用的是采用机械制浆方法。用石磨机、精磨机、双刀盘磨机等将木材、竹材或芦苇磨成纸浆。也可采用化学制浆、半化学制浆和生物降解制浆等方法对天然植物或农作物进行纤维分解。所制成的纸浆质纤维经过干燥处理并将其含水率控制在6% 至15% 之间。以上纤维分离方法也可适用于其它植物或农作物。

天然纤维纺织品既可由单一纤维织成，也可由混合纤维织成。比如即可用棉纤维织成棉布，也可用棉纤维与其它纤维（如亚麻、麻或红麻纤维）织成混纺布。混纺纤维可选用不同的比例。

通常以上天然纤维含有纤维素、木素、半纤维素和果胶。一般来说, 纤维素为纤维植物提供强度，而木素为其提供刚度和硬度。半纤维素和果胶则起到胶粘剂的作用，可将纤维素和木素联结成一个有机整体，并为纤维植物提供所需的刚度和硬度。市场上常用的植物纤维大都具有不同的纤维素含量, 它们还可能含有残留的木素和半纤维素。例如，麻和亚麻的纤维素含量大约为70%，棉纤维的纤维素大约为85% 到90%，苎麻大约为70%，谷类秸秆大约为40%，椰壳纤维大约30% 至40%。在本发明中所用的植物纤维其纤维素含量大约为20% 至95%，或者30% 至50%，或者60% 至80%。

植物纤维的纤维素纯度可直接影响一个纺织物的强度和柔软性。比如，棉织品比麻织品具有更好的柔软性，而剑麻织物比椰壳纤维植物具有更高的抗拉强度。

由于大部分提纯后的植物纤维由纤维素和木素组成，它们容易吸湿吸水。尽管蛋白纤维不含纤维素，木素和半纤维素，它们的组成成分也容易吸湿吸水。因此，大部分天然纤维织品都容易吸收水分，而且它容易遭受腐蚀菌、霉菌、昆虫和其它寄生物的侵蚀。

此外，半纤维素是一个耐久性较差的聚糖物质。一般来说，半纤维素含量高的植物纤维纺织物通常其耐久性比较差。

天然纤维纺织物常包括工业纺织产品。它们通常由织布机自动织成。所用的纤维可包括棉、亚麻、麻、黄麻、剑麻、苎麻、竹、皮纳、荨麻、甘蔗、木纤维、木棉、丝绸、羊毛等等。但是，天然纤维纺织物即可用手工织成, 也可用简易的纺织工具或手动纺织机纺织而成。

棉纤维柔软，短小并细腻。它的平均长度大约25mm。木棉纤维比棉纤维短小得多但更柔滑。木棉通常适于用填充材料。

韧皮纤维通常来自于纤维植物的茎秆或木质部位。麻布和亚麻布通常强而光滑。两者极易吸湿但也容易得到干燥。黄麻布较粗糙且强度不高；它在潮湿的条件下耐久性较差。竹纤维较短但容易吸湿。

羊毛是一种较受欢迎的动物纤维。但它具有不同的种类，纤维长度和质地。比如某些羊毛较长，其它羊毛较短；某些羊毛挺直，而其它羊毛卷曲。一般来说，短的羊毛具有细腻和波纹特征。其它动物纤维也具有相同的性质。

著名的动物纤维可包括马海毛、开司米、羊驼、安哥拉毛和丝绸。骆驼和山羊毛也可列于其中。这些纤维可能是粗糙或细腻，质硬或柔软，短小或细长。例如马海毛纤维比较强，大约250mm长，羊驼光泽度高卷曲小；而骆驼毛具有较好的耐磨性能。

天然纤维也可来源于再生纤维。再生纤维大都来自于植物或动物蛋白，比如玉米、大豆、花生和牛奶。其它再生纤维也可从木材、竹或其它植物的纤维素而制成。在纺纱前，人造丝(Rayon)和来赛尔(Lyocell)需要从纤维素提取并且转变成纸浆类纤维；而黄豆纤维直接来源于从大豆中抽提或除去大豆油以后而形成的豆类纤维。以上的再生纤维包括其它常用的商品名如天丝(Tencel)、醋酸盐纤维(Acetate)、莫德尔(Modal)、粘胶纤维(Viscose)等等。

