CN110699964A - 一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，工艺流程为：织物浸轧成膜乳液‑烘干‑焙烘；成膜乳液主要由改性水性聚氨酯和水组成，改性水性聚氨酯是通过将单组分脂肪族水性聚氨酯与改性剂乳液超声共混制得的，改性剂为丙烯酸酯、乙亚胺或尿丁酮；浸轧的轧余率≥60％，焙烘的温度≥140℃；织物浸轧成膜乳液前还进行喷墨印花。本发明的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，简单易行，成本不高，适用范围较广，采用喷墨技术将防酸整理剂整理到织物上，相对于传统的浸轧或涂层工艺，不仅整理均匀，而且节约试剂、绿色环保、生产效率大大提高，通过浸轧水性聚氨酯整理液在织物表面形成连续的保护膜，提高织物防酸性能的持久性。
Description
技术领域
本发明属于功能织物技术领域，涉及一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法。
背景技术
随着经济建设步伐的加快，我国盐酸、硫酸、硝酸的年消耗量已达30万吨。由于酸有强烈的腐蚀性和渗透性，对生命及财产极易造成破坏，在酸的生产、销售、保管、使用和运输过程中常会发生由于喷酸、跑酸、冒酸、溅酸、渗酸等人身伤亡事故。纺织品的防酸整理是防护用纺织品的一种整理方式，它是以保护人体、建筑、设备等的安全性为目的。防酸的原理与防水、拒油的原理相似，一般酸液是以水为介质，其表面张力大于水的表面张力，因此，防酸与防水、拒油整理都是改变纤维的表面能，使其临界表面张力降低，增大接触角，使液体在表面呈圆珠状，防止织物表面被沾湿、润湿、渗透，并阻止毛细管效应，从而达到防酸、拒水、拒油的目的。目前对织物进行防酸整理的方法主要有纤维改性法和表面整理法。纤维改性法成本高，改性条件要求苛刻，目前主要停留在实验室及小规模生产中；而传统的表面整理法是将含有机氟的涂层剂或表面整理剂整理到织物上使其具备防酸性能，但被整理织物经过洗涤后，必须经过高温烘焙或熨烫，才能恢复其防护性能，此外，无论是使用有机氟整理剂还是无机整理剂，被整理织物经多次洗涤后，整理剂会被洗脱，织物失去防酸效果。
因此，研究一种提高防酸面料的防酸性能和功能持久性的方法具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中防酸面料的防酸性能和功能持久性不好的问题，提供一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法。
为达到上述目的，本发明采用的方案如下：
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，工艺流程为：织物浸轧成膜乳液-烘干-焙烘；
成膜乳液主要由改性水性聚氨酯和水组成，改性水性聚氨酯是通过将单组分脂肪族水性聚氨酯与改性剂乳液超声共混制得的，改性剂为丙烯酸酯、乙亚胺或尿丁酮；
浸轧的轧余率≥60％，焙烘的温度≥140℃。
水性聚氨酯(WPU)是以水代替传统的有机溶剂，让聚氨酯溶解于水或分散于水中而形成的一种聚氨酯树脂。由于水性聚氨酯不仅可以在水溶液中形成稳定的乳液，而且在水溶液中加入一定量的水性聚氨酯后流变性能基本没变化，因此水性聚氨酯可以被用于浸轧工艺。目前水性聚氨酯用于浸轧整理工艺的报道比较少，基本都为羊毛的防缩整理或棉织物的防皱整理，上述功能整理是通过浸轧-焙烘的方法，使水性聚氨酯固着在纤维表面，无论是对水性聚氨酯类型、用量的探讨，还是对浸轧工艺参数的探究都是以整理剂与织物之间的交联程度及对织物性能的影响为参照标准，并不考虑水性聚氨酯在织物表面的成膜情况，只是将水性聚氨酯作为一种新型功能整理剂来使用，因此其浸轧的轧余率往往相对较低，同时其也未关注焙烘的温度对水性聚氨酯在织物表面形态的影响。本发明通过控制浸轧的轧余率以及焙烘的温度实现了改性水性聚氨酯在织物表面的交联成膜，本发明浸轧的轧余率相对较高(≥60％)，使得织物表面含有足够的改性水性聚氨酯用于形成连续的膜，同时本发明探究了焙烘的温度与成膜效果的关联，发现焙烘温度不宜过低，否则会影响交联效率，使得成膜效果较差，因此确定焙烘温度≥140℃，本发明通过轧余率与焙烘温度相互配合，使得织物表面改性水性聚氨酯足量，且能够发生交联，最终在织物表面形成了连续膜，借助膜的封闭作用，防止酸性物质对织物的破坏，具有很好的防酸性能和功能持久性。
本发明的水性聚氨酯为单组分脂肪族水性聚氨酯，因为单组分脂肪族水性聚氨酯价格低廉，开桶即用，操作简便，耐老化性能，储存稳定性好，且在阳光照射时耐黄变性能优异，适用于纺织品整理领域。单组分水性聚氨酯整理到织物上后，在焙烘的条件下，单组分水性聚氨酯不仅发生自交联在织物表面成膜，而且还可以与织物纤维中的羟基、羧基发生交联反应，与织物更好地结合。
单组分水性聚氨酯虽然具有上述诸多优点，但也有胶膜耐水和耐溶剂性不佳、强度性能不够好等缺点，而聚丙烯酸酯乳液具有较好的耐水性、耐候性和耐化学药品性，但存在着硬度大、脆性大、柔韧性差等缺点，因此单组分水性聚氨酯和聚丙烯酸酯在性质上具有一定的互补作用。本发明对水性聚氨酯经过了改性处理，在超声的过程中水性聚氨酯能够与丙烯酸酯间的极性基团发生交联，从而克服各自的缺点，发挥各自的优势，使成膜乳液及膜的性能得到明显的改善，在超声的过程中乙亚胺或尿丁酮可以增大水性聚氨酯的分子量和交联程度，进而改善水性聚氨酯的性能，如不对水性聚氨酯进行改性处理，其使用量将显著增大，使得膜较厚且容易吸潮，同时交联效果也较差，影响防酸性和功能持久性。
