CN111421920B - 防水遮光复合面料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防水遮光复合面料，由表层面料、TPU遮光膜经粘结剂复合而成，所述表层面料表面设有防水剂层；所述防水遮光复合面料的制备方法如下：1)表层面料设置防水剂层a.按防水剂与水重量比6：100配制防水剂整理液；b.表层面料浸入防水剂整理液中，二浸二轧，轧液率80％；c.100℃烘干、150℃焙烘，表层面料表面形成防水剂层；2)表层面料与TPU遮光膜复合d.配制粘结剂；e.表层面料的单侧涂覆粘结剂，与遮光膜贴合；f.100℃烘干、160℃焙烘，制得防水遮光复合面料。

Description

防水遮光复合面料
技术领域
本发明涉及一种复合面料，具体涉及一种既防水又遮光的复合面料，属功能性复合面料领域。
背景技术
遮光面料具有遮挡光照、改变光环境功能，在卧室、剧院等对遮光要求较高的场所，通常需配备性能良好的遮光面料。现有的遮光面料，多为涂层遮光布、多层织造遮光布、提花遮光布等。涂层遮光布通过涂层的方式遮蔽面料纱线间的空隙达到遮光效果，但是加工麻烦，手感偏硬；多层织造遮光布，在中间层夹着黑丝层，降低面料的遮光率，其织造工艺较复杂；提花遮光布，通过提高织物的紧密度、减小孔隙，降低织物的透光亮度来提升织物的遮光性能，此类织物洗涤后，其纱线紧度降低，遮光性能下降。此外，遮光面料的光照射时间较长，易出现光褪色等现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种防水遮光复合面料，由表层面料与遮光膜复合的方式制成，该面料具有良好的遮光效果及防水、抗紫外线功能。
为实现上述目的，本发明采用了下述技术方案。
一种防水遮光复合面料，由表层面料、TPU遮光膜经粘结剂复合而成，所述表层面料表面设有防水剂层；所述防水遮光复合面料的制备方法如下：
1)表层面料设置防水剂层
a.按防水剂与水重量比6：100配制防水剂整理液；
b.表层面料浸入防水剂整理液中，二浸二轧，轧液率80％；
c.100℃烘干、150℃焙烘，表层面料表面形成防水剂层；
2)表层面料与TPU遮光膜复合
d.配制粘结剂；
e.表层面料的单侧涂覆粘结剂，与遮光膜贴合；
f.100℃烘干、160℃焙烘，制得防水遮光复合面料；
所述的防水剂，由以下方法制得：
①在反应釜中加入240份水、18份有机硅单体(如式1所示)、12份改性二氧化硅粉末，6份乳化剂，搅拌乳化0.5h；
②76℃时，加入0.4份引发剂(溶于8份水中)，反应0.5h；
③再同时滴加12份有机硅单体(如式1所示)与14份有机氟单体混合物及0.6份引发剂与15份水的溶液，2h滴完；
④继续升温至85℃保温反应1h，制得防水剂乳液；
防水剂的制备中，所述的改性二氧化硅粉末由下述方法制备：
在搅拌器中加入80份无水乙醇及60份正硅酸乙酯，升温至50℃，搅拌0.5h；再加入1.2份氨水及20份水与10份乙醇的混合液，搅拌反应4h；滴加10份KH-570硅烷偶联剂及8份二苯甲酮基硅氧烷(如式2所示)，继续恒温反应4h，离心、烘干，得表面接枝硅氧烷的改性纳米二氧化硅粉末。
(H3C)3Si-O-CH2CH2NH-CH2CH＝CH2 式1
Figure BDA0002047791330000021
所述的有机硅单体由2-(三甲基硅氧基)乙醇胺与烯丙基氯反应制成，制备方法为：在250mL三口瓶中，依次加入1mol 2-(三甲基硅氧基)乙醇胺、1.5mol三乙胺和100mL二氯甲烷。将三口瓶放置于冰水浴中，在此温度下缓慢滴加1.2mol烯丙基氯，滴加完毕后将反应体系升温至室温，并在此温度下继续反应1.5小时，停止反应，过滤除去三乙胺氯酸盐后，减压蒸馏除去二氯甲烷和过量的三乙胺，并收集的馏分，得乙烯基有机硅单体，N-2(三甲基硅氧基)乙基烯胺。
所述二苯甲酮基硅氧烷，由4-羟基二苯甲酮与3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷制成，方法如下：在氮气保护下，按摩尔比1.02:1，将3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、4-羟基二苯甲酮加入至反应器中，加入占3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷质量0.5％的辛酸亚锡，在70℃下搅拌反应5h，得二苯甲酮基硅氧烷。
