CN111172748B - 一种纺织品用无氟防水剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纺织防水技术领域,尤其是涉及一种纺织品用无氟防水剂及其制备方法。所述无氟防水剂包括以下重量百分含量的组分:改性纳米二氧化硅4‑6%、聚氨酯丙烯酸酯12‑14%、丙烯酸树脂15‑18%、光引发剂1‑2%、余量为阳离子蜡分散液;所述阳离子蜡分散液由聚乙烯蜡、乳化剂和去离子水按(35‑40):(10‑15):(48‑55)的重量比组成,具有优异的防水效果、耐洗涤性能和柔软手感。本发明先分别进行预混和乳化,最后再将制得的预混物和阳离子蜡分散液进行混合,以此有助于各物料均匀分散,其工序简单、操作方便,便于无氟防水剂的批量生产。

Description

一种纺织品用无氟防水剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织防水技术领域,尤其是涉及一种纺织品用无氟防水剂及其制备方法。
背景技术
随着对纺织品性能要求的提高,提高纺织品各方面性能的助剂也相继被开发。为了满足纺织品能在日常生活以及雨天、暑天、高温、野外等特殊环境下的正常使用,纺织品的防水处理就尤为重要。未经防水处理的纺织面料在吸水吸汗后,水汗渗透到纺织品背面,会影响纺织品的外观及舒适性。
防水处理是纺织物后整理的一项重要工序,防水剂可以赋予纺织品的表面疏水性。目前,市场份额最多的防水剂是通常是含氟类防水剂。氟类防水剂通常由大量含氟基团的低聚物或聚合物组成,可以赋予纤维材料良好的防水防油性能。但进年来,由于含氟化合物所引发的环境生态问题愈加引发关注,需要寻找一种不含氟并能给纤维提供良好防水性能的替代物。
CN105088796A中公开了一种无氟防水剂,其通过复配疏水聚合物、石蜡和封端聚氨酯组成以获得良好的防水性能和持久性。CN103628324A中公开了一种由甲基丙烯酸烷基酯聚合物和石蜡复配的防水剂,通过长链疏水性聚合物来达到防水性能。上述单纯采用封端聚氨酯复合物或甲基丙烯酸烷基酯聚合物分散液,虽然能带来良好的防水初始效果和一定的耐洗性能,但在使用中运行稳定性不佳,整理后织物手感发硬等缺点。
因此,有必要寻找一种新的替代物,产品具有良好的运行稳定性,不仅提供良好的防水效果,并且能赋予织物柔软顺滑使的手感。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的之一是提供一种纺织品用无氟防水剂,具有优异的防水效果、耐洗涤性能和柔软手感。
本发明的目的之二是提供一种纺织品用无氟防水剂的制备的方法,其具有工序简单、操作方便、便于批量生产的优点。
本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的:
一种纺织品用无氟防水剂,包括以下重量百分含量的组分:改性纳米二氧化硅4-6%、聚氨酯丙烯酸酯12-14%、丙烯酸树脂15-18%、光引发剂1-2%、余量为阳离子蜡分散液;所述阳离子蜡分散液由聚乙烯蜡、乳化剂和去离子水按(35-40):(10-15):(48-55)的重量比组成。
通过采用上述技术方案,纳米二氧化硅的小尺寸效应和宏观量子隧道效应,从而能够有效减少纤维破损。经过改性后的纳米二氧化硅能够较好的分散于聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸树脂和阳离子蜡分散液中,以此本申请的防水剂在保证其优良防水性能的前提下,能够有效提高其耐洗涤性能。
其中,聚氨酯丙烯酸酯和丙烯酸树脂均为分子量相对较低的感光性树脂,其固化速率较快、柔性较好,以此制得的防水剂在处理纺织品后,能够保证纺织品柔软的手感。
聚乙烯蜡通常以微晶形式存在于防水剂中,其触变性形有利于防水剂的存储,在防水剂对纺织物防水处理时,聚乙烯蜡在溶剂挥发过程能迁移到涂膜表层,最终形成“蜡化”的表层,以此赋予纺织品优异的防水性。此外,聚乙烯蜡本身具有优异的柔软性、润滑性、耐磨性和抗撕裂性,在本申请中聚乙烯蜡不但能与改性纳米二氧化硅协同作用改善防水剂的耐磨性和耐洗涤性能,还能较好对聚氨酯丙烯酸酯和丙烯酸树脂起到润滑作用,进一步增加防水剂处理后的纺织物的手感柔软度。
