CN111979773A - 抗静电面料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗静电面料及其制备方法。所述抗静电面料的制备方法，包括下述步骤：将4‑9重量份白乳胶、5‑10重量份乙醇、1‑5重量份功能化二氧化钛、2‑6重量份表面活性剂、1‑3重量份偶联剂加入76‑84重量份去离子水中混合均匀得到整理液；将面料在整理液中浸渍10‑30min，将浸渍后的面料进行轧液，轧余率为60‑80％，烘干；所述偶联剂为十三氟辛基三甲氧基硅烷和乙烯基二甲基乙氧基硅烷的混合物。本发明制备的面料，抗静电性能和悬垂性较好，多次水洗后依然持久保持良好的抗静电性能和悬垂性。
Description
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种抗静电面料及其制备方法。
背景技术
面料的性能不仅影响服装的造型，还会影响服装的生产。面料是服装工业的基本材料，随着新型原料的大量使用，纺织染整工艺的不断更新，面料的手感和其他性能也相应地发生变化。随着服装制作加工自动化程度的提高以及商业反应节奏的加快，如何全面而快捷地评定面料的性能和风格，以便科学地使用面料，制定合理的服装生产工艺，这也是当前服装工业迫切需要解决的课题之一。
空气干燥时，人体皮肤和服装之间还容易产生静电，高者瞬间静电压可达上万伏，造成人体不适。当下，市场对于面料产品提出了抗静电要求。
中国发明专利2018101106196公开了一种春秋抗静电女装及其生产工艺，其制备的面料抗静电性能和悬垂性较为理想，但是依然存在水洗后稳定性较差，无法持久保持其抗静电性能和悬垂性。
中国发明专利2020106969654涉及一种抗静电面料及其制备方法，其水洗后抗静电性能和悬垂性持久性还有提升的空间。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种抗静电面料及其制备方法。本发明在中国发明专利2018101106196和中国发明专利2020106969654基础上进行进一步研发，为解决持久性的问题，发明人意外发现在整理液中对偶联剂进行优选复配，协同增效，使得整理液中功能性成分能够与面料结合更加紧密，从而解决抗静电持久性的技术问题。
依据上述发明构思，本发明的技术方案如下：
一种抗静电面料的制备方法，包括下述步骤：
(1)将4-9重量份白乳胶、5-10重量份乙醇、1-5重量份功能化二氧化钛、2-6重量份表面活性剂、1-3重量份偶联剂加入76-84重量份水中混合均匀得到整理液；
(2)将面料在整理液中浸渍10-30min，将浸渍后的面料进行轧液，轧余率为60-80％，烘干；
所述偶联剂为硅烷偶联剂。优选为十三氟辛基三甲氧基硅烷、氯甲基甲基二甲氧基硅烷和乙烯基二甲基乙氧基硅烷中的至少一种。最优地，所述偶联剂为十三氟辛基三甲氧基硅烷和乙烯基二甲基乙氧基硅烷的混合物。
优选地，所述偶联剂为十三氟辛基三甲氧基硅烷和乙烯基二甲基乙氧基硅烷质量比为(2-4)：(2-4)的混合物。
所述步骤(1)中表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷氧基乙基-α-D-吡喃木糖苷、癸氧基乙基-β-D-吡喃木糖苷中一种或多种。
所述步骤(2)中浸渍的温度为30-50℃，所述面料与整理液的质量比为1：(5-15)。
所述步骤(2)中烘干的温度为65-85℃，时间为3-9h。
所述步骤(2)中面料由羊毛、涤纶、氨纶、粘胶、莱卡中的一种或多种织造而成，克重为250-550g/m2。
所述功能化二氧化钛的制备方法是：将5-15g正硅酸丙酯加入35-45g乙醇中以转速为200-500r/min搅拌10-20min得到溶液A，将2-6g硝酸银加入40-50g水中以转速为200-500r/min搅拌10-20min混合均匀，得到溶液B；将二氧化钛与溶液A、溶液B按质量比为1：(3-7)：(3-7)以转速为200-500r/min搅拌10-20min混合均匀，得到混合液；将混合液在温度为95-115℃下烘干至恒重，再进行焙烧2-5h，得到功能化二氧化钛。
所述焙烧的温度为450-550℃，升温速率为3-7℃/min。
本发明整理剂中添加一定量的氯化硬脂酰胺乙基二乙基苄基铵，能够进一步提高抗静电性能和悬垂性的长效性。
优选地，一种抗静电面料的制备方法，包括下述步骤：
(1)将4-9重量份白乳胶、5-10重量份乙醇、1-5重量份功能化二氧化钛、2-6重量份表面活性剂、1-3重量份偶联剂、0.5-1.5重量份氯化硬脂酰胺乙基二乙基苄基铵加入76-84重量份去离子水中混合均匀得到整理液；
