CN110960994A - 一种提高无纺布亲水性能的表面处理剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高无纺布亲水性能的表面处理剂及其制备方法，本发明所述的方法包括以下步骤：L ipozyme TLIM的活化；分子筛脱水；反应体系脱水；菊糖、几内酯，在45‑50℃，在500‑600rmp转速下搅拌1‑2h，加入L ipozyme TLIM，反应3‑4h后，加入分子筛，继续反应30‑40h，得改性菊糖；将改性菊糖配制成水溶液，得表面处理剂。本发明制备的表面处理剂可以显著地降低无纺布的静态接触角，增加了无纺布的亲水性能。

Description

一种提高无纺布亲水性能的表面处理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种箱包中使用的面料的处理剂及其制备方法，特别涉及一种提高无纺布亲水性能的表面处理剂及其制备方法。
背景技术
无纺布又称不织布，是由定向的或随机的纤维而构成。因具有布的外观和某些性能而称其为布。无纺布具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再用等特点。
如常用的聚丙烯(PP)无纺布成本低，重量轻，耐腐蚀及化学稳定性好，获得广泛应用，但是无纺布本身由于表面不含极性基团，使得其亲水效果较差。如在做背包衬里材料时，由于背包要求有一定的支撑强度，无纺布衬里需要与其他材料粘合，但是这种粘合后的衬里不耐水洗，水洗后容易与其粘合的材料分离，造成背包鼓泡。
目前改变无纺布的性能方法之一是通过在表面制备亲水的膜，使得无纺布具有一定的粘合强度，如《聚乙烯醇改性无纺布的制备及表征》中利用聚乙烯醇表面含有大量的羟基，改进无纺布的亲水性能。但是该方法使用的是利用戊二醛交联剂对无纺布表面改性，而交联剂的使用，以造成物料的僵化。
《新型绿色糖基表面活性剂的合成与性能研究》中提供了糖基改性的表面活性剂的方法，糖基改性的表面活性剂相较于传统的两性表面活性剂，具有更好地HLB值。
此外，《基于疏水化修饰菊糖的纳米粒的制备及性质研究》中给出了疏水化菊糖改性的制备方法，但是该方法中使用的月桂酸接枝，由于月桂酸碳链较长，故合成的改性菊糖更利于形成核壳结构，成膜效果较差。
发明内容
发明目的：本发明提供了一种提高无纺布亲水性能的表面处理剂的制备方法，经过该表面处理剂处理后的无纺布可提高与其他材料的粘合性能，增加了材料的耐水洗性能。本发明的另一目的是提供了利用该方法制备的表面处理剂。
技术方案：本发明一种提高无纺布亲水性能的表面处理剂的制备方法，包括以下步骤：(a)L ipozyme TLIM的活化：将浓度为0.1-0.2mol/L pH值为7.5的磷酸盐缓冲液加到L ipozyme TLIM上，搅匀，浸泡，冻干；
(b)分子筛脱水：将分子筛于180-200℃烘箱内烘干2-3h，置于干燥器中冷却后，得脱水后分子筛；
(c)反应体系脱水：将步骤(b)中得到的分子筛与叔丁醇同时加入带塞磨口锥形瓶中，室温下在100-150rmp搅拌，脱水40-48h，滤去分子筛，得脱水叔丁醇；
(d)在步骤(c)得到的叔丁醇中加入1-2重量份菊糖、1-2重量份几内酯，在45-50℃，在500-600rmp转速下搅拌1-2h，随后加入步骤(a)中得到的L ipozyme TLIM，反应3-4h后，加入分子筛，继续反应30-40h；
(e)对步骤(d)中得到的反应物进行减压浓缩，利用乙醇沉淀，洗涤，烘干，得改性菊糖；
(f)将步骤(e)得到的改性菊糖配制成水溶液，得表面处理剂。
优选地，步骤(a)中，所述浸泡的时间为6-7h。
优选地，步骤(c)中，所述分子筛与叔丁醇的质量体积比为1-2:50-100g/ml。
优选地，步骤(d)中，所述菊糖与所述叔丁醇的重量份比为1-2:20-30。
优选地，步骤(d)中，所述L ipozyme TLIM与菊糖的质量比为0.1-0.3:1-2。