综上,本申请的无氟防水剂具有优异的防水效果、耐洗涤性能和柔软手感。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述改性纳米二氧化硅为硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅,包括以下改性步骤:
①、按重量比为1:100将纳米二氧化硅、体积分数为95%的乙醇溶液进行混合,搅拌混匀后超声振荡3min,得到混合液;
②、往混合液中加入占纳米二氧化硅质量2%的硅烷偶联剂,加热回流,得到回流液;
③、将回流液进行离心,取沉淀物,将沉淀物在70℃的温度下烘干,研磨后得到即得改性纳米二氧化硅。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述硅烷偶联剂为偶联剂KH560。
通过采用上述技术方案,基于纳米二氧化硅表面存在羟基,硅烷偶联剂能较好的与其结合,减少纳米二氧化硅表面的羟基,使得纳米二氧化硅既亲水又亲油。本申请按照上述比例和方法制得的改性纳米二氧化硅不但能够稳定均匀的分散于聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸树脂和阳离子蜡分散液中,而且能够与纺织物快速结合,有效提高防水剂的防水性和耐洗涤性能。其中当硅烷偶联剂选用为偶联剂KH560时,防水剂的防水性和耐洗涤性能尤为突出,因此将其作为优选。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述光引发剂为超支化大分子光引发剂。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述超支化大分子光引发剂的制备方法,包括以下步骤:
①、单体合成:
按摩尔比为1:1称取二乙醇胺和丙烯酸甲酯,以甲醇为溶剂,于四口瓶中在35℃下恒温反应4h,抽真空去除甲醇,随后用无水乙醚萃取除杂,旋转蒸发乙醚,即得N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯单体;
②、超支化聚(胺-酯)的合成
在三颈瓶中加入适量N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯单体,依次加入对苯磺酸和三羟甲基丙烷,且对苯磺酸的添加量为500mg/0.3mol N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯单体,三羟甲基丙烷的添加量为0.1mol/0.3mol N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯单体,升温至120℃保持4h,抽真空除去生成的甲醇,制得超支化聚(胺-酯);
③、丁二酸酐改性超支化聚合物
用四氢呋喃作溶剂,超支化聚(胺-酯)与丁二酸酐按OH与COOH的摩尔比为1:1加入反应器中,于60℃反应4h,用酸值测定法检测反应进度,至酸值下降为原来的一半时停止反应,得端羧基超支化聚合物;
④、大分子光引发剂的合成
在三颈瓶中加入适量端羧基超支化聚合物,依次加入对苯磺酸和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮,且对苯磺酸的添加量为500mg/0.1mol端羧基超支化聚合物,2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的添加量为0.6mol/0.1mol端羧基超支化聚合物,升温至90℃,用环己烷作带水剂,保持4h,即得所述的超支化大分子光引发剂。
通过采用上述技术方案,传统的小分子光引发剂与聚合物的相容性较差,残留在产物中的光引发剂及光解碎片容易迁移和挥发,使产物老化变黄,产生气味和毒性。超支化聚合物具有粘度低、溶解性良好、表面有大量官能团的优点,将超支化聚合物引入到光引发剂中,可以大大提高光引发效率,减少残留物,增强与聚合物的相容性。
本申请的超支化大分子光引发剂中,利用丙烯酸甲酯与二乙醇胺发生Michael加成反应,二级胺N原子上的H比较活泼,与丙烯酸类单体C=C双键加成生成三级胺。随后再利用三羟甲基丙烷上的羟基与单体上的酯基发生酯交换反应,最后再利用2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮上的伯羟基与羧基酯化,在超支化分子上接枝小分子光引发剂。整个合成反应过程可控、方法简单,其产物收率可达75%以上,无需繁琐耗时的纯化与分离过程,大大降低生产成本。而且由此制得的超支化大分子光引发剂具有优异的光引发效率,促使防水剂在处理纺织物时的固化效率。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述聚乙烯蜡的分子量为3000-5000。
