CN110592959B - 一种汽车内饰自洁纺织材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车内饰材料领域，公开了一种汽车内饰自洁纺织材料及制备方法。包括如下制备过程：(1)将氨纶‑麻纤维复合织物浸润硅酸酯、乙醇和催化剂配制的分散液，制得湿织物；(2)将氟树脂微粉浸润银氨液后喷洒乙醛液，经热气流冲击悬浮，制成复合氟树脂微粉；(3)将聚氨酯、N,N‑二甲基甲酰胺、复合氟树脂微粉分散均匀，制得聚氨酯复合液；(4)将聚氨酯复合液高压喷雾于湿织物表面，干燥定型，制得汽车内饰自洁纺织材料。本发明制得的自清洁纺织材料抗菌性好，具有良好的疏水疏油性，自清洁功能显著，可广泛用于车顶内饰的面层，具有抗污、防水、抗菌、清洁方便等优点。

Description

一种汽车内饰自洁纺织材料及制备方法
技术领域
本发明涉及汽车内饰材料领域，公开了一种汽车内饰自洁纺织材料及制备方法。
背景技术
汽车内饰织物通常用来装饰汽车座椅套、座椅垫、车顶内饰、门板等，特别是汽车顶蓬内饰材料主要为布料，其在增加内饰的美观、舒适的同时，还主要起到隔绝噪音的作用。现有的汽车内饰面部为机织布、棉麻纤维布、竹纤维布、无纺网布等，底层为具有显著吸音效果的海绵层。
在汽车使用过程中，汽车内饰织物会不可避免地与水、油等污染物接触，且不易拆下来进行清洗，有可能发生霉变等危害。而且由于车顶内饰为具有一定缓冲性的材质，因此在开车窗时容易吸附灰尘，手指印等污渍难以清除。特别是吸烟后，车顶内饰吸附烟味，使得车内长期空气存在烟味。因此，研究具有自清洁功能的汽车内饰织物，成为一项热门课题。
目前，在自洁织物方面使用抗菌剂比较成熟，但对于防止污物污染则较难。已有技术人员通过在织物表面涂覆疏水疏油层来防止污物的污染。然而直接在织物上涂覆涂料，一方面会影响织物的舒适性；另一方面，由于车顶织物为微孔微布料，涂料容易脱落。特别是车顶内饰在清洁时容易使涂料掉落，影响持久自洁性。
中国发明专利申请号201310314271.X公开了一种自清洁布料，包括：从外往内设置有表层、基层、和内层，所述表层为抗污涂层，表层涂布于所述基层外侧，所述基层为织物层，为材料提供基本支撑，内层为抗菌涂层，涂布于基层内侧。通过上述方式，该发明防水防污布料具有抗污、防水、抗菌，清洁方便等优点，有着广泛的市场前景。
中国发明专利申请号201711500762.8公开了一种具有自清洁功能织物的制备方法，包括以下步骤，涂层浆的制备：取光稳定剂、聚氨酯、丁酮、受阻胺光稳定剂，混合均匀，静置至稳定备用；然后将壳聚糖负载在复合材料中，然后用丝棒将前处理后的聚氨酯涂层浆均匀刮涂在离型纸上，迅速与棕色仿皮绒涤纶织物贴合，用耐升华牢度仪烫印20～30s，常温下放置1～2h后剥去离型纸，再固化10～12h制得具有自清洁功能的聚氨酯仿皮织物。
根据上述，现有方案中用于汽车内饰的织物极易被污染，存在难以清洁的问题，而常规的技术方法是在织物表面涂覆疏水疏油涂层达到防治污染的目的，但涂层易导致织物的舒适性差，而且涂层易脱落，本发明提出了一种汽车内饰自洁纺织材料及制备方法，可有效解决上述技术问题。
发明内容
目前应用较广的汽车内饰，尤其是车顶内饰织物存在容易被污染、难以清洗的问题，以及现有直接涂层的织物存在手感差、涂料容易掉落的问题。