目前报道涉及水性聚氨酯与丙烯酸酯机械搅拌、在水性聚氨酯聚合乳液中加入丙烯酸酯单体制得混合水性聚氨酯/聚丙烯酸酯聚合物乳液，同时还可以用种子聚合的方法。常规的机械搅拌交联程度不高，只是依赖于氢键及分子间作用力使丙烯酸酯与水性聚氨酯连接在一起，在存储的过程中容易分离，如果再加入无机整理剂，丙烯酸酯更多的是作为分散剂的存在；化学聚合的方法可以形成稳定改性水性聚氨酯，但是操作复杂，需要完成整个合成过程，丙烯酸酯基本都与水性聚氨酯发生交联，使得游离存在的丙烯酸酯含量较少，再加入无机整理剂起不到分散的作用；而本发明采用超声共混的方法，既能使丙烯酸酯、乙亚胺或尿丁酮与水性聚氨酯交联，又能保证较多游离存在的丙烯酸酯、乙亚胺或尿丁酮含量，以保证在后续加入无机整理剂时能充分分散无机整理剂，此外还能增加改性水性聚氨酯与织物的交联程度，从而提高与织物间的粘结性能。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，单组分脂肪族水性聚氨酯的固含量为30～50％，改性剂乳液的固含量为30～50％；改性水性聚氨酯中单组分脂肪族水性聚氨酯与改性剂乳液的质量比为5:1～1:1，改性剂乳液的含量不宜太高或太低，含量太低起不到分散改性的效果，含量太高，会发生自聚。
如上所述的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，超声共混的温度为50～70℃，功率为600～1000W，时间为1～3h；超声温度太低，所需时间长，超声温度太高，不容易控制反应过程，在本发明设定的温度及功率范围内，超声时间为1～3h，就可以达到对单组分脂肪族水性聚氨酯改性、分散的作用。
如上所述的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，成膜乳液是通过向改性水性聚氨酯中加入偶联剂、渗透剂和水，或者进一步地还加入有机氟整理剂后搅拌均匀制得的，搅拌的转速为1000～1500rpm，搅拌的时间为30～60min；改性水性聚氨酯和水能够形成稳定的乳化液。织物经有机氟试剂进行防酸整理后，织物表面会形成拒水、拒油、拒酸的含氟有机膜，该膜由高分子长链骨架、官能团和氟原子层三部分组成，与外层氟原子骨架相连的键受高温焙烘的热力作用而与织物面垂直挺立，并取向一致形成排列紧密的氟原子层，对液滴表面张力破坏极小，从而阻隔液体向织物组织渗透；然而，经洗涤后，含氟有机膜原有的内应力遭到破坏，氟键倒塌导致氟原子外层紧密的排列变得支离破碎，原有的阻隔层对液滴失效，使其渗透，只需通过施予热能，即能使氟原子重新挺立，恢复原有排列的氟原子层，其阻隔功能再生。无机防酸整理剂因对环境友好，对人体无害，目前也广被应用，但其与织物间的结合力较小，持久性问题有待解决，而本发明通过浸轧的方法在防酸整理织物表面形成一层连续透明的水性聚氨酯膜，不仅未改变织物原有的外观结构，并且避免了防酸织物洗涤后的高温整理过程或无机整理剂脱落问题。
如上所述的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，成膜乳液中各组分的浓度为：改性水性聚氨酯100～300g/L，偶联剂5～30g/L，渗透剂0～5g/L，有机氟整理剂0g/L或40～60g/L，水余量；硅烷偶联剂为KH系列，渗透剂为JFC系列。
如上所述的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为60～80％；二浸二轧可保证改性水性聚氨酯充分与织物结合，进而保证可形成连续的膜，因而作为本发明的优选，本发明的保护范围不限于此，一浸一轧同样适用于本发明，只是在个别情况下，可能会存在膜连续性差的问题；轧余率太小，织物上整理液的量会少，不仅影响成膜的连续性，还会使膜太薄，起不到保护织物的效果，轧余率太大，织物上整理液容易分布不匀，且成膜过厚，影响织物手感及外观结构，因而本发明的轧余率优选为60～80％；烘干的温度为80～100℃，烘干的时间为3～5min；焙烘的温度为140～170℃，焙烘的时间为90～120s；焙烘温度不宜太高或太低，焙烘温度太高，会导致织物强力、手感性能下降，焙烘温度太低，则会影响交联效率，使得成膜效果较差；焙烘时间不宜太长或太短，焙烘时间大于120s，织物强力降低，手感变硬，焙烘时间小于90s，改性水性聚氨酯自交联和与织物之间的交联程度不够，影响成膜连续性。
如上所述的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，所述焙烘后形成连续的膜，所述连续的膜的厚度为0.05～0.15mm，现有技术往往是通过涂层整理的方法形成连续的膜的，由于涂层需要粘合剂，因此涂层膜较厚，一般为0.1～0.5mm，影响织物外观及手感，而本发明是通过浸轧交联成膜的，由于浸轧工艺不需要使用额外的粘合剂，是通过焙烘过程成膜乳液中改性水性聚氨酯与织物发生交联来实现附着的，因此膜的厚度可以远低于现有技术，此外，本发明的浸轧交联成膜整理方法连续性好、生产效率高、设备要求简单，适合工业化生产；所述连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为40～70％。
如上所述的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，织物浸轧成膜乳液前还进行喷墨印花，喷墨印花采用防酸墨水，按重量份数计，防酸墨水中各组分及其含量为：纳米氧化锌20～40份，纳米疏水二氧化硅20～40份，水性聚氨酯10～15份，分散剂2～5份，水25～45份；