通常大部分植物需要经过一个抽提制取过程来制取纤维材料。某些天然纤维比如棉纤维可直接通过手工或机械设备从棉树中收获，但是某些天然纤维需要通过沤浸过程从茎秆中或叶中抽提纤维。大部分动物纤维像棉纤维那样不需要经过纤维分离工序，但所收集的动物纤维需要清洗和除掉灰尘、土壤、砂等其它杂物，并在纺纱前进行烘干处理。

纺纱是重要的纺织工序之一。通常天然纤维需要先纺纱，然后织成布或其它纺织产品。在纺纱过程中不同长度的天然纤维被拉长并捻成一个连续的纺纱半成品。不同长度的天然纤维可被捻成s型纱或z型纱。两种纺纱具有不同的捻制方向，S型纺纱具有一个从左上角到右下角的捻制方向，但z型纺纱则是从右上角到左下角。所有纺纱通常打包打捆成卷或纺锤，然后适合在干冷的地方贮存。

在某些场合下，不同的纤维可混合在一起形成混纱。比如，较贵的纤维可与较便宜的纤维混合在一起以减少纺纱的成本。通常如果混合比例在重量上小于10%，所生成的混纱与纯的纺纱在质地和强度等方面基本上相同。

在一般场合下，天然纤维纺织品的编织结构通常包括经纱和纬纱。经纱一般强而坚实，纬纱相对较弱。但是经纱和纬纱也可以是同一种纺纱。

纺织可根据其层次结构分为单层、二层和多层纺纱。多层纺纱一般来说比单层纺纱更强而且形状更稳定。一个多层纺纱通常由多个单层纺纱组成，并且相邻的单层纺纱以相反的方向捻制并绞在一起，以便消除它们之间的应（压）力。另一方面，每个纺纱的层状厚度是可以变化的。这些纺纱可以设计为双层编织，三层编织等等。双层编织在厚度上是四层纺纱的两倍，而厚实编织又是双层编织的两倍之厚。

对天然纺织物来说，它们主要有三种编织方式，包括平纹(或虎斑)、斜纹和缎纹编织。平纹是一种最普遍的编织方式，在所有纺织品中高达80%。在平纹结构中，每一经纱与每一纬纱交叉以致经纱和纬纱在数量上是相等的。斜纹编织在纺织物中也比较流行。通常斜纹织物具有对角线的特征。斜纹的针法可以是2/1、1/2、2/2、1/3、3/1或其它设计。缎纹编织在结构上相似于不同规则的斜纹编织。具有缎纹编织图案的天然纤维纺织物，常用于无对角线的编织结构中。

天然纤维纺织物也可包括以下的编织结构：篮式编织、罗纹编织、华夫格编织、复合编织、蕾丝编织、绉纱编织、织机控制的双层编织、织机控制的多层编织等等。

通常在一纺织物品中，经纱和纬纱可相互垂直交叉，但它们也可形成不同的交叉角度，其角度位于0º至180º之间。经纱和纬纱可与该织物的对称轴形成不同的角度。比如两者可形成+15º/-15º、+30/-30º、+45º/-45º、+60º/-60、或+75º/-75°等等。

天然纤维除适用于工业生产外，也适合于手工编织。与其它纤维尤其是人造纤维相比，天然纤维具有良好的触摸和舒适感觉。

经纱和纬纱可以在纤维织物中同等使用，它们也可用于生产无纺布。在无纺布中，纺纱通常是无紊地缠结在一起。天然纤维或其纺纱在无纺布中可以是连续的，也可以是不连续的。与普遍纤维织物相比，无纺布通常柔软松弛得多，而且它的抗拉强度低，但价格便宜。

天然纤维织物通常需要经过漂白处理以便容易染色。也可先对天然纤维或纺纱进行漂白并染色，然后织成一个纺织物。上述两种方法在纺织工业中都比较流行。

天然纤维织物可被染成不同的颜色。比如，它的颜色可以是黑色、白色、红色、绿色、蓝色等等。但是，染色工序耗费时间和劳动力。在染色前，纤维织物需要经过漂白处理。所用的漂白剂可以是氯类漂白剂，也可以是双氧水。漂白过的纤维织物可提供均匀的背景颜色。但是有些天然纤维比较难以着色，需要在染色前经过多次预处理。而且某些纤维需要特别的染色配方。因此，染色有可能增加天然纤维织物的生产成本。