本发明通过以下技术方案解决上述问题：
一种汽车内饰自洁纺织材料的制备方法，制备的具体过程为：
(1)先将硅酸酯分散在乙醇中，然后加入催化剂，分散均匀，制成分散液，再将成卷的氨纶-麻纤维复合织物通过辊筒传输浸入分散液中，使分散液充分渗透织物，最后经刮刀滤去复合织物表面堆积多余的胶质物，制得湿织物；
(2)先将氟树脂微粉浸入银氨液中，然后捞出，使氟树脂微粉表面充分浸润银氨液，再喷洒过量的乙醛液，在气流悬浮机中利用热气流冲击悬浮，使氟树脂微粉表面形成银层，最后清洗干燥，制得复合氟树脂微粉；
(3)先将聚氨酯分散在N,N-二甲基甲酰胺有机溶剂中，然后加入步骤(2)制得的复合氟树脂微粉，高速分散均匀，得到聚氨酯复合液；
(4)先将步骤(1)得到的湿织物连续输送经过喷雾箱，然后在喷雾箱内将步骤(3)得到的聚氨酯复合液高压喷雾涂敷在湿织物表面，再经多组辊筒干燥定型，制得汽车内饰自洁纺织材料。
本发明将硅酸酯、催化剂和乙醇配制成分散液，通过控制催化剂的加入量，可以促进硅酸酯转化为凝胶，在弱碱性条件下得到胶质分散液，然后将复合织物浸入分散液中，使分散液充分渗透织物，分散液放置在槽中，槽内设置多组传输滚筒，保证在连续传输时织物浸润时间大于3min；取出后，湿织物内部渗透胶质状的分散液，表面通过刮刀刮去多余的分散液，留有涂层，即可得到表面具有硅酸酯水解物涂层的湿织物。作为发明的优选，步骤(1)所述硅酸酯为正硅酸丁酯、正硅酸乙酯中的一种，所述催化剂为氨水、乙二胺中的一种；所述分散液的各原料配比为，按重量份计，硅酸酯10重量份、乙醇50～150重量份，所述催化剂的加入量标准为控制分散液pH值维持在8～9；所述复合织物在分散液中的浸入时间大于3min。
氟树脂微粉不但具有良好的疏水性，而且表面包覆银后具有一定的杀菌功能，本发明为了制备表面包覆银的氟树脂微粉，首先在氟树脂微粉表面浸润银氨溶液，然后喷洒过量的乙醛液，在热环境下，乙醛可将银氨溶液中的银离子还原，使得氟树脂表面均匀包覆微银层，在保证氟树脂微粉疏水性的同时实现杀菌的目的，得到复合氟树脂微粉。作为本发明的优选，步骤(2)所述氟树脂微粉为常规的具有疏水功能的氟树脂，可为粒径50～100μm的聚四氟乙烯树脂微粉，所述银氨液为标准多伦试剂；所述热气流的温度为30～40℃。
本发明进一步将聚氨酯、复合氟树脂微粉先后加入N,N-二甲基甲酰胺中制成复合液，然后高压喷雾于湿织物表面，通过高压喷涂，使聚氨酯复合液更加有利于渗透在织物上，利用聚氨酯液和湿织物表面硅酸酯水解物涂层的相互渗透，形成紧密的连接，从而使得涂层不易脱落；同时，聚氨酯复合液中分散有包覆银微层的氟树脂微粉，不但具有抗菌性，而且表现为优异的疏水性，在后续干燥时，硅酸酯水解物进一步形成微孔二氧化硅，进而复合聚氨酯后形成微细粗糙度，表现出优异的疏水疏油功能，最终得到具有良好自清洁功能的纺织材料。另外，聚氨酯复合液的喷涂量以织物表面不堆积复合液为准。作为本发明的优选，步骤(3)所述各原料配比为，按重量份计，聚氨酯20～30重量份、N,N-二甲基甲酰胺100～110重量份、复合氟树脂微粉3～8重量份；所述高压喷雾的压力为0.8～1.2MPa，聚氨酯复合液的喷涂量为50～60g/m2；所述辊筒干燥的辊筒组数为4～6组，温度为80～100℃。