通过采用上述技术方案,聚乙烯蜡的分子量为3000-5000时,兼具良好的柔软性和抗撕裂性,相对于其他分子量的聚乙烯蜡,能够进一步提高本申请防水剂的手感柔软度和耐洗涤性。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述乳化剂为十二烷基三钾基氯化铵和十六烷基三甲基氯化铵按重量比为1:1复配而成。
通过采用上述技术方案,十二烷基三甲基氯化铵可溶于水和乙醇,其化学稳定性好,耐热、耐光、乃压、耐强酸强碱,具有优良的渗透、乳化和杀菌性能。十六烷基三甲基氯化铵可用作防水涂料、天然纤维、合成纤维和玻璃纤维的柔软剂。十二烷基三甲基氯化铵与十六烷基三甲基氯化铵有良好的配伍性,两者在本申请中按1:1复配时,能够较好的对聚乙烯蜡进行乳化,以此获得均一稳定的阳离子蜡分散液,保证防水剂优良的防水性能。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述阳离子蜡分散液由聚乙烯蜡、乳化剂和去离子水按38:12:50的重量比组成。
通过采用上述技术方案,本申请的阳离子蜡分散液由聚乙烯蜡、乳化剂和去离子水按38:12:50的重量比组成时,能够有效提高防水剂的防水性能,因此将其作为进一步的优选。
本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的:
一种纺织品用无氟防水剂的制备方法,包括以下步骤:
①、预混:在避光环境中,将改性纳米二氧化硅、聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸树脂和光引发剂加入搅拌罐中,均质30s,控制搅拌速度为350-400r/min搅拌15-20min,再次均质30s,得到预混物;
②、乳化:将聚乙烯蜡、N-羟甲基胺类树脂交联剂和乳化剂加入加热罐中,于105-110℃加热溶解10-15min后,加入去离子水进行乳化,均质30s,得到阳离子蜡分散液;
③、终混:将预混物和阳离子蜡分散液进行混合,于350-400r/min的搅拌速度下搅拌15-20min,即得无氟防水剂。
通过采用上述技术方案,本申请在避光环境中进行预混,减少光引发剂的反应,保证预混物的流动性。本申请先分别进行预混和乳化,最后再将制得的预混物和阳离子蜡分散液进行混合,以此有助于各物料均匀分散,其工序简单、操作方便,便于无氟防水剂的批量生产。
综上所述,本发明包括以下至少一种有益技术效果:
1.本申请通过改性纳米二氧化硅、聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸树脂、光引发剂以及阳离子蜡分散液的设定配比,使得制得的无氟防水剂具有优异的防水效果、耐洗涤性能和柔软手感;
2.本申请的改性纳米二氧化硅选用自制的硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅,进一步提高防水剂的防水性和耐洗涤性能;
3.本申请的光引发剂选用自制的超支化大分子光引发剂,能够有效提高防水剂的固化效率;
4.本申请在制备无氟防水剂时,先分别进行预混和乳化,最后再将制得的预混物和阳离子蜡分散液进行混合,以此有助于各物料均匀分散,其工序简单、操作方便,便于无氟防水剂的批量生产。
附图说明
图1是制备纺织品用无氟防水剂的工艺流程图;
图2是制备改性纳米二氧化硅的工艺流程图;
图3是制备超支化大分子光引发剂的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
1、原料
1.1、改性纳米二氧化硅
1.1.1、改性纳米二氧化硅a
参见图2,包括以下改性步骤:
①、按重量比为1:100将纳米二氧化硅、体积分数为95%的乙醇溶液进行混合,搅拌混匀后超声振荡3min,得到混合液;
②、往混合液中加入占纳米二氧化硅质量2%的偶联剂KH560,加热回流,得到回流液;
③、将回流液进行离心,取沉淀物,将沉淀物在70℃的温度下烘干,研磨后得到即得改性纳米二氧化硅。
1.1.2、改性纳米二氧化硅b