本发明采用喷墨技术将油墨型整理剂(防酸墨水)整理到织物上，相对于传统的涂层工艺，不仅整理均匀，而且节约试剂、绿色环保、生产效率大大提高，防酸墨水配方中采用的无机纳米颗粒(纳米氧化锌和纳米疏水二氧化硅)解决了常规整理剂分子量太大易堵塞的问题，水性聚氨酯有成膜的特性，固化后则可保证无机纳米颗粒固着在织物上，达到较好的整理效果，其中，纳米氧化锌的作用是通过纳米粒子构造表面粗糙度，降低织物的表面张力，增大酸与布的接触角。
如上所述的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，纳米氧化锌的平均粒径为20～50nm，纳米疏水二氧化硅的平均粒径为15～50nm，分散剂为丙三醇，丙三醇可以帮助纳米氧化锌和纳米疏水二氧化硅颗粒水性聚氨酯中的分散，防止聚集，织物表面防酸墨水的负载量为150～300g/m2。
如上任一项所述的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，防酸面料的硝酸接触角≥106°，盐酸接触角≥136°，硫酸接触角≥115°。
有益效果：
(1)本发明的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，简单易行，成本不高，适用范围较广；
(2)本发明的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，采用喷墨技术将防酸整理剂整理到织物上，相对于传统的浸轧或涂层工艺，不仅整理均匀，而且节约试剂、绿色环保、生产效率大大提高；
(3)本发明的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，将经过防酸整理的织物浸轧水性聚氨酯整理液在织物表面形成连续的保护膜，提高织物防酸性能的持久性。
附图说明
图1为本发明的方法制得的防酸面料的硝酸接触角测试结果示意图；
图2为本发明的方法制得的防酸面料的盐酸接触角测试结果示意图；
图3为本发明的方法制得的防酸面料的硫酸接触角测试结果示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，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。
实施例1
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤如下：
(1)制备改性单组分脂肪族水性聚氨酯：将单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1与丙烯酸酯乳液超声共混制得改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1，其中，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1的固含量为30％，丙烯酸酯乳液的固含量为30％；改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1中单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1与丙烯酸酯乳液的质量比为5:1；超声共混的温度为50℃，功率为800W，时间为2h；
(2)制备成膜乳液：向步骤(1)制得的改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1中加入硅烷偶联剂KH560、渗透剂JFC和水后搅拌均匀制得成膜乳液；成膜乳液中各组分的浓度为：改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1 100g/L，硅烷偶联剂KH560 5g/L，渗透剂JFC 2g/L，水余量；其中，搅拌的转速为1000rpm，搅拌的时间为30min；
(3)对织物进行整理形成连续的膜，即得防酸面料；整理的工艺流程为：浸轧成膜乳液-烘干-焙烘，其中，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为70％，烘干的温度为85℃，烘干的时间为3min，焙烘的温度为140℃，焙烘的时间为100s；
制得的连续的膜的厚度为0.05mm，连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为70％；制得的防酸面料的硝酸接触角为106°，盐酸接触角为136°，硫酸接触角为115°，这三种接触角的测试结果示意图，如图1～3所示。
对比例1
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤与实施例1基本相同，不同之处在于对比例1中步骤(3)的轧余率为40％，其制备的连续的膜的厚度为0.03mm，制得的防酸面料的硝酸接触角为102°，盐酸接触角为129°，硫酸接触角为110°，并且其成膜连续性不好，这是因为在对比例1中织物上的改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1太少，在该温度发下，可以与织物发生交联，但无法形成连续膜，导致无法完全借助膜的封闭作用，防止酸性物质对织物的破坏，该面料的防酸效果差。
对比例2