在本发明中，天然纤维织物最好不需经过染色处理，因为留在纤维表面上的染着剂有可能干扰或减弱交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂对纤维的胶合强度。纤维织物的颜色可由胶粘剂或普通涂料 (包括普通油漆) 提供。这些胶粘剂和涂料在颜色上可以是黑色、白色、红色、绿色、蓝色等等。

对本发明来说，天然纤维织物最好是原始本色，不需另外进行漂白和染色处理。直接使用本色的天然纤维织物具有以下优点：1）减少加工工序；2）去掉漂白剂和染色剂。它们很有可能是污染环境的化学试剂或化学物质，而且某些漂白剂和染色剂还可能对人体有毒；3）为交联聚乙酸乙烯树脂提供有利的表面胶粘环境；4）更重要的是，它可减少由于这些处理工序而需要的成本、费用和劳动力。

天然纤维织物品通常具有二维和平面结构的特征。它的厚度与宽度和长度相比小得很多，甚至可忽略不计。例如, 由棉或其它纤维织成的布匹在幅面尺寸上可达到几米甚至十几米，但是它的厚度大约为0.05 mm至6.5mm，或大约0.1mm至0.6mm，或大约0.7mm至1.3mm，或大约1.8mm至2.5mm，或大约3.2mm至3.8mm，或大约4.4mm至5.0mm，或大约5.3mm至6.1mm。

因为大部分天然纤维织物是由经纱和纬纱编织而成, 它们相互垂直或交叉成某一角度并相互交叉缠绕在一起。它们之所以能保持纤维织物的形状主要通过纤维或纺纱之间的机械固定。但是它们之间可以相互移动。因此大部分纺织品的形状和尺寸通常在使用中可能发生移动，甚至变形。

在某些场合下用户如有防腐、防霉菌、防虫蛀的要求, 可对天然纤维织物进行特殊的防腐处理。所用的化学防腐剂可包括以铜、锌、铬、砷、锡或钛等金属元素组成的化合物或复合物，或以硼、磷、氮、氯、硫或硅等非金属元素组成的化合物和复合物，或由以上化学物质组成的组合物或混合物。

例如，所用的防腐剂、杀虫剂、杀菌剂可包括氨基乙酸铜、氨基柠檬酸铜、含氨砷酸铜、含氨硼酸铜、含氨碳酸铜、氨或碱式铜四元(包括B型和D型) 、氨硫酸铜、砷酸锌等等。

或者, 也可包括某些对人体健康和自然环境毒性较低危害较小的防腐剂、杀虫剂、杀菌剂或抗菌剂。它们包括硫酸铜、硫酸锌、氯化锌、山梨酸钠、山梨酸钾、2-溴-2-硝基丙烷-1,3-二醇(溴酚)、硼酸、硼酸钠、二氧化氯、三氯生、二氯异氰酸钠、植物甘油、苯氧乙醇、乙基已基甘油、丙二醇等等。

本发明所用的防腐化学药剂 (包括防腐剂、杀虫剂、杀菌剂或抗菌剂) 主要是水溶性的。但是, 某些不水溶性的或油溶性的防腐化学药剂可通过加入共溶剂将它们直接转化成水可分散的溶液或乳液溶液。这些共溶剂通常包括阳性或阴性离子乳化剂、醇类溶剂、酯类溶剂、乙二醇或其它分散剂或胶粘剂等等。

将上述防腐化学药剂涂布或浸漬天然纤维纺织品, 待其干燥后在该纤维纺织品中形成一个防腐层。经过防腐处理后，以上防腐化学药剂既可在纤维织物的外表面上形成一个防腐层, 也可渗透或浸漬至纤维织物的内部在整个厚度上形成一个整体防腐层。

在本发明中，交联聚乙酸乙烯酯树脂胶粘剂主要用作天然纤维纺织品的保护涂层，并提高它们的防水性能和耐久性能。该胶粘剂通常是水溶性的乳液。它由聚乙酸乙烯树脂、催化剂、交联剂、染色剂或染料、表面活性剂、杀菌剂等等组成。聚乙酸乙烯酯树脂还可以包括聚乙烯醇，乙烯醋酸乙烯酯或其它共聚物。一般来说，交联聚乙酸乙烯酯是通过在乳液或树脂中的水分蒸发或逸出后而发生固化。

本发明所用的交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂可分为I类 (或甲类) 和Ⅱ类 (或乙类)胶粘剂。Ⅰ类胶粘剂可耐潮湿、耐水; Ⅱ类胶粘剂可耐潮湿, 但不能长期耐水。Ⅰ类和Ⅱ类交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂都可适用于本发明, 取决于产品的设计和应用场合。