与改性纳米二氧化硅a的区别之处在于,将偶联剂KH560改为偶联剂KH550。
1.1.3、改性纳米二氧化硅c
与改性纳米二氧化硅a的区别之处在于,将偶联剂KH560改为钛酸酯偶联剂TC-114。
1.2、光引发剂
1.2.1、超支化大分子光引发剂
超支化大分子光引发剂的制备方法,参见图3,包括以下步骤:
①、单体合成:
按摩尔比为1:1称取二乙醇胺和丙烯酸甲酯,以甲醇为溶剂,于四口瓶中在35℃下恒温反应4h,抽真空去除甲醇,随后用无水乙醚萃取除杂,旋转蒸发乙醚,即得N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯单体;
②、超支化聚(胺-酯)的合成
在三颈瓶中加入适量N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯单体,依次加入对苯磺酸和三羟甲基丙烷,且对苯磺酸的添加量为500mg/0.3mol N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯单体,三羟甲基丙烷的添加量为0.1mol/0.3mol N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯单体,升温至120℃保持4h,抽真空除去生成的甲醇,制得超支化聚(胺-酯);
③、丁二酸酐改性超支化聚合物
用四氢呋喃作溶剂,超支化聚(胺-酯)与丁二酸酐按OH与COOH的摩尔比为1:1加入反应器中,于60℃反应4h,用酸值测定法检测反应进度,至酸值下降为原来的一半时停止反应,得端羧基超支化聚合物;
④、大分子光引发剂的合成
在三颈瓶中加入适量端羧基超支化聚合物,依次加入对苯磺酸和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮,且对苯磺酸的添加量为500mg/0.1mol端羧基超支化聚合物,2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的添加量为0.6mol/0.1mol端羧基超支化聚合物,升温至90℃,用环己烷作带水剂,保持4h,即得所述的超支化大分子光引发剂,产物收率为78%。
1.2.2、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(MB)
购自麦卡希试剂,CAS号为7473-98-5。
1.3、聚乙烯蜡
1.3.1、聚乙烯蜡a
具体为霍尼韦尔A-C 6A的聚乙烯蜡,分子量为3000-5000,软化点为103-106℃。
1.3.2、聚乙烯蜡b
具体为泰国Sqi的聚乙烯蜡H110,分子量为1500±500,软化点为105-120℃。
1.4、聚氨酯丙烯酸酯
具体为良制化学RJ425的聚氨酯丙烯酸酯,含量≥99.9%,粘度为20-40s。
1.5、丙烯酸树脂
具体为山东佰仟化工HK-518的丙烯酸树脂,含量≥99%,粘度为650-1500s。
2、实施例
2.1、实施例1
一种纺织品用无氟防水剂,包括以下重量百分含量的组分:改性纳米二氧化硅a5%、聚氨酯丙烯酸酯13%、丙烯酸树脂16%、超支化大分子光引发剂2%、余量为阳离子蜡分散液;阳离子蜡分散液由聚乙烯蜡a、乳化剂和去离子水按38:12:50的重量比组成;乳化剂为十二烷基三钾基氯化铵和十六烷基三甲基氯化铵按重量比为1:1复配而成。
上述纺织品用无氟防水剂的制备方法,参见图1,包括以下步骤:
①、预混:在避光环境中,将改性纳米二氧化硅、聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸树脂和光引发剂加入搅拌罐中,均质30s,控制搅拌速度为380r/min搅拌18min,再次均质30s,得到预混物;
②、乳化:将聚乙烯蜡、N-羟甲基胺类树脂交联剂和乳化剂加入加热罐中,于108℃加热溶剂12min后,加入去离子水进行乳化,均质30s,得到阳离子蜡分散液;
③、终混:将预混物和阳离子蜡分散液进行混合,于380r/min的搅拌速度下搅拌20min,即得无氟防水剂。
2.2、实施例2-4
实施例2-4均在实施例1的基础上,对各组分及其含量加以调整,具体调整情况参见下表一。
表一实施例1-4的组分参数表
Figure BDA0002376462030000091
2.3、实施例5-6