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤与实施例1基本相同，不同之处在于对比例2中步骤(3)的焙烘温度为200℃，在对比例2的焙烘条件下虽然也能够连续成膜，但整理后织物的手感明显发硬、织物强力下降，给服用造成不便，这是因为焙烘温度过高，织物承受张力过大，造成织物强力降低，并且树脂交联程度过快，容易让改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1在织物表面自交联，而与织物交联度降低，造成整理后织物手感变硬，且由于改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1与织物间的交联程度不够，在使用的过程中容易从织物上剥离，进而影响防酸效果的持久性。
对比例3
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤与实施例1基本相同，不同之处在于对比例3中步骤(3)的焙烘温度为110℃，其制备的整理后织物上连续的膜的厚度为0.05mm，其成膜连续性不好，并且改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1与织物间的交联程度较差，这是由于在该温度下改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1与织物的交联效率低，改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1大多发生物理干燥成膜过程，因膜的连续性不好，导致无法完全借助膜的封闭作用，防止酸性物质对织物的破坏，该面料的防酸效果差。
对比例4
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其过程与实施例1基本相同，不同之处在于对比例4的步骤(1)中单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1和丙烯酸酯采用机械式共混，制得的防酸面料的硝酸接触角为100°，盐酸接触角为125°，硫酸接触角为109°，且连续成膜性能较差，这是因为对比例4中采用的机械搅拌混合，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1与丙烯酸酯的交联程度不高，只是依赖于氢键及分子间作用力使丙烯酸酯与单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1连接在一起，在存储过程中容易分离，在成膜的过程丙烯酸酯不能起到交联作用，以致成膜连续性不好，导致无法完全借助膜的封闭作用，防止酸性物质对织物的破坏，该面料的防酸效果差。
实施例2
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤如下：
(1)制备改性单组分脂肪族水性聚氨酯：将单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B与乙亚胺乳液超声共混制得改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B，其中，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B的固含量为40％，乙亚胺乳液的固含量为40％；改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B中单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B与乙亚胺乳液的质量比为3:1；超声共混的温度为60℃，功率为800W，时间为2h；
(2)制备成膜乳液：向步骤(1)制得的改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B中加入硅烷偶联剂KH560和水后搅拌均匀制得成膜乳液；成膜乳液中各组分的浓度为：改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B 150g/L，硅烷偶联剂KH560 5g/L，水余量；其中，搅拌的转速为1200rpm，搅拌的时间为45min；
(3)对织物进行整理形成连续的膜，即得防酸面料；整理的工艺流程为：浸轧成膜乳液-烘干-焙烘，其中，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为60％，烘干的温度为80℃，烘干的时间为4min，焙烘的温度为160℃，焙烘的时间为120s；
制得的连续的膜的厚度为0.08mm，连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为55％；制得的防酸面料的硝酸接触角为107°，盐酸接触角为137°，硫酸接触角为117°。
实施例3
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤如下：
(1)制备改性单组分脂肪族水性聚氨酯：将单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618与尿丁酮乳液超声共混制得改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618，其中，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618的固含量为50％，尿丁酮乳液的固含量为50％；改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618中单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618与尿丁酮乳液的质量比为1:1；超声共混的温度为70℃，功率为800W，时间为2h；