公知的，现有得到防污、自洁织物主要是通过直接涂敷防污涂料和抗菌材料，然而，由于布料为微孔，涂覆的涂料极容易脱落失效，特别是在清洗擦拭时涂层极易损伤。为此，本发明通过在织物预先浸入硅酸酯水解物，然后在保持湿润时，进一步喷涂聚氨酯复合液，通过聚氨酯液和硅酸酯水解物相互渗透，形成紧密的连接，从而使得涂层不易脱落。进一步，聚氨酯复合液中分散有包覆银微层的氟树脂微粉，不但具有抗菌性，而且表现为优异的疏水性，在后续干燥时，硅酸酯水解物形成微孔二氧化硅，在复合了聚氨酯后形成微细粗糙度，其表现为优异的疏水疏油功能。
本发明提供的一种汽车内饰自洁纺织材料及制备方法，将硅酸酯分散在乙醇中，加入催化剂配制分散液，然后将成卷的氨纶-麻纤维复合织物通过辊筒传输浸入分散液，使分散液充分渗透织物，然后经刮刀滤去复合织物表面堆积多余的胶质物，得到湿织物；将氟树脂微粉浸入银氨液，捞出，使氟树脂微粉表面浸润银氨液，然后喷洒过量的乙醛液，在气流悬浮机中利用热气流冲击悬浮，使氟树脂微粉表面形成银层，清洗干燥，得到复合氟树脂微粉；将聚氨酯分散在N，N-二甲基甲酰胺机溶剂中，加入复合氟树脂微粉高速分散得到聚氨酯复合液；将湿织物连续输送经过喷雾箱，在喷雾箱内，将聚氨酯复合液高压喷雾涂敷在湿织物表面，然后经多组辊筒干燥定型，即可。
本发明提供了一种汽车内饰自洁纺织材料及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1、提出了利用高压喷雾工艺制备汽车内饰自洁纺织材料的方法。
2、通过聚氨酯液和硅酸酯水解物在复合织物表面相互渗透，形成紧密的连接，从而使得涂层不易脱落；同时，聚氨酯复合液中分散的包覆银微层的氟树脂微粉，赋予了复合植物良好的抗菌性和疏水性；另外，硅酸酯水解物形成微孔二氧化硅复合聚氨酯后形成微细粗糙度，进一步提升了复合植物的疏水疏油功能。
3、本发明得到的织物难以附着水、油、灰尘等，即使粘附了油、灰尘等，通过轻弹、或擦拭即可清楚，具有显著的自洁功能。同时，由于分散有微银层的微粒，具有一定的抗菌性。
4、本发明制得的自清洁纺织材料可广泛用于车顶内饰的面层，具有抗污、防水、抗菌，清洁方便等优点。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
(1)先将硅酸酯分散在乙醇中，然后加入催化剂，分散均匀，制成分散液，再将成卷的氨纶-麻纤维复合织物通过辊筒传输浸入分散液中，使分散液充分渗透织物，最后经刮刀滤去复合织物表面堆积多余的胶质物，制得湿织物；硅酸酯为正硅酸丁酯；催化剂为氨水；复合织物在分散液中的浸入时间为6min；
分散液的各原料配比为，按重量份计，硅酸酯10重量份、乙醇90重量份，催化剂的加入量标准为控制分散液pH值维持在8.5；
(2)先将氟树脂微粉浸入银氨液中，然后捞出，使氟树脂微粉表面充分浸润银氨液，再喷洒过量的乙醛液，在气流悬浮机中利用热气流冲击悬浮，使氟树脂微粉表面形成银层，最后清洗干燥，制得复合氟树脂微粉；氟树脂微粉为平均粒径70μm的聚四氟乙烯树脂微粉；银氨液为标准多伦试剂；热气流的温度为36℃；
(3)先将聚氨酯分散在N,N-二甲基甲酰胺有机溶剂中，然后加入步骤(2)制得的复合氟树脂微粉，高速分散均匀，得到聚氨酯复合液；