实施例5-6均在实施例1的基础上,对改性纳米二氧化硅加以调整。其中,实施例5中选用改性纳米二氧化硅b,实施例6中选用改性纳米二氧化硅c。
2.4、实施例7
实施例7在实施例1的基础上,对光引发剂加以调整,具体选用2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。
2.5、实施例8
实施例8在实施例1的基础上,对聚乙烯蜡加以调整,具体选用聚乙烯蜡b。
2.6、实施例9-10
实施例9-10均在实施例1的基础上,对乳化剂加以调整。其中,实施例9中乳化剂为十二烷基三钾基氯化铵和十六烷基三甲基氯化铵按重量比为2:1复配而成;实施例10中乳化剂为十二烷基三钾基氯化铵。
3、对比例
3.1、对比例1
对比例1在实施例1的基础上,未添加改性纳米二氧化硅。
3.2、对比例2
对比例2在实施例1的基础上,阳离子蜡分散液由聚乙烯蜡、乳化剂和去离子水按30:10:60的重量比组成。
3.3、对比例3
购自上海诺辉纺织科技有限公司,具体为日本大金系列无氟防水剂XF-5005。
4、性能检测
本申请的纺织物以纯棉梭织布为例,分别取60g/L实施例1-10和比较例1-3的防水剂,一浸一轧,110℃烘干,170℃培烘1min,冷却后即得经防水处理后的纺织物,将其作为试样进行如下性能检测,检测结果参见下表二。
4.1、防水性:按照GB/T 4745-2012的标准进行检测;具体为:
截取18×18cm的试样,用夹持器压紧,并安装于与水平成以45°角的固定座上,用250mL(40±2℃)的蒸馏水或去离子水迅速而平稳地注入漏斗中,通过与试样中心距离的喷头在25-30s内,朝试样中心平均而持续不断地喷淋。喷淋完毕,迅速将夹持器拿开,使试样正面向下成水平,轻轻地拍打两下,观察试样润湿程度,然后用文字描述及与图片对照评定其等级,取3次平均值。
评级标准文字为:
1级——受淋表面全部润湿;
2级——受淋表面一半润湿,即小块润湿表面的总和约为全部面积的一半;
3级——受淋表面仅有不续的小面积润湿;
4级——受淋表面没有润湿,但沾有小水珠;
5级——受淋表面没有润湿,也无小水珠。
4.2、耐洗涤性:
检测试样分别经10次和30次标准洗涤后的防水性能。
4.3、手感柔软度:
选取50名志愿者,分别对试样进行手感柔软度评价。评分制度为10分制,每名志愿者通过触摸分别对试样进行评价。
4.4、固化效率:
测定防水剂经340nm紫外光照时的固化时间。
表二实施例1-10以及对比1-3的检测结果
Figure BDA0002376462030000111
参见表二,将实施例1-10与对比例1-3的检测结果进行对比,可以得到,本申请通过改性纳米二氧化硅、聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸树脂、光引发剂以及阳离子蜡分散液的设定配比,使得制得的无氟防水剂具有优异的防水效果、耐洗涤性能和柔软手感。
将实施例1与实施例5-6的检测结果进行对比,可以得到,本申请使用自制的硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅,进一步提高防水剂的防水性和耐洗涤性能。当硅烷偶联剂选用为偶联剂KH560时,防水剂的防水性和耐洗涤性能尤为突出,因此将其作为优选。
将实施例1与实施例7、对比例4的检测结果进行对比,可以得到,本申请自制的超支化大分子光引发剂,能够有效提高防水剂的固化效率。
将实施例1与实施例8的检测结果进行对比,可以得到,聚乙烯蜡的分子量为3000-5000时,兼具良好的柔软性和抗撕裂性,相对于其他分子量的聚乙烯蜡,能够进一步提高本申请防水剂的手感柔软度和耐洗涤性。
将实施例1与实施例9-10的检测结果进行对比,可以得到,本申请中十二烷基三甲基氯化铵与十六烷基三甲基氯化铵按1:1复配时,能够较好的对聚乙烯蜡进行乳化,以此获得均一稳定的阳离子蜡分散液,保证防水剂优良的防水性能。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例,并非依此限制本发明的保护范围,故:凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种纺织品用无氟防水剂,包括以下重量百分含量的组分:改性纳米二氧化硅a5%、聚氨酯丙烯酸酯13%、 丙烯酸树脂16%、超支化大分子光引发剂2%、余量为阳离子蜡分散液;上述纺织品用无氟防水剂的制备方法,包括以下步骤:
①、预混:在避光环境中,将改性纳米二氧化硅a、聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸树脂和光引发剂加入搅拌罐中,均质30s,控制搅拌速度为380r/min搅拌18min,再次均质30s,得到预混物;
②、乳化:将聚乙烯蜡a、N-羟甲基胺类树脂交联剂和乳化剂加入加热罐中,于108°C 加热溶剂12min后,加入去离子水进行乳化,均质30s,得到阳离子蜡分散液;聚乙烯蜡a、乳化剂和去离子水按38:12:50 的重量比组成;乳化剂为十二烷基三甲基氯化铵和十六烷基三甲基氯化铵按重量比为1:1复配而成;
③、终混:将预混物和阳离子蜡分散液进行混合,于380r/min的搅拌速度下搅拌20min,即得无氟防水剂;
改性纳米二氧化硅a包括以下改性步骤:
①、按重量比为1:100 将纳米二氧化硅、体积分数为95%的乙醇溶液进行混合,搅拌混匀后超声振荡3min,得到混合液; ②、往混合液中加入占纳米二氧化硅质量2%的偶联剂KH560,加热回流,得到回流液; ③、将回流液进行离心,取沉淀物,将沉淀物在70°C的温度下烘干,研磨后得到即得改性纳米二氧化硅a;
超支化大分子光引发剂的制备方法,包括以下步骤: .
①单体合成:
按摩尔比为1:1称取二乙醇胺和丙烯酸甲酯,以甲醇为溶剂,于四口瓶中在35℃下恒温反应4h,抽真空去除甲醇,随后用无水乙醚萃取除杂,旋转蒸发乙醚,即得N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯单体;
②、超支化聚(胺-酯) 的合成:
在三颈瓶中加入适量N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯单体,依次加入对苯磺酸和三羟甲基丙烷,且对苯磺酸的添加量为500mg/0.3mol N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯单体,三羟甲基丙烷的添加量为0. 1mol/0.3mol N,N-二羟乙基3-胺基丙酸甲酯单体,升温至120℃保持4h,抽真空除去生成的甲醇,制得超支化聚(胺-酯);
③、丁二酸酐改性超支化聚合物:
用四氢呋喃作溶剂,超支化聚(胺-酯)与丁二酸酐按OH与COOH的摩尔比为1:1加入反应器中,于60℃反应4h,用酸值测定法检测反应进度,至酸值下降为原来的一半时停止反应,得端羧基超支化聚合物;
④、大分子光引发剂的合成:
在三颈瓶中加入适量端羧基超支化聚合物,依次加入对苯磺酸和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮,且对苯磺酸的添加量为500mg/0.1mol 端羧基超支化聚合物,2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的添加量为0.6mol/0.1mol端羧基超支化聚合物,升温至90℃,用环己烷作带水剂,保持4h,即得所述的超支化大分子光引发剂,产物收率为78%;
聚乙烯蜡a具体为霍尼韦尔A-C6A的聚乙烯蜡,分子量为3000-5000,软化点为103-106℃。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111945428B (zh) * 2020-08-26 2023-09-08 染格材料科技(上海)有限公司 一种无氟防水剂的制备方法及其制品
CN111996800A (zh) * 2020-09-09 2020-11-27 浙江氟信新材料科技有限公司 一种持久性良好的纺织品用防水剂及制备方法
CN112323479A (zh) * 2020-10-29 2021-02-05 长兴卓恒新材料科技有限公司 一种纺织品用环保纳米防水剂的制作方法
CN114261168A (zh) * 2021-12-28 2022-04-01 浙江东进新材料有限公司 防水透湿功能面料
CN116084205A (zh) * 2022-12-06 2023-05-09 浙江氟信新材料科技有限公司 一种纸张无氟防水剂及其制备方法
CN116084171A (zh) * 2023-02-07 2023-05-09 广东拓信有机硅科技有限公司 有机硅乳液及其制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102428145A (zh) * 2009-03-18 2012-04-25 巴斯夫欧洲公司 改性的二氧化硅粒子和包含它们的防污聚合物组合物