所述的表层面料为50D*50D涤纶春亚纺，克重55g/m2。
所述的TPU遮光膜，厚度为0.015mm。
所述的粘结剂，由粘合剂乳液、增稠剂、交联剂组成。
本发明防水遮光复合面料，采用表层面料与TPU遮光膜复合，并对表层面料施加防水、防紫外线整理，使面料具有良好的遮光性能及防水、耐晒功能；与现有涂层遮光布、多层织造遮光布、提花遮光布相比，该复合面料制作工艺简单、遮光性能优异，光线透过率低于1％。
本发明复合面料的表层面料表面施加的防水剂，通过在改性二氧化硅表面接枝的方法，形成有机硅、有机氟、纳米材料复合的有机-无机乳液，以聚硅氧烷为低表面能材料，纳米二氧化硅(SiO2)构造粗糙度，在纺织品表面增加粗超度及修饰低表面能物质，来增强表层面料的疏水性，既实现了良好的拒水性能，又改善了有机硅的附着力。
本发明所述的防水剂，采用了C＝C-R-Si(CH3)3基团的有机硅单体，每一个-CH3上面的氢原子犹如一个个雨伞向外敞开，使占据的空间增大，从而增加了相邻分子间的距离，这种特殊结构使有机硅有较低的表面张力。整理后的织物不光有优异的疏水性、成膜与耐久性，还有较好的透气性、柔软性和弹挺的手感。因为不含Si-O-C可水解基团，在乳液聚合过程中不水解，大大提高了乳液聚合的稳定性。
氟单体具有表面能低、迁移性强、耐水洗等特点，但有机氟整理剂会影响织物的柔软手感；聚硅氧烷拒水性好，柔软性佳，但耐洗性差，将硅单体与氟单体共聚，可克服缺点，并使聚合物兼具有机硅与有机氟的优点。
纳米二氧化硅对490nm以下的紫外线反射率达70％，在其表面改性时引入二苯甲酮基偶联剂，既可促进纳米二氧化硅均匀分散又能进一步增强聚合物的抗紫外线性能，可达到提升表层面料耐日晒牢度及抗紫外线老化目的。
具体实施方式
本发明所述物质单位“份”是指“质量份”。
一种防水遮光复合面料，由表层面料、TPU遮光膜经粘结剂复合而成，所述表层面料表面设有防水剂层。
防水遮光复合面料的制备包括表层面料设置防水剂层、表层面料与TPU遮光膜复合两个步骤。
1)表层面料设置防水剂层
a.按防水剂与水重量比6：100配制防水剂整理液；
b.表层面料浸入防水剂整理液中，二浸二轧，轧液率80％；
c.100℃烘干、150℃焙烘，表层面料表面形成防水剂层；
2)表层面料与TPU遮光膜复合
d.配制粘结剂；
e.表层面料的单侧涂覆粘结剂，与遮光膜贴合；
f.100℃烘干、160℃焙烘，制得防水遮光复合面料；
表层面料设置的所述防水剂，通过下列方法制得：
①在反应釜中加入240份水、18份有机硅单体(如前述式1所示)、12份改性二氧化硅粉末，6份乳化剂，搅拌乳化0.5h；
②76℃时，加入0.4份引发剂(溶于8份水中)，反应0.5h；
③再同时滴加12份有机硅单体(如前述式1所示)与14份有机氟单体混合物及0.6份引发剂与15份水的溶液，2h滴完；
④继续升温至85℃保温反应1h，制得防水剂乳液；
制备防水剂时，所涉的改性二氧化硅粉末，由下述方法制备：
在搅拌器中加入80份无水乙醇及60份正硅酸乙酯，升温至50℃，搅拌0.5h；再加入1.2份氨水及20份水与10份乙醇的混合液，搅拌反应4h；滴加10份KH-570硅烷偶联剂及8份二苯甲酮基硅氧烷(如前述式2所示)，继续恒温反应4h，离心、烘干，得表面接枝硅氧烷的改性纳米二氧化硅粉末。
防水剂制备方法中所述的有机硅单体由2-(三甲基硅氧基)乙醇胺与烯丙基氯反应制成，制备方法为：在250mL三口瓶中，依次加入1mol 2-(三甲基硅氧基)乙醇胺、1.5mol三乙胺和100mL二氯甲烷。将三口瓶放置于冰水浴中，在此温度下缓慢滴加1.2mol烯丙基氯，滴加完毕后将反应体系升温至室温，并在此温度下继续反应1.5小时，停止反应，过滤除去三乙胺氯酸盐后，减压蒸馏除去二氯甲烷和过量的三乙胺，并收集的馏分，得乙烯基有机硅单体，N-2(三甲基硅氧基)乙基烯胺。所涉反应过程如(1)所示。
Figure BDA0002047791330000061