本发明所用的交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂具有以下功能：它不仅可用作天然纤维纺织物的胶粘剂，也可作为表面涂料来保护天然纤维织物。作为表面涂料，交联聚乙酸乙烯酯不仅对天然纤维具有优良的粘合性，还可提高纤维纺织物的防水和抗紫外线性能。而且，交联聚乙酸乙烯酯可胶固住在织物表层上未固定的防腐剂，并与其形成化学螯合结构，从而大大减少它从纤维织物中浸出到自然环境中的机率。

在某些场合下，内部交联剂可用于交联聚乙酸乙烯酯中，包括丙烯酸（AA）、丙烯腈（AN）、丙烯酸丁酯（BA）、乙二醛、二醛乙二醛、戊二醛、六（甲氧基甲基）蜜胺（HMMM）、异丙醇、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、 N-异丁基甲基丙烯酰胺（NIBMA）、N-甲基丙烯酰胺（NMA）、天然橡胶胶乳、烷羟羧酸乙酯（如Veo Va 9和Veo Va 10）等等。

在某些场合下，其它的交联剂可以是乙酸乙烯酯（VAc）与上述内交联剂形成的混合物，它们包括VAc/BA、 VAc/NIBMA、 AVc/NMA、 VAc/AA/AN等等。

某些常用胶粘剂也可用作交联聚乙酸乙烯酯的外交联剂，包括脂肪族聚酯-酚醛树脂、聚异氰酸酯乳液、环氧树脂、糠醇改性的尿醛树脂、三聚氰胺树脂、三聚氰胺尿醛树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、联合二联苯甲烷二异氰酸酯树脂、聚异氰酸酯树脂、尿醛树脂等等。

交联聚乙酸乙烯酯所用的催化剂可以是: (1) 以金属离子为主或含金属的化合物，包括硝酸铬、硝酸铝、三氧化铁、三氧化锑、硝酸锆、重铬酸钾、髙氧酸铬、氧化钙、过硫酸钠、过硫酸钾、氧氯化锆、氯氧化钒、氯氧化铋等等; (2) 以非金属为主的化合物，包括过硫酸铵、过氧化氢、草酸、过硫酸叔丁酯等等; (3) 由以上化合物组成的组合物或混合物，或其它种类的化合物。

颜料或着色剂也可加入交联聚乙酸乙烯酯树脂之中。通常它约占交联聚乙酸乙烯酯重量的0.05% 到4%，或0.05% 到2%。常用的颜料是碳黑和二氧化钛。其它适用于交联聚乙酸乙烯酯的颜料也可选用灰、蓝、棕、红、黄、绿等颜色。当然，也可在交联聚乙酸乙烯酯中不加任何颜料或着色剂。

此外，也可在交联聚乙烯乙烯酯中添加其它添加剂。例如，可对其添加杀霉菌剂、杀腐蚀菌剂或杀虫剂，包括3-碘-2丙基丁基氨基甲酸酯、烷基二甲基苄基氯化铵、氨氧化锌、环烷酸铜、溴氰菊酯、氯化锌、氧化锌等等。所用的添加剂通常约占交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂重量的0.2% 到2% 或1% 到4%。

交联聚乙酸乙烯酯可以是双组份胶粘剂。例如，它的第一组份含有聚乙酸乙烯酯树脂乳液，而其第二组份仅含催化剂。使用时须将该两组份混合均匀。它也可以是单组份胶粘剂，其中催化剂已预先加入树脂乳液中。但是，双组份胶粘剂一般具有较好的抗湿强度和较长的活性期。本发明所用的交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂的固含量必须保持在15% 以上。

在天然纤维织物的表面上，每一交联聚乙酸乙烯酯涂层的涂布量大约是0.049kg/m² 到0.49 kg/m²，或 0.098 kg/m²到 0.195 kg/m²，或0.244 kg/m²到0.342 kg/m²。