优选地，步骤(d)中，所述分子筛与菊糖的质量比为0.1-0.5:1-2。
优选地，步骤(f)中，所述表面处理剂为质量浓度为0.5-1.5％的改性菊糖。
将上述方法制备的表面处理剂用于无纺布的改性，具体方法如下：
将聚丙烯无纺布置于丙酮中浸泡1-2h，浸泡后，水洗，烘干；
将经过丙酮浸泡后的无纺布浸入表面处理剂中，浸泡，放入振荡器中震荡，震荡速度为150-200rmp，浸泡时间为20-30min，干燥；
用紫外线光照10-20min，光照处理后，在60-80℃继续干燥，得表面改性的无纺布。
有益效果：(1)本发明利用疏水改性菊糖，制备的表面处理剂，具有很好地成膜效果，且改性的菊糖的亲水性能好，可提高无纺布表面的亲水性；(2)本发明表面处理剂的疏水链短，在处理无纺布时，可极大的缩短处理时间。
具体实施方式
一、原料来源
本发明的原料均为市售所得。
二、改性菊糖的制备及其性能测定
2.1改性菊糖的制备
实施例1：L ipozyme TLIM的活化：将浓度为0.1mol/LpH值为7.5的磷酸盐缓冲液加到L ipozyme TLIM上，搅匀，浸泡6h，冻干。
分子筛脱水：将分子筛于180℃烘箱内烘干2h，置于干燥器中冷却后，得脱水后分子筛。
反应体系脱水：将脱水的分子筛与叔丁醇同时加入带塞磨口锥形瓶中，室温下在100rmp搅拌，脱水40h，滤去分子筛，得脱水叔丁醇，分子筛与叔丁醇的质量体积比为1:100g/ml。
将脱水后的30份叔丁醇中加入1份菊糖、1份几内酯，在45℃，在500rmp转速下搅拌1h，随后加入0.1份L ipozyme TLIM，反应3h后，加入0.1份分子筛，继续反应30h。
对得到的反应物进行减压浓缩，利用乙醇沉淀，洗涤，烘干，得改性菊糖。
实施例2：L ipozyme TLIM的活化：将浓度为0.2mol/L pH值为7.5的磷酸盐缓冲液加到L ipozyme TLIM上，搅匀，浸泡7h，冻干。
分子筛脱水：将分子筛于200℃烘箱内烘干3h，置于干燥器中冷却后，得脱水后分子筛。
反应体系脱水：将脱水的分子筛与叔丁醇同时加入带塞磨口锥形瓶中，室温下在150rmp搅拌，脱水48h，滤去分子筛，得脱水叔丁醇，分子筛与叔丁醇的质量体积比为1:50g/ml。
将脱水后的20份叔丁醇中加入1份菊糖、1份几内酯，在50℃，在600rmp转速下搅拌2h，随后加入0.3份L ipozyme TLIM，反应4h后，加入0.5份分子筛，继续反应40h。
对得到的反应物进行减压浓缩，利用乙醇沉淀，洗涤，烘干，得改性菊糖。
实施例3：L ipozyme TLIM的活化：将浓度为0.1mol/L pH值为7.5的磷酸盐缓冲液加到L ipozyme TLIM上，搅匀，浸泡6h，冻干。
分子筛脱水：将分子筛于190℃烘箱内烘干2h，置于干燥器中冷却后，得脱水后分子筛。
反应体系脱水：将脱水的分子筛与叔丁醇同时加入带塞磨口锥形瓶中，室温下在150rmp搅拌，脱水45h，滤去分子筛，得脱水叔丁醇，分子筛与叔丁醇的质量体积比为1:80g/ml。
将脱水后的15份叔丁醇中加入1份菊糖、2份几内酯，在50℃，在500rmp转速下搅拌1h，随后加入0.2份L ipozyme TLIM，反应3h后，加入0.3份分子筛，继续反应35h。
对得到的反应物进行减压浓缩，利用乙醇沉淀，洗涤，烘干，得改性菊糖。
2.2性能测定
2.2.1使用仪器
粒径测定仪器：马尔文粒度仪；
电位测定仪器：微电位仪；
2.2.2样品制备
将实施例1-3制备的样品配制质量浓度为0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％溶液，将溶液置于25KHz条件下，超声25min，测定超声后的粒径及粒子表面的电位，测定结果见表1。
2.2.3测定结果
表1改性菊糖的性能测定结果
Figure BDA0001818632260000041
Figure BDA0001818632260000051