(2)制备成膜乳液：向步骤(1)制得的改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618中加入硅烷偶联剂KH560、渗透剂JFC和水后搅拌均匀制得成膜乳液；成膜乳液中各组分的浓度为：改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618 200g/L，硅烷偶联剂KH560 30g/L，渗透剂JFC3g/L，水余量；其中，搅拌的转速为1500rpm，搅拌的时间为60min；
(3)对织物进行整理形成连续的膜，即得防酸面料；整理的工艺流程为：浸轧成膜乳液-烘干-焙烘，其中，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为80％，烘干的温度为100℃，烘干的时间为4min，焙烘的温度为165℃，焙烘的时间为90s；
制得的连续的膜的厚度为0.12mm，连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为40％；制得的防酸面料的硝酸接触角为108°，盐酸接触角为138°，硫酸接触角为118°。
实施例4
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤如下：
(1)制备改性单组分脂肪族水性聚氨酯：将单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B与丙烯酸酯乳液超声共混制得改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B，其中，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B的固含量为40％，丙烯酸酯乳液的固含量为40％；改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B中单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B与丙烯酸酯乳液的质量比为3:1；超声共混的温度为60℃，功率为800W，时间为2h；
(2)制备成膜乳液：向步骤(1)制得的改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B中加入硅烷偶联剂KH560、渗透剂JFC和水后搅拌均匀制得成膜乳液；成膜乳液中各组分的浓度为：改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B 300g/L，硅烷偶联剂KH560 20g/L，渗透剂JFC3g/L，水余量；其中，搅拌的转速为1150rpm，搅拌的时间为45min；
(3)对织物进行整理形成连续的膜，即得防酸面料；整理的工艺流程为：浸轧成膜乳液-烘干-焙烘，其中，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为65％，烘干的温度为90℃，烘干的时间为5min，焙烘的温度为170℃，焙烘的时间为95s；
制得的连续的膜的厚度为0.15mm；连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为58％，制得的防酸面料的硝酸接触角为109°，盐酸接触角为139°，硫酸接触角为120°。
实施例5
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤如下：
(1)制备改性单组分脂肪族水性聚氨酯：将单组分脂肪族水性聚氨酯AH-0201A与丙烯酸酯乳液超声共混制得改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-0201A，其中，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-0201A的固含量为45％，丙烯酸酯乳液的固含量为38％；改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-0201A中单组分脂肪族水性聚氨酯AH-0201A与丙烯酸酯乳液的质量比为4:1；超声共混的温度为65℃，功率为1000W，时间为1.5h；
(2)制备成膜乳液：向步骤(1)制得的改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-0201A中加入硅烷偶联剂KH560、渗透剂JFC和水后搅拌均匀制得成膜乳液；成膜乳液中各组分的浓度为：改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-0201A 120g/L，硅烷偶联剂KH560 10g/L，渗透剂JFC1g/L，水余量；其中，搅拌的转速为1350rpm，搅拌的时间为40min；
(3)对织物进行整理形成连续的膜，即得防酸面料；整理的工艺流程为：浸轧成膜乳液-烘干-焙烘，其中，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为60％，烘干的温度为80℃，烘干的时间为5min，焙烘的温度为155℃，焙烘的时间为105s；