当其干燥或固化后，交联聚乙酸乙烯酯涂层的干状厚度大约是0.0025到0.020cm，或0.030到0.060 cm，或0.070到0.100 cm。

所述的天然纤维纺织品用于室内时，所用交联聚乙酸乙烯酯保护涂层的弗鲁豪夫湿剪切强度等于或大于1.2 MPa（即175 psi）。所用交联聚乙酸乙烯酯可以是Ⅱ类胶粘剂。所述的天然纤维纺织品用于半露天的场合（即仅有部分的天然纤维纺织物被建筑物覆盖时）或室外条件下，所用交联聚乙酸乙烯酯保护涂层的弗鲁豪夫湿剪切强度等于或大于2.2MPa（即325 psi）。在该保护涂层干燥或固化后，也可在其上进一步涂布上述普通涂料，受保护的天然纤维织物适用于室外场合时。当交联聚乙酸乙烯酯用作底涂涂层时，它可以包括一层或二层底涂涂层。或者，当天然纤维织物用于室内时，可仅用一层交联聚乙酸乙烯酯涂层，而不需要在其上涂布普通涂料。特别是当天然纤维织物用于半露天或室外场合时，交联聚乙酸乙烯酯必须是Ⅰ类胶粘剂，并且其固化后的胶层必须具有较高的交联率。

在本发明中，交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂用作天然纤维纺织物的第一涂层以保持纤维织物的耐久性。本发明的新型涂层体系包括如下的涂层结构：1）交联聚乙酸乙烯酯用作第一涂层覆盖纤维织物；2）交联聚乙酸乙烯酯也可用作第二涂层并覆盖已固化的第一涂层；3）或者，交联聚乙酸乙烯酯用作纤维织物的底涂涂层(即第一涂层)，待其固化后，在其上涂布丙烯酸树脂并用作第二涂层；4）或者，在已固化的交联聚乙酸乙烯酯上涂布醇酸树脂；5）或者，环氧树脂用作第二涂层并覆盖已固化的交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂；6）或者，其它普通涂料包括沥青涂料，真漆，氨基甲酸乙酯，聚氨基甲酸乙酯，乳液聚合物异氰酸酯等用作外表涂层或表层涂层并覆盖已固化的交联聚乙酸乙烯酯底涂。上述前两种涂层结构是单一涂层，而后四种涂层结构属于混合涂层。

在涂布胶粘剂之前，纤维织物可先经过预热处理，以便胶粘剂更好地与纤维织物的植物或蛋白纤维或纺纱胶合在一起。

待涂布胶粘剂之后，可对被涂布的纤维织物进一步加热，以加速胶粘剂的固化。通过加热将交联聚乙酸乙烯酯涂层的表面温度増加到25℃至100℃。所用的加热能源可以是电、蒸汽、微波炉、红外加热、热水、太阳能、热油、陶瓷加热等等。当加热时，被涂布的纤维织物可连续的或周期性地通过一个使用上述热源的加热器。可将该加热器固定在距离涂层表面大约为1cm至90cm的地方。加热固化时间大约为数秒或十分钟。以上预热处理也可与上述的加热条件和装置相同。

由于大部分纤维织物是用机械方法固定纺纱，而且纺纱之间具有较大的间隙，交联聚乙酸乙烯酯可填充这些空隙，同时将邻近的纺纱胶合在一起。因此，纤维织物的强度和硬度得到提高。但是，因为本发明所用的交联聚乙酸乙烯酯具有较高的分子量和较长的分子链，它不能渗透入纺纱的纤维之中，只能被涂布在纤维织物的表面或表层上。这一特征可防止因胶粘剂过于渗透而产生表面涂层缺胶，并可能发生气泡、鼓泡、针眼等缺陷。

本发明所用的新型耐久化学组份主要包括交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂和普通涂料。该天然纤维织物可通过以下步骤制造或生产：首先, 需要对大部分采集纤维植物进行沤浸或制浆处理以便分离纤维。对其进行除尘、除杂、清洗、烘干等处理，并对以上天然纤维进行纺纱、漂白、染色, 再将所形成的纱绽织成布坯或其它纺织品；其次对以上天然纤维织物涂布交联聚乙酸乙烯酯涂层、覆盖该纤维纺织品。最后，涂上另一层交联聚乙酸乙烯酯或一层普通涂料，或涂布多层普通涂料。

或者, 如有特殊的防腐要求, 先对天然纤维织物进行防腐处理。然后对以上纤维织物涂布交联聚乙酸乙烯酯涂层、覆盖其防腐剂，并让该保护涂层干燥固化。固化后的交联聚乙酸乙烯酯保护涂层与防腐剂或防腐剂的有效成分形成螯合物，并将它们胶固在该纤维纺织品中。或者, 天然纤维纺织品也可不需使用防腐剂, 直接用以上的耐久化学组份对其进行涂布处理。因此，拥有上述涂层结构的天然纤维织物应具有良好的耐水和耐久性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明内容作进一步的说明，但不是对本发明的限定。