改性纳米二氧化硅采用的所述二苯甲酮基硅氧烷，由4-羟基二苯甲酮与3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷制成，方法如下：在氮气保护下，按摩尔比1.02:1，将3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、4-羟基二苯甲酮加入至反应器中，加入占3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷质量0.5％的辛酸亚锡，在70℃下搅拌反应5h，得二苯甲酮基硅氧烷。所涉反应过程如(2)所示。
Figure BDA0002047791330000062
所述的表层面料为50D*50D涤纶春亚纺，克重55g/m2。
所述的TPU遮光膜，厚度为0.015mm。
所述的粘结剂，由粘合剂乳液、增稠剂、交联剂组成。
粘结剂中，粘合剂乳液、增稠剂、交联剂的质量比为100：1-2：0.5-1，根据粘结剂粘度的需求，选取具体比例。
所述的粘合剂乳液为丙烯酸酯粘合剂乳液或水性聚氨酯乳液，例如上海训达新材料科技有限公司的水性丙烯酸酯乳液HD-8426、济南振超化工有限公司的聚氨酯树脂LU-73。
所述的增稠剂为水性增稠剂C-690(广东中联邦精细化工有限公司)、增稠剂RM-8W(陶氏化学)中的一种。
所述的交联剂为交联剂TAIC(莱州市莱玉化工有限公司)、水性封闭型异氰酸酯固化剂JX-616(东莞江兴实业有限公司)中的一种。
实施例1：
一种防水剂，由12份改性二氧化硅粉末、30份有机硅单体、14份有机氟单体、6份乳化剂、263份水及1份引发剂经聚合反应制成，制备方法如下：
①在反应釜中加入240份水、18份有机硅单体(如前述式1所示)、12份改性二氧化硅粉末，6份乳化剂，搅拌乳化0.5h；
②76℃时，加入0.4份引发剂(溶于8份水中)，反应0.5h；
③再同时滴加12份有机硅单体(如前述式1所示)与14份有机氟单体混合物及0.6份引发剂与15份水的溶液，2h滴完；
④继续升温至85℃保温反应1h，制得防水剂乳液。
乳化剂由十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚十氧乙烯醚按质量比2：1组成。
引发剂为过硫酸钾。
有机氟单体为为丙烯酸六氟丁酯。
所述的改性二氧化硅粉末，制备方法为：在搅拌器中加入80份无水乙醇及60份正硅酸乙酯，升温至50℃，搅拌0.5h；再加入1.2份氨水及20份水与10份乙醇的混合液，搅拌反应4h；滴加10份KH-570硅烷偶联剂及8份二苯甲酮基硅氧烷(如前述式2所示)，继续恒温反应4h，离心、烘干，得表面接枝硅氧烷的改性纳米二氧化硅粉末。
防水剂制备方法中所述的有机硅单体由2-(三甲基硅氧基)乙醇胺与烯丙基氯反应制成，制备方法为：在250mL三口瓶中，依次加入1mol 2-(三甲基硅氧基)乙醇胺、1.5mol三乙胺和100mL二氯甲烷。将三口瓶放置于冰水浴中，在此温度下缓慢滴加1.2mol烯丙基氯，滴加完毕后将反应体系升温至室温，并在此温度下继续反应1.5小时，停止反应，过滤除去三乙胺氯酸盐后，减压蒸馏除去二氯甲烷和过量的三乙胺，并收集的馏分，得乙烯基有机硅单体，N-2(三甲基硅氧基)乙基烯胺。
改性纳米二氧化硅采用的所述二苯甲酮基硅氧烷，由4-羟基二苯甲酮与3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷制成，方法如下：在氮气保护下，按摩尔比1.02:1，将3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、4-羟基二苯甲酮加入至反应器中，加入占3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷质量0.5％的辛酸亚锡，在70℃下搅拌反应5h，得二苯甲酮基硅氧烷。
将本实施例制得的防水剂对涤纶织物进行整理，并测试相关性能。
涤纶织物为50D*50D涤纶春亚纺，克重55g/m2。
整理方法为：
(1)按防水剂与水重量比6：100配制防水剂整理液；
(2)涤纶织物浸入防水剂整理液中，二浸二轧，轧液率80％；
(3)100℃烘干2min、150℃焙烘1min，涤纶织物形成防水剂层；
表1涤纶织物防水等性能测试结果