制得的连续的膜的厚度为0.06mm，连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为60％；制得的防酸面料的硝酸接触角为110°，盐酸接触角为140°，硫酸接触角为122°。
实施例6
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤如下：
(1)制备改性单组分脂肪族水性聚氨酯：将单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618与尿丁酮乳液超声共混制得改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618，其中，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618的固含量为50％，尿丁酮乳液的固含量为45％；改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618中单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618与尿丁酮乳液的质量比为1:1；超声共混的温度为70℃，功率为800W，时间为1h；
(2)制备成膜乳液：向步骤(1)制得的改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618中加入硅烷偶联剂KH560、渗透剂JFC和水后搅拌均匀制得成膜乳液；成膜乳液中各组分的浓度为：改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618 200g/L，硅烷偶联剂KH560 20g/L，渗透剂JFC3g/L，水余量；其中，搅拌的转速为1450rpm，搅拌的时间为50min；
(3)对织物进行整理形成连续的膜，即得防酸面料；整理的工艺流程为：浸轧成膜乳液-烘干-焙烘，其中，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为80％，烘干的温度为100℃，烘干的时间为4min，焙烘的温度为165℃，焙烘的时间为90s；
制得的连续的膜的厚度为0.12mm，连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为40％；制得的防酸面料的硝酸接触角为107°，盐酸接触角为137°，硫酸接触角为119°。
实施例7
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤如下：
(1)制备改性单组分脂肪族水性聚氨酯：将单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B与丙烯酸酯乳液超声共混制得改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B，其中，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B的固含量为40％，丙烯酸酯乳液的固含量为40％；改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B中单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B与丙烯酸酯乳液的质量比为3:1；超声共混的温度为60℃，功率为600W，时间为3h；
(2)制备成膜乳液：向步骤(1)制得的改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B中加入硅烷偶联剂KH560、渗透剂JFC和水后搅拌均匀制得成膜乳液；成膜乳液中各组分的浓度为：改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B 150g/L，硅烷偶联剂KH560 5g/L，渗透剂JFC4g/L，水余量；其中，搅拌的转速为1200rpm，搅拌的时间为45min；
(3)对织物进行整理形成连续的膜，即得防酸面料；整理的工艺流程为：浸轧成膜乳液-烘干-焙烘，其中，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为60％，烘干的温度为65℃，烘干的时间为4min，焙烘的温度为160℃，焙烘的时间为120s；
制得的连续的膜的厚度为0.09mm，连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为50％；制得的防酸面料的硝酸接触角为110°，盐酸接触角为138°，硫酸接触角为121°。
实施例8
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤如下：
(1)制备改性单组分脂肪族水性聚氨酯：将单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B与丙烯酸酯乳液超声共混制得改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B，其中，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B的固含量为40％，丙烯酸酯乳液的固含量为40％；改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B中单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B与丙烯酸酯乳液的质量比为3:1；超声共混的温度为60℃，功率为800W，时间为2h；