实施例 1

将棉、亚麻或帆布布帘表面涂布Ⅱ类交联聚乙酸乙烯树脂胶粘剂。该胶粘剂的固体含量大约是15%至60%。该布帘织物通过采用辊筒涂胶机涂布交联聚乙酸乙烯胶粘剂。其涂布量大约是0.108 kg/m²至0.646 kg/m²。涂胶后，用红外加热器加热胶粘剂涂层并使它固化，也可让它室温条件下自然固化。经涂布处理的布帘可用作窗帘，幕帘等等。也可用于有阳光照射或紫外线辐射的室内环境。

实施例 2

将帆布涂布I类交联聚乙酸乙烯胶粘剂。所用的胶粘剂固含量大约是40% 至 70%，而且它的最小弗鲁豪夫湿剪切强度必须是 2.2 MPa(即325 psi)。涂胶前，用红外加热器将该帆布预热使其表面温度达到30^oC至100^oC，然后通过一个辊筒涂胶机进行表面涂胶，所用的涂胶量大约是0.108 kg/m²至0.646 kg/m²。涂胶后，帆布通过另一个红外加热器在与上述相似的加温条件下让其固化。

然后，对它进一步涂布普通防水涂料（如丙烯酸树脂漆，醇酸树脂漆或沥青涂料）作为表面防护涂层。所用普通防水涂料的涂布量大约是0.108 kg/m²至0.646 kg/m²。并让该防水涂料完全干燥。上述经涂布处理的帆布可用作室外帐篷，船帆，覆盖防护层，屋顶，景观保护物等等。

实施例 3

一块衬垫织物由红麻、麻、黄麻、或椰壳纤维纺织而成。它也可由这些植物纤维混纺而成。比如，纤维混纺比例是红麻50%和椰壳纤维50%，或红麻50% 和椰壳纤维50%；或红麻50%和麻50%；或麻40%，黄麻30% 和椰壳纤维30%；或红麻40%，麻30% 和黄麻30%；或红麻25%，麻25%，黄麻25% 和椰壳纤维25%。该衬垫织物还可分别由人造丝、来赛尔、天丝、骆驼毛、羊毛纺织或混纺而成。该衬垫织物的含水量大约是6% 至20%。

对该衬垫织物涂刷或喷涂Ⅱ类交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂。涂胶量大约是0.108kg/m² 至 0.215 g/m²。该胶粘剂的固含量大约是20% 至60%，并且它的弗鲁豪夫湿剪切强度等于或大于1.2 MPa (即 175 psi)。当以上胶粘剂固化后，在其上进一步涂布普通涂料或油漆（如丙烯酸树脂漆、醇酸树脂漆、环氧树脂漆、沥青漆等等）。普通油漆涂漆量大约是0.108 kg/m² 至0.646 kg/m²。在油漆干燥后，所涂布的衬垫织物变得挺直坚硬，并具有良好的防水性和尺寸耐定性。上述衬垫织物适合于门垫和走廊垫等等。

实施例4

一个由纺纱织成的网状织物被用于本试验。它具有网格形状并且网格之间含有打结或节头。该网格织物可由棉、麻、黄麻、剑麻、亚麻等天然植物纤维织成，也可由这些植物纤维混纺而成。首先将网格织物在交联聚乙酸乙烯酯树脂中浸渍5至30分钟，并将其悬挂在空中沥干多余的胶粘剂，然后用辊压机进一步除去其表面多余的胶粘剂。并将它拉直悬挂进行干燥处理。该交联聚乙酸乙烯酯是I类胶粘剂, 其固含量大约是30% 至70%，并且它的最小弗鲁豪夫湿抗剪强度必须是 2.2 MPa (即325 psi )。

待交联聚乙酸乙烯酯固化后，在其表面上进一步涂布普通涂料（如丙烯酸树脂漆、醇酸树脂漆或沥青涂料等等）作为表面涂层。最后，让该网格织物完全干燥。经上述涂布处理的网格织物可用作景观保护物、屋顶保护物、足球网、手球网、橄榄球门网、篮球网、网球拦网等等。