各原料配比为，按重量份计，聚氨酯26重量份、N,N-二甲基甲酰胺103重量份、复合氟树脂微粉7重量份；
(4)先将步骤(1)得到的湿织物连续输送经过喷雾箱，然后在喷雾箱内将步骤(3)得到的聚氨酯复合液高压喷雾涂敷在湿织物表面，再经多组辊筒干燥定型，制得汽车内饰自洁纺织材料；高压喷雾的压力为0.9MPa；聚氨酯复合液的喷涂量为56g/m2；辊筒干燥的辊筒组数为5组，温度为88℃。
实施例2
(1)先将硅酸酯分散在乙醇中，然后加入催化剂，分散均匀，制成分散液，再将成卷的氨纶-麻纤维复合织物通过辊筒传输浸入分散液中，使分散液充分渗透织物，最后经刮刀滤去复合织物表面堆积多余的胶质物，制得湿织物；硅酸酯为正硅酸乙酯；催化剂为、乙二胺；复合织物在分散液中的浸入时间为4min；
分散液的各原料配比为，按重量份计，硅酸酯10重量份、乙醇70重量份，催化剂的加入量标准为控制分散液pH值维持在8；
(2)先将氟树脂微粉浸入银氨液中，然后捞出，使氟树脂微粉表面充分浸润银氨液，再喷洒过量的乙醛液，在气流悬浮机中利用热气流冲击悬浮，使氟树脂微粉表面形成银层，最后清洗干燥，制得复合氟树脂微粉；氟树脂微粉为平均粒径60μm的聚四氟乙烯树脂微粉；银氨液为标准多伦试剂；热气流的温度为32℃；
(3)先将聚氨酯分散在N,N-二甲基甲酰胺有机溶剂中，然后加入步骤(2)制得的复合氟树脂微粉，高速分散均匀，得到聚氨酯复合液；
各原料配比为，按重量份计，聚氨酯23重量份、N,N-二甲基甲酰胺108重量份、复合氟树脂微粉5重量份；
(4)先将步骤(1)得到的湿织物连续输送经过喷雾箱，然后在喷雾箱内将步骤(3)得到的聚氨酯复合液高压喷雾涂敷在湿织物表面，再经多组辊筒干燥定型，制得汽车内饰自洁纺织材料；高压喷雾的压力为0.9MPa；聚氨酯复合液的喷涂量为52g/m2；辊筒干燥的辊筒组数为4组，温度为85℃。
实施例3
(1)先将硅酸酯分散在乙醇中，然后加入催化剂，分散均匀，制成分散液，再将成卷的氨纶-麻纤维复合织物通过辊筒传输浸入分散液中，使分散液充分渗透织物，最后经刮刀滤去复合织物表面堆积多余的胶质物，制得湿织物；硅酸酯为正硅酸丁酯；催化剂为乙二胺；复合织物在分散液中的浸入时间为7min；
分散液的各原料配比为，按重量份计，硅酸酯10重量份、乙醇120重量份，催化剂的加入量标准为控制分散液pH值维持在9；
(2)先将氟树脂微粉浸入银氨液中，然后捞出，使氟树脂微粉表面充分浸润银氨液，再喷洒过量的乙醛液，在气流悬浮机中利用热气流冲击悬浮，使氟树脂微粉表面形成银层，最后清洗干燥，制得复合氟树脂微粉；氟树脂微粉为平均粒径90μm的聚四氟乙烯树脂微粉；银氨液为标准多伦试剂；热气流的温度为36℃；
(3)先将聚氨酯分散在N,N-二甲基甲酰胺有机溶剂中，然后加入步骤(2)制得的复合氟树脂微粉，高速分散均匀，得到聚氨酯复合液；
各原料配比为，按重量份计，聚氨酯27重量份、N,N-二甲基甲酰胺102重量份、复合氟树脂微粉7重量份；
(4)先将步骤(1)得到的湿织物连续输送经过喷雾箱，然后在喷雾箱内将步骤(3)得到的聚氨酯复合液高压喷雾涂敷在湿织物表面，再经多组辊筒干燥定型，制得汽车内饰自洁纺织材料；高压喷雾的压力为1.1MPa；聚氨酯复合液的喷涂量为58g/m2；辊筒干燥的辊筒组数为6组，温度为95℃。