Figure BDA0002047791330000081
涤纶织物经实施例1防水剂整理后，防水性能达5级，水洗5次后仍有4-5级，防水性能优异，UPF及T(UVA)％、T(UVB)％说明涤纶织物的抗紫外线性能明显改善。
实施例2：
一种防水遮光复合面料，由表层面料、TPU遮光膜经粘结剂复合而成，所述表层面料表面设有防水剂层。
防水遮光复合面料的制备包括表层面料设置防水剂层、表层面料与TPU遮光膜复合两个步骤。
1)表层面料设置防水剂层
a.按防水剂与水重量比6：100配制防水剂整理液；
b.表层面料浸入防水剂整理液中，二浸二轧，轧液率80％；
c.100℃烘干2min、150℃焙烘1min，表层面料表面形成防水剂层；
2)表层面料与TPU遮光膜复合
d.配制粘结剂；向粘合剂乳液中缓慢加入增稠剂搅拌增稠，再加入交联剂；
e.按涂覆量120g/m2，在表层面料的单侧涂覆粘结剂，并与TPU遮光膜贴合；
f.100℃烘干3min、160℃焙烘2min，制得防水遮光复合面料；
表层面料设置的所述防水剂，由12份改性二氧化硅粉末、30份有机硅单体、14份有机氟单体、6份乳化剂、263份水及1份引发剂经聚合反应制成，制备方法如下：
①在反应釜中加入240份水、18份有机硅单体(如前述式1所示)、12份改性二氧化硅粉末，6份乳化剂，搅拌乳化0.5h；
②76℃时，加入0.4份引发剂(溶于8份水中)，反应0.5h；
③再同时滴加12份有机硅单体(如前述式1所示)与14份有机氟单体混合物及0.6份引发剂与15份水的溶液，2h滴完；
④继续升温至85℃保温反应1h，制得防水剂乳液；
制备防水剂时，所涉的改性二氧化硅粉末，由下述方法制备：
在搅拌器中加入80份无水乙醇及60份正硅酸乙酯，升温至50℃，搅拌0.5h；再加入1.2份氨水及20份水与10份乙醇的混合液，搅拌反应4h；滴加10份KH-570硅烷偶联剂及8份二苯甲酮基硅氧烷(如前述式2所示)，继续恒温反应4h，离心、烘干，得表面接枝硅氧烷的改性纳米二氧化硅粉末。
防水剂制备方法中所述的有机硅单体由2-(三甲基硅氧基)乙醇胺与烯丙基氯反应制成，制备方法为：在250mL三口瓶中，依次加入1mol 2-(三甲基硅氧基)乙醇胺、1.5mol三乙胺和100mL二氯甲烷。将三口瓶放置于冰水浴中，在此温度下缓慢滴加1.2mol烯丙基氯，滴加完毕后将反应体系升温至室温，并在此温度下继续反应1.5小时，停止反应，过滤除去三乙胺氯酸盐后，减压蒸馏除去二氯甲烷和过量的三乙胺，并收集的馏分，得乙烯基有机硅单体，N-2(三甲基硅氧基)乙基烯胺。
改性纳米二氧化硅采用的所述二苯甲酮基硅氧烷，由4-羟基二苯甲酮与3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷制成，方法如下：在氮气保护下，按摩尔比1.02:1，将3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、4-羟基二苯甲酮加入至反应器中，加入占3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷质量0.5％的辛酸亚锡，在70℃下搅拌反应5h，得二苯甲酮基硅氧烷。
其中：表层面料为50D*50D涤纶春亚纺，克重55g/m2。
TPU遮光膜，厚度为0.015mm。
粘结剂，由粘合剂乳液、增稠剂、交联剂按质量比为100：1-2：0.5-1组成，质量比由粘结剂粘度的需求而定。
粘合剂乳液为水性丙烯酸酯乳液HD-8426(上海训达新材料科技有限公司)、增稠剂为增稠剂RM-8W(陶氏化学)、交联剂为交联剂TAIC(莱州市莱玉化工有限公司)。
表2防水遮光复合面料各项性能测试结果
Figure BDA0002047791330000111
防水性能：参照GB/T 4745-2012《纺织品防水性能的检测和评价沾水法》测定。
抗紫外线性能：参照GB/T 18830-2009《纺织品防紫外线性能的评定》测试。
遮光率按AATCC-148-79《窗帘材料遮光效应评定方法》测试。
耐日晒牢度参照GB/T8427-2008《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧》测定。