实施例5

两种商品布类被用于本试验。一种是帆布，另一种是黄麻布，两者都采用平纹编织类型。帆布和黄麻布的厚度分别是0.38mm和0.76mm。帆布编织较密实，而黄麻布具有大约为1.59mm × 1.59mm的网状方空格。

每种布类被剪成10.2mm × 15.0mm形状。每片帆布大约重6g，而每片黄麻大约重4克。所有的布类中含有控制样品和涂布样品。控制样品无任何涂漆处理，而涂布样品先被刷涂一层I类交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂。待固化后，该胶粘剂在帆布和黄麻布上的干涂量分别占布样的干重的60% 和75%。

然后在固化后的帆布和黄麻布中分别取出一个布片，对其进一步刷涂丙烯酸树脂涂料。干燥后的丙烯酸树脂涂料约占布样干重的50%。所有涂布和未涂布的布样在室内贮放一星期。

将上述样品在室温中进行浸泡试验。将所有样品完全浸泡在水中，然后在1小时，12小时，24小时分别对每一布样称重，并比较其吸水前和吸水后的变化。

由表一可见，未涂布的帆布和黄麻布的布样24小时吸水率分别高达140% 和250%。但经过交联聚乙酸乙烯酯处理后可极大地降低它们的吸水率。

上述经过浸泡试验的样品在室内干燥一个星期后，将其放置在室外进行耐久耐候试验。所有样品被悬挂在一个悬空的绳索上，其间隙为大约7cm至10cm。

在室外放置一个月后，未涂布的帆布控制样品表面着色并有许多黑斑点霉菌。黄麻控制样品虽然没有霉菌，纤维呈蓬松状，并发生较大变形。所有受交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂保护的涂布样品表面无霉菌，无形状变化。而且被涂布的帆布和黄麻布样品保护它们挺直和硬度。

在露天条件下放置十个月后，未涂布的帆布继续霉变，表面蓬松，而未涂布的黄麻布样品开始褪色，纤维蓬松柔软。但是所有被交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂保护的帆布和黄麻布样品无变色、无霉菌、并完好地保持它们的形状和硬度。

实施例6

一块天然纤维衬垫织物，其幅面尺寸为30.5cm × 81.3cm。它由55% 黄麻纤维和45%棉纤维混纺而成，并且具有平纹编织形式。

首先将一半的衬垫涂刷I类交联聚乙酸乙烯酯树脂胶粘剂，而另一半作为控制部分。上述胶粘剂的最小弗鲁豪夫湿剪切强度必须是2.2 MPa，其涂布量大约为0.108 kg/m²至0.646 kg/m²。待胶粘剂固化后，将一半未涂布和一半已经涂布胶粘剂的部分分别涂布丙烯酸树脂漆，其涂漆量大约为0.108 kg/m² 至0.646 kg/m²。经交联聚乙酸乙烯酯树脂胶粘剂涂布的衬垫部分平直质硬，而未涂布胶粘剂的部分松柔易弯曲。待油漆干燥后，该衬垫织物在室内贮放一个星期。

然后将该衬垫织物挂在室外栏杆上进行耐候试验。在室外放置一个月后，未涂有任何涂料的衬垫部分其纤维开始褪色，并发生收缩变形；而受交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂保护的衬垫部分没有任何损坏，保持尺寸形状。在室外放置两个月后, 受胶粘剂保护的衬垫部分无任何变化，无褪色并保持挺直和硬度。在室外放置八个月后，未受胶粘剂保护的衬垫部分严重变形, 收缩率大约为20%，而且大部分纤维的涂料褪色流失。与此相比，受胶粘剂保护的衬垫部分无损坏、无褪色、无变形，并保持硬挺。

实施例7

一块平纹编织的麻纤维织物，其幅面尺寸为182.9cm × 76.2cm，并具有大约为0.48cm× 0.48cm的网状方空格。

首先将大约一半的麻纤维织物外表面涂布I类交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂底涂，其涂布量大约为0.387 kg/m²，并且上述胶粘剂的最小弗鲁豪夫湿剪切强度必须是2.2 MPa。然后，在干燥固化后的胶粘剂涂层上进一步涂布丙烯酸树脂漆，其涂布量大约为0.322 kg/m²。该丙烯酸树脂漆仅覆盖上述胶粘剂涂层的一半, 即它在面积上仅占麻纤维织物的四分之一。该麻纤维织物的另一半，其四分之一未涂布任何涂层并作为控制部分；另外四分之一被涂布丙烯酸树脂漆，其涂布量大约为0.387 kg/m²。待所有涂层干燥固化后，将该麻纤维织物在室内贮放一个星期。