(2)制备成膜乳液：向步骤(1)制得的改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B中加入硅烷偶联剂KH560、渗透剂JFC和水后搅拌均匀制得成膜乳液；成膜乳液中各组分的浓度为：改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B 250g/L，硅烷偶联剂KH560 5g/L，渗透剂JFC5g/L，水余量；其中，搅拌的转速为1150rpm，搅拌的时间为45min；
(3)对织物进行整理形成连续的膜，即得防酸面料；整理的工艺流程为：浸轧成膜乳液-烘干-焙烘，其中，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为70％，烘干的温度为100℃，烘干的时间为5min，焙烘的温度为140℃，焙烘的时间为95s；
制得的连续的膜的厚度为0.14mm，连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为56％；制得的防酸面料的硝酸接触角为112°，盐酸接触角为140°，硫酸接触角为123°。
实施例9
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤与实施例1基本相同，不同之处在于步骤(3)中采用的织物为经过喷墨印花后的织物，喷墨印花采用防酸墨水，按重量份数计，防酸墨水中各组分及其含量为：纳米氧化锌20份，纳米疏水二氧化硅20份，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1 10份，丙三醇2份，水25份；其中，纳米氧化锌的平均粒径为50nm，纳米疏水二氧化硅的平均粒径为50nm，织物表面防酸墨水的负载量为150g/m2；
制得的防酸面料的硝酸接触角为107°，盐酸接触角为136°，硫酸接触角为117°。
对比例5
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤与实施例9基本相同，不同之处在于对比例5中采用的喷墨印花的墨水不含有纳米氧化锌和纳米疏水二氧化硅，其制得的防酸面料的硝酸接触角为90°，盐酸接触角为100°，硫酸接触角为97°，将对比例5和实施例9进行对比可以看出，实施例9的防酸效果更好，这是由于喷墨设备可以根据所设置参数将纳米无机粒子均匀布置与织物表面，使得纳米粒子可以在织物表面形成特殊的纳米结构粗糙度，即仿荷叶效应，又因使用的纳米氧化锌，疏水纳米二氧化硅等无机颗粒，可以使得织物表面张力降低，防止酸液停留及腐蚀织物，而对比例5中的墨水因为不含有纳米氧化锌和纳米疏水二氧化硅，无法起到疏水作用，会降低面料的防酸效果。
实施例10
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤与实施例2基本相同，不同之处在于步骤(3)中采用的织物为经过喷墨印花后的织物，喷墨印花采用防酸墨水，按重量份数计，防酸墨水中各组分及其含量为：纳米氧化锌25份，纳米疏水二氧化硅25份，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B 11份，丙三醇3份，水30份；其中，纳米氧化锌的平均粒径为40nm，纳米疏水二氧化硅的平均粒径为40nm，织物表面防酸墨水的负载量为180g/m2；
制得的防酸面料的硝酸接触角为109°，盐酸接触角为137°，硫酸接触角为118°。
实施例11
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤与实施例3基本相同，不同之处在于步骤(3)中采用的织物为经过喷墨印花后的织物，喷墨印花采用防酸墨水，按重量份数计，防酸墨水中各组分及其含量为：纳米氧化锌30份，纳米疏水二氧化硅30份，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618 12份，丙三醇4份，水35份；其中，纳米氧化锌的平均粒径为30nm，纳米疏水二氧化硅的平均粒径为30nm，织物表面防酸墨水的负载量为220g/m2；
制得的防酸面料的硝酸接触角为110°，盐酸接触角为140°，硫酸接触角为121°。
实施例12
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤与实施例4基本相同，不同之处在于步骤(3)中采用的织物为经过喷墨印花后的织物，喷墨印花采用防酸墨水，按重量份数计，防酸墨水中各组分及其含量为：纳米氧化锌35份，纳米疏水二氧化硅35份，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B 13份，丙三醇4份，水40份；其中，纳米氧化锌的平均粒径为25nm，纳米疏水二氧化硅的平均粒径为20nm，织物表面防酸墨水的负载量为260g/m2；
制得的防酸面料的硝酸接触角为109°，盐酸接触角为140°，硫酸接触角为124°。
实施例13