CN102816515A (zh) * 2012-08-14 2012-12-12 江苏大学 一种水性二氧化硅-氟化丙烯酸酯聚氨酯紫外光固化涂料及其制备方法和应用
CN103526552A (zh) * 2013-05-03 2014-01-22 江南大学 一种基于光固化法织物拒水拒油整理方法
CN105064036A (zh) * 2015-09-08 2015-11-18 广东德美精细化工股份有限公司 超支化聚氨酯丙烯酸酯互穿网络防水剂的制备方法及应用
CN105671970A (zh) * 2016-03-16 2016-06-15 广州恒锦化工科技有限公司 纺织品用无氟防水剂及其制备方法
CN106632875A (zh) * 2016-09-30 2017-05-10 华南理工大学 一种无机纳米粒子改性含氟丙烯酸酯疏水乳液及其制备方法
CN108411621A (zh) * 2018-03-16 2018-08-17 三元控股集团有限公司 一种多功能织物整理剂的制备方法
CN108411638A (zh) * 2018-03-31 2018-08-17 郭跃 一种纺织防水剂的制备方法
CN108430702A (zh) * 2015-12-29 2018-08-21 3M创新有限公司 磨料制品及其制备方法
CN110306349A (zh) * 2019-07-16 2019-10-08 常州市盛杰合力化纤有限公司 疏水抗紫外纤维处理液、涤纶纤维及涤纶纤维制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102428145A (zh) * 2009-03-18 2012-04-25 巴斯夫欧洲公司 改性的二氧化硅粒子和包含它们的防污聚合物组合物
CN102816515A (zh) * 2012-08-14 2012-12-12 江苏大学 一种水性二氧化硅-氟化丙烯酸酯聚氨酯紫外光固化涂料及其制备方法和应用
CN103526552A (zh) * 2013-05-03 2014-01-22 江南大学 一种基于光固化法织物拒水拒油整理方法
CN105064036A (zh) * 2015-09-08 2015-11-18 广东德美精细化工股份有限公司 超支化聚氨酯丙烯酸酯互穿网络防水剂的制备方法及应用
CN108430702A (zh) * 2015-12-29 2018-08-21 3M创新有限公司 磨料制品及其制备方法
CN105671970A (zh) * 2016-03-16 2016-06-15 广州恒锦化工科技有限公司 纺织品用无氟防水剂及其制备方法
CN106632875A (zh) * 2016-09-30 2017-05-10 华南理工大学 一种无机纳米粒子改性含氟丙烯酸酯疏水乳液及其制备方法
CN108411621A (zh) * 2018-03-16 2018-08-17 三元控股集团有限公司 一种多功能织物整理剂的制备方法
CN108411638A (zh) * 2018-03-31 2018-08-17 郭跃 一种纺织防水剂的制备方法
CN110306349A (zh) * 2019-07-16 2019-10-08 常州市盛杰合力化纤有限公司 疏水抗紫外纤维处理液、涤纶纤维及涤纶纤维制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
UV固化超支化大分子光引发剂的合成与表征;陈明军等;《涂料工业》;20081001;第38卷(第10期);第29–34页 *
光固化氟化聚氨酯丙烯酸酯的合成与性能研究;营飞等;《涂料工业》;20161201;第46卷(第12期);第36–41、47页 *
含双键丙烯酸酯共聚物乳液的制备及聚氨酯-丙烯酸酯UV双固化体系的研究;夏宇正等;《北京化工大学学报(自然科学版)》;20100120;第37卷(第01期);第59–63页 *
超支化大分子光引发剂的合成与表征;陈明军等;《现代化工》;20080630;第28卷(第06期);第58–60页 *

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