实施例4
(1)先将硅酸酯分散在乙醇中，然后加入催化剂，分散均匀，制成分散液，再将成卷的氨纶-麻纤维复合织物通过辊筒传输浸入分散液中，使分散液充分渗透织物，最后经刮刀滤去复合织物表面堆积多余的胶质物，制得湿织物；硅酸酯为正硅酸乙酯；催化剂为氨水；复合织物在分散液中的浸入时间为4min；
分散液的各原料配比为，按重量份计，硅酸酯10重量份、乙醇50重量份，催化剂的加入量标准为控制分散液pH值维持在8；
(2)先将氟树脂微粉浸入银氨液中，然后捞出，使氟树脂微粉表面充分浸润银氨液，再喷洒过量的乙醛液，在气流悬浮机中利用热气流冲击悬浮，使氟树脂微粉表面形成银层，最后清洗干燥，制得复合氟树脂微粉；氟树脂微粉为平均粒径50μm的聚四氟乙烯树脂微粉；银氨液为标准多伦试剂；热气流的温度为30℃；
(3)先将聚氨酯分散在N,N-二甲基甲酰胺有机溶剂中，然后加入步骤(2)制得的复合氟树脂微粉，高速分散均匀，得到聚氨酯复合液；
各原料配比为，按重量份计，聚氨酯20重量份、N,N-二甲基甲酰胺110重量份、复合氟树脂微粉3重量份；
(4)先将步骤(1)得到的湿织物连续输送经过喷雾箱，然后在喷雾箱内将步骤(3)得到的聚氨酯复合液高压喷雾涂敷在湿织物表面，再经多组辊筒干燥定型，制得汽车内饰自洁纺织材料；高压喷雾的压力为0.8MPa；聚氨酯复合液的喷涂量为50g/m2；辊筒干燥的辊筒组数为4组，温度为100℃。
实施例5
(1)先将硅酸酯分散在乙醇中，然后加入催化剂，分散均匀，制成分散液，再将成卷的氨纶-麻纤维复合织物通过辊筒传输浸入分散液中，使分散液充分渗透织物，最后经刮刀滤去复合织物表面堆积多余的胶质物，制得湿织物；硅酸酯为正硅酸丁酯；催化剂为氨水；复合织物在分散液中的浸入时间为8min；
分散液的各原料配比为，按重量份计，硅酸酯10重量份、乙醇150重量份，催化剂的加入量标准为控制分散液pH值维持在9；
(2)先将氟树脂微粉浸入银氨液中，然后捞出，使氟树脂微粉表面充分浸润银氨液，再喷洒过量的乙醛液，在气流悬浮机中利用热气流冲击悬浮，使氟树脂微粉表面形成银层，最后清洗干燥，制得复合氟树脂微粉；氟树脂微粉为平均粒径100μm的聚四氟乙烯树脂微粉；银氨液为标准多伦试剂；热气流的温度为40℃；
(3)先将聚氨酯分散在N,N-二甲基甲酰胺有机溶剂中，然后加入步骤(2)制得的复合氟树脂微粉，高速分散均匀，得到聚氨酯复合液；
各原料配比为，按重量份计，聚氨酯30重量份、N,N-二甲基甲酰胺100重量份、复合氟树脂微粉8重量份；
(4)先将步骤(1)得到的湿织物连续输送经过喷雾箱，然后在喷雾箱内将步骤(3)得到的聚氨酯复合液高压喷雾涂敷在湿织物表面，再经多组辊筒干燥定型，制得汽车内饰自洁纺织材料；高压喷雾的压力为1.2MPa；聚氨酯复合液的喷涂量为60g/m2；辊筒干燥的辊筒组数为6组，温度为80℃。
对比例1
对比例1没有预先制取湿织物，而是直接喷涂聚氨酯复合液，其他与实施例1相同，制得的纺织材料的初始疏水角和疏油角，以及搓揉50次后的疏水角和疏油角如表1所示。
测试后可知，对比例1由于未能由硅酸酯水解物二氧化硅辅助形成微细粗糙度，其疏水疏油效果降低，而且涂层容易脱落.