从表1的结果可以看出，本发明制备的改性菊糖可以看出，在质量浓度在1.5％以下，本发明的改性菊糖具有成膜效果，其聚合效果差，利于对无纺布表面的亲水改性。
三、无纺布的亲水改性
利用实施例2制备的改性菊糖，制备质量浓度为0.5％、1％、1.5％的表面处理剂，分别为表面处理剂1号、表面处理剂2号、表面处理剂3号。
处理1：将聚丙烯无纺布置于丙酮中浸泡1h，浸泡后，水洗，烘干；烘干后浸入表面处理剂1号，放入振荡器中震荡，震荡速度为150rmp，浸泡时间为20min，处理后干燥；干燥后用紫外光照机进行紫外线光照10min，光照处理后，在60℃继续干燥3h，得经表面处理的无纺布。
处理2：将聚丙烯无纺布置于丙酮中浸泡2h，浸泡后，水洗，烘干；烘干后浸入表面处理剂2号中，放入振荡器中震荡，震荡速度为200rmp，浸泡时间为30min，处理后干燥；干燥后用紫外光照机进行紫外线光照20min，光照处理后，在80℃继续干燥5h，得经表面处理的无纺布。
处理3：将聚丙烯无纺布置于丙酮中浸泡1.5h，浸泡后，水洗，烘干；烘干后浸入表面处理剂3号中，放入振荡器中震荡，震荡速度为150rmp，浸泡时间为30min，处理后干燥；干燥后用紫外光照机进行紫外线光照20min，光照处理后，在70℃继续干燥4h，得经表面处理的无纺布。
未经处理前的静态接触角为87°，测定经过处理的无纺布表面静态接触角，测定结果见表2，从表2的结果可看出，本发明的表面处理剂可以显著地降低无纺布的静态接触角，增加了无纺布的亲水性能。
表2无纺布表面静态接触角测定结果
不同处理 静态接触角(度)
处理1 37°
处理2 32°
处理3 34°

Claims (8)

1.一种提高无纺布亲水性能的表面处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)L ipozyme TLIM的活化：将浓度为0.1-0.2mol/L pH值为7.5的磷酸盐缓冲液加到Lipozyme TLIM上，搅匀，浸泡，冻干；
(b)分子筛脱水：将分子筛于180-200℃烘箱内烘干2-3h，置于干燥器中冷却后，得脱水后分子筛；
(c)反应体系脱水：将步骤(b)中得到的分子筛与叔丁醇同时加入带塞磨口锥形瓶中，室温下在100-150rmp搅拌，脱水40-48h，滤去分子筛，得脱水叔丁醇；
(d)在步骤(c)得到的叔丁醇中加入1-2重量份菊糖、1-2重量份几内酯，在45-50℃，在500-600rmp转速下搅拌1-2h，随后加入步骤(a)中得到的L ipozyme TLIM，反应3-4h后，加入分子筛，继续反应30-40h；
(e)对步骤(d)中得到的反应物进行减压浓缩，利用乙醇沉淀，洗涤，烘干，得改性菊糖；
(f)将步骤(e)得到的改性菊糖配制成水溶液，得表面处理剂。
2.根据权利要求1所述的提高无纺布亲水性能的表面处理剂的制备方法，其特征在于步骤(a)中，所述浸泡的时间为6-7h。
3.根据权利要求1所述的提高无纺布亲水性能的表面处理剂的制备方法，其特征在于步骤(c)中，所述分子筛与叔丁醇的质量体积比为1-2:50-100g/ml。
4.根据权利要求1所述的提高无纺布亲水性能的表面处理剂的制备方法，其特征在于步骤(d)中，所述菊糖与所述叔丁醇的重量份比为1-2:20-30。
5.根据权利要求1所述的提高无纺布亲水性能的表面处理剂的制备方法，其特征在于步骤(d)中，所述L ipozyme TLIM与菊糖的质量比为0.1-0.3:1-2。
6.根据权利要求1提高无纺布亲水性能的表面处理剂的制备方法，其特征在于步骤(d)中，所述分子筛与菊糖的质量比为0.1-0.5:1-2。
7.根据权利要求1所述的提高无纺布亲水性能的表面处理剂的制备方法，其特征在于步骤(f)中，所述表面处理剂为质量浓度为0.5-1.5％的改性菊糖。
8.一种由权利要求1-7任一所述的提高无纺布亲水性能的表面处理剂的制备方法制备的表面处理剂。
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