Claims (4)

1.一种防水遮光复合面料，由表层面料、TPU遮光膜经粘结剂复合而成，所述表层面料表面设有防水剂层；所述防水遮光复合面料的制备方法如下：
1)表层面料设置防水剂层
a.按防水剂与水重量比6：100配制防水剂整理液；
b.表层面料浸入防水剂整理液中，二浸二轧，轧液率80％；
c.100℃烘干、150℃焙烘，表层面料表面形成防水剂层；
2)表层面料与TPU遮光膜复合
d.配制粘结剂；
e.表层面料的单侧涂覆粘结剂，与遮光膜贴合；
f.100℃烘干、160℃焙烘，制得防水遮光复合面料；
所述的防水剂，由以下步骤制得：
①在反应釜中加入240份水、18份有机硅单体如式1所示、12份改性二氧化硅粉末，6份乳化剂，搅拌乳化0.5h；
②76℃时，加入0.4份引发剂与8份水的溶液，反应0.5h；
③再同时滴加12份有机硅单体如式1所示与14份有机氟单体混合物及0.6份引发剂与15份水的溶液，2h滴完；
④继续升温至85℃保温反应1h，制得防水剂乳液；
防水剂的制备中，所述的改性二氧化硅粉末由下述方法制备：
在搅拌器中加入80份无水乙醇及60份正硅酸乙酯，升温至50℃，搅拌0.5h；再加入1.2份氨水及20份水与10份乙醇的混合液，搅拌反应4h；滴加10份KH-570硅烷偶联剂及8份二苯甲酮基硅氧烷如式2所示，继续恒温反应4h，离心、烘干，得表面接枝硅氧烷的改性纳米二氧化硅粉末。
(H3C)3Si-O-CH2CH2NH-CH2CH＝CH2 式1
Figure FDA0002047791320000021
2.根据权利要求1所述的一种防水遮光复合面料，其特征在于：所述的表层面料为50D*50D涤纶春亚纺，克重55g/m2。
3.根据权利要求1所述的一种防水遮光复合面料，其特征在于：所述的TPU遮光膜，厚度为0.015mm。
4.根据权利要求1所述的一种防水遮光复合面料，其特征在于：所述的粘结剂，由粘合剂乳液、增稠剂、交联剂组成。
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Denomination of invention: Waterproof and shading composite fabric

Effective date of registration: 20220707

Granted publication date: 20210827

Pledgee: Shaoxing China Light Textile City sub branch of Bank of Communications Co.,Ltd.

Pledgor: ZHEJIANG DONGJIN NEW MATERIAL Co.,Ltd.

Registration number: Y2022330001273