对比例2
对比例2为空白样品，为未经任何处理的同批次氨纶-麻纤维。
上述性能指标的测试方法为：
取同批次的氨纶-麻纤维作为处理样品，经实施例1-5对比例1处理后进行疏水疏油性、图层牢固度的测试。采用接触角测试仪，分别测试样品与去离子水、大豆油的初始接触角，以判定疏水疏油性；然后用手将样品搓揉50次，再次测试样品与去离子水、大豆油的初始接触角，以判定脱层脱落性能。如表1所示。
表1：
Figure BDA0002180257290000091
Figure BDA0002180257290000101

Claims (10)

1.一种汽车内饰自洁纺织材料的制备方法，其特征在于，制备的具体过程为：
(1)先将硅酸酯分散在乙醇中，然后加入催化剂，分散均匀，制成分散液，再将成卷的氨纶-麻纤维复合织物通过辊筒传输浸入分散液中，使分散液充分渗透织物，最后经刮刀滤去复合织物表面堆积多余的胶质物，制得湿织物；
(2)先将氟树脂微粉浸入银氨液中，然后捞出，使氟树脂微粉表面充分浸润银氨液，再喷洒过量的乙醛液，在气流悬浮机中利用热气流冲击悬浮，使氟树脂微粉表面形成银层，最后清洗干燥，制得复合氟树脂微粉；
(3)先将聚氨酯分散在N,N-二甲基甲酰胺有机溶剂中，然后加入步骤(2)制得的复合氟树脂微粉，高速分散均匀，得到聚氨酯复合液；
(4)先将步骤(1)得到的湿织物连续输送经过喷雾箱，然后在喷雾箱内将步骤(3)得到的聚氨酯复合液高压喷雾涂敷在湿织物表面，再经多组辊筒干燥定型，制得汽车内饰自洁纺织材料。
2.根据权利要求1所述一种汽车内饰自洁纺织材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述硅酸酯为正硅酸丁酯、正硅酸乙酯中的一种，所述催化剂为氨水、乙二胺中的一种。
3.根据权利要求1所述一种汽车内饰自洁纺织材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述分散液的各原料配比为，按重量份计，硅酸酯10重量份、乙醇50～150重量份，所述催化剂的加入量标准为控制分散液pH值维持在8～9。
4.根据权利要求1所述一种汽车内饰自洁纺织材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述复合织物在分散液中的浸入时间大于3min。
5.根据权利要求1所述一种汽车内饰自洁纺织材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述氟树脂微粉为粒径10-50μm的聚四氟乙烯树脂微粉；所述银氨液为标准多伦试剂。
6.根据权利要求1所述一种汽车内饰自洁纺织材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述热气流的温度为30～40℃。
7.根据权利要求1所述一种汽车内饰自洁纺织材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述各原料配比为，按重量份计，聚氨酯20～30重量份、N,N-二甲基甲酰胺100～110重量份、复合氟树脂微粉3～8重量份。
8.根据权利要求1所述一种汽车内饰自洁纺织材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)所述高压喷雾的压力为0.8～1.2MPa，聚氨酯复合液的喷涂量为50～60g/m2。
9.根据权利要求1所述一种汽车内饰自洁纺织材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)所述辊筒干燥的辊筒组数为4～6组，温度为80～100℃。
10.权利要求1～9任一项所述方法制备得到的一种汽车内饰自洁纺织材料。
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