然后将它放在室外草坪上进行耐候试验。在室外放置一个月后，未涂布的麻纤维织物其纤维开始褪色蓬松，并发生收缩变形；而受交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂保护的麻纤维织物保持完整的形状，无损坏、无变色、无霉菌和腐蚀菌侵蚀。

在室外放置八个月后，未涂布的麻纤维织物开始变皱变黑，并且该纤维织物大部分时间内呈潮湿状态，而无交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂底涂的丙烯酸树脂漆发生开裂和脱皮。受交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂保护的麻纤维织物无损坏、无变形、无变色、无霉菌和腐蚀菌侵蚀。上述试验结果进一步表明，受交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂保护的天然纤维织物具有良好的耐久性能。

Claims

1.一种用于天然纤维纺织品的耐久化学组份，其特征在于：它包括

（1）交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂，该胶粘剂覆盖并胶固于天然纤维纺织品的外部表面、它用作第一涂层或外表涂层；

所述的交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂至少由聚乙酸乙烯酯树脂，交联剂和催化剂组成，是I类或Ⅱ类树脂胶粘剂；

（2）并含有普通涂料，该涂料覆盖于已固化的交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂涂层表面、并用作第二涂层或外表涂层；

上述的普通涂料包括丙烯酸树脂、醇酸树脂、环氧树脂、真漆、胶乳漆、沥青涂料、聚酯树脂和聚氨酯树脂中的一种；

2.根据权利要求1所述的耐久化学组份，其特征在于：所述交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂的固含量等于或大于15%；

所述交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂的弗鲁豪夫湿剪切强度等于或大于1.2 MPa。

3.一种耐久天然纤维纺织品的制备方法，其特征在于：它通过如下步骤在天然纤维纺织品上形成含有耐久化学组份的涂层：

（2）第二涂层是另一层交联聚乙酸乙烯酯保护涂层，或者是普通涂料，

所述的交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂是I类或Ⅱ类树脂胶粘剂。

4.根据权利要求3所述的耐久天然纤维纺织品的制备方法，其特征在于：所述天然纤维纺织品上至少含有一层涂层, 并且该涂层至少覆盖或密封天然纤维纺织品的部分表面。

5. 根据权利要求3 所述的耐久天然纤维纺织品的制备方法，其特征在于：涂胶前天然纤维纺织品的含水率等于或小于20%。

6. 根据权利要求3 所述的耐久天然纤维纺织品的制备方法，其特征在于：所述的天然纤维纺织品预先经过防腐剂处理，用防腐剂涂布或浸漬天然纤维纺织品, 并为该纤维纺织品形成一个防腐层；

在防腐层之上进一步涂布交联聚乙酸乙烯酯保护涂层；固化后的交联聚乙酸乙烯酯保护涂层与防腐剂或防腐剂的有效成分形成螯合物，并将该防腐剂或其有效成分胶固在该纤维纺织品中。

7.根据权利要求6 所述的耐久天然纤维纺织品的制备方法，其特征在于：所述防腐剂包括以铜、锌、铬、砷、锡或钛金属元素组成的化合物或复合物，或以硼、磷、氮、氯、硫或硅非金属元素组成的化合物和复合物，或由以上化学物质组成的组合物或混合物。

8.一种含有耐久化学组份的天然纤维纺织品，其特征在于：所述的天然纤维纺织品至少包括交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂涂层；该胶粘剂涂层覆盖并胶固在天然纤维纺织品的表面；

所用的交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂在固化前必须含有聚乙酸乙烯酯树脂，交联剂和催化剂, 并且是I类或Ⅱ类树脂胶粘剂。

9.根据权利要求8所述的含有耐久化学组份的天然纤维纺织品，其特征在于：所述天然纤维纺织品用于室内环境时, 所用交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂的弗鲁豪夫湿剪切强度等于或大于1.2 MPa。

10. 根据权利要求8所述的含有耐久化学组份的天然纤维纺织品，其特征在于：所述天然纤维纺织品用于半露天或室外条件下，所用交联聚乙酸乙烯酯胶粘剂的弗鲁豪夫湿剪切强度等于或大于2.2 MPa。