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤与实施例5基本相同，不同之处在于步骤(3)中采用的织物为经过喷墨印花后的织物，喷墨印花采用防酸墨水，按重量份数计，防酸墨水中各组分及其含量为：纳米氧化锌40份，纳米疏水二氧化硅40份，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B 15份，丙三醇5份，水45份；其中，纳米氧化锌的平均粒径为20nm，纳米疏水二氧化硅的平均粒径为15nm，织物表面防酸墨水的负载量为300g/m2；
制得的防酸面料的硝酸接触角为110°，盐酸接触角为140°，硫酸接触角为125°。
实施例14
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤与实施例1基本相同，不同之处在于步骤(2)中的成膜乳液中进一步地还加入含氟丙烯酸酯，且成膜乳液中含氟丙烯酸酯的浓度为40g/L；
制得的防酸面料的硝酸接触角为110°，盐酸接触角为138°，硫酸接触角为120°。
实施例15
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤与实施例10基本相同，不同之处在于所采用的实施例2中的步骤(2)，其成膜乳液中进一步地还加入含氟丙烯酸酯，且成膜乳液中含氟丙烯酸酯的浓度为50g/L；
制得的防酸面料的硝酸接触角为110°，盐酸接触角为139°，硫酸接触角为123°。
实施例16
一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其步骤与实施例1基本相同，不同之处在于步骤(2)中的成膜乳液中进一步地还加入含氟丙烯酸酯，且成膜乳液中含氟丙烯酸酯的浓度为60g/L；
制得的防酸面料的硝酸接触角为110°，盐酸接触角为139°，硫酸接触角为121°。
Claims (10)
1.一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其特征是，工艺流程为：织物浸轧成膜乳液-烘干-焙烘；
成膜乳液主要由改性水性聚氨酯和水组成，改性水性聚氨酯是通过将单组分脂肪族水性聚氨酯与改性剂乳液超声共混制得的，改性剂为丙烯酸酯、乙亚胺或尿丁酮；
浸轧的轧余率≥60％，焙烘的温度≥140℃。
2.根据权利要求1所述的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其特征在于，单组分脂肪族水性聚氨酯的固含量为30～50％，改性剂乳液的固含量为30～50％；改性水性聚氨酯中单组分脂肪族水性聚氨酯与改性剂乳液的质量比为5:1～1:1。
3.根据权利要求1所述的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其特征在于，超声共混的温度为50～70℃，功率为600～1000W，时间为1～3h。
4.根据权利要求1所述的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其特征在于，成膜乳液是通过向改性水性聚氨酯中加入偶联剂、渗透剂和水，或者进一步地还加入有机氟整理剂后搅拌均匀制得的，搅拌的转速为1000～1500rpm，搅拌的时间为30～60min。
5.根据权利要求4所述的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其特征在于，成膜乳液中各组分的浓度为：改性水性聚氨酯100～300g/L，偶联剂5～30g/L，渗透剂0～5g/L，有机氟整理剂0g/L或40～60g/L，水余量；硅烷偶联剂为KH系列，渗透剂为JFC系列。
6.根据权利要求1所述的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其特征在于，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为60～80％；烘干的温度为80～100℃，烘干的时间为3～5min；焙烘的温度为140～170℃，焙烘的时间为90～120s。
7.根据权利要求1所述的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其特征在于，所述焙烘后形成连续的膜，所述连续的膜的厚度为0.05～0.15mm，所述连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为40～70％。
8.根据权利要求1所述的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其特征在于，织物浸轧成膜乳液前还进行喷墨印花，喷墨印花采用防酸墨水，按重量份数计，防酸墨水中各组分及其含量为：纳米氧化锌20～40份，纳米疏水二氧化硅20～40份，水性聚氨酯10～15份，分散剂2～5份，水25～45份。
9.根据权利要求8所述的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其特征在于，纳米氧化锌的平均粒径为20～50nm，纳米疏水二氧化硅的平均粒径为15～50nm，分散剂为丙三醇，织物表面防酸墨水的负载量为150～300g/m2。
10.根据权利要求1～9任一项所述的一种通过浸轧交联成膜制备防酸面料的方法，其特征在于，防酸面料的硝酸接触角≥106°，盐酸接触角≥136°，硫酸接触角≥115°。
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