(2)将面料在整理液中浸渍10-30min，将浸渍后的面料进行轧液，轧余率为60-80％，烘干。
氯化硬脂酰胺乙基二乙基苄基铵，属于阳离子表面活性剂，润湿性、抗静电性能好，与无机物质能够牢固结合，产生固定作用，从而提高长效性。另外，柠檬酸属于中强酸，其对氯化硬脂酰胺乙基二乙基苄基铵会有极大影响，因此摈弃柠檬酸反而可以提高性能。
本发明还公开了一种抗静电面料，采用上述方法制备而成。
由于二氧化钛是不溶于水的固体粉末，其表面能较大，非常容易发生团聚现象，导致二氧化钛无法均匀分散，而表面活性剂的加入主要作用是均匀稳定地将二氧化钛粒子分散在整理液中。发明人通过对表面活性剂的筛选比较，最终确定为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷氧基乙基-α-D-吡喃木糖苷、十六烷基三甲基溴化铵、癸氧基乙基-β-D-吡喃木糖苷中一种多种的混合物。二氧化钛在整理液均匀分散，能够有效提高后续整理对面料抗静电性能和悬垂性能的有效提升。
本发明中，在原有体系中添加偶联剂。偶联剂的加入，一方面可以均匀稳定地将二氧化钛粒子分散在整理液中，另一方面偶联剂能够有效增加无机物质二氧化钛与有机聚合物白乳胶之间亲和力进而在整理步骤之后能够牢固附着在面料纤维上，不易洗脱，从而起到长效作用。然而，在本发明的整理液体系中，并非所有的偶联剂均能适用，仅硅烷偶联剂适合，特别优选十三氟辛基三甲氧基硅烷和乙烯基二甲基乙氧基硅烷复配，其性能提高更加明显。
在本发明整理液配方中摈弃了原有的柠檬酸，高温下柠檬酸在体系中主要与纤维素的羟基形成酯键，起到防皱作用。而本发明后整理中的浸渍步骤是在低温下进行，所以柠檬酸的作用极为有限，没有存在必要。相反的，柠檬酸属于中强酸，其对阳离子表面活性剂氯化硬脂酰胺乙基二乙基苄基铵有极大影响，如果体系中添加柠檬酸将产生较大负面影响。
技术效果：本发明面料，抗静电性能和悬垂性较好，多次水洗后依然持久保持良好的抗静电性能和悬垂性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为抗静电面料悬垂系数试验效果对比图。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
实施例中白乳胶按照申请号为201010598720.4的中国专利中具体实施例1所示方法制备。
实施例中乙醇，CAS号：64-17-5。
实施例中十二烷氧基乙基-α-D-吡喃木糖苷按照申请号为201710101568.6的中国专利中实施例6所示方法制备。
实施例中正硅酸丙酯，CAS号：682-01-9。
实施例中硝酸银，CAS号：7761-88-8。
实施例中二氧化钛由南京天行新材料有限公司提供，型号为TTP-A10，一次粒径为10nm。
实施例中面料由江苏丹毛纺织股份有限公司提供，品名为毛涤粘双弹双层绒面拉毛女士呢，花型为素色，纺织工艺为精纺，货号为3416165-30，成分为羊毛63wt％、涤纶8wt％、粘胶25wt％、莱卡4wt％，克重为463g/m2。
| 偶联剂 | CAS号 |
| 十三氟辛基三甲氧基硅烷 | 85857-16-5 |
| 氯甲基甲基二甲氧基硅烷 | 2212-11-5 |
| 乙烯基二甲基乙氧基硅烷 | 5356-83-2 |
实施例1
抗静电面料的制备方法，包括下述步骤：
(1)将6.5重量份白乳胶、8重量份乙醇、3重量份功能化二氧化钛、4重量份表面活性剂、2重量份偶联剂乙烯基二甲基乙氧基硅烷加入80重量份去离子水中以转速为300r/min搅拌20min混合均匀得到整理液；
(2)将面料在整理液中浸渍20min，将浸渍后的面料进行轧液，轧余率为70wt％，烘干，即得抗静电面料。
所述步骤(1)中表面活性剂为十二烷氧基乙基-α-D-吡喃木糖苷。
所述步骤(2)中浸渍的温度为40℃，所述面料与整理液的质量比为1：10。
所述步骤(2)中烘干的温度为75℃，时间为6h。
所述功能化二氧化钛的制备方法是：将10g正硅酸丙酯加入40g乙醇中以转速为300r/min搅拌15min得到溶液A，将4g硝酸银加入45g水中以转速为300r/min搅拌15min混合均匀，得到溶液B；将二氧化钛与溶液A、溶液B按质量比为1：5：5以转速为300r/min搅拌20min混合均匀，得到混合液；将混合液在温度为105℃下烘干至恒重；再进行焙烧，所述焙烧为由室温20℃以升温速率为5℃/min升温至500℃，然后在500℃保温3.5h，自热冷却至室温，得到功能化二氧化钛。
实施例2
抗静电面料的制备方法，包括下述步骤：
(1)将6.5重量份白乳胶、8重量份乙醇、3重量份功能化二氧化钛、4重量份表面活性剂、2重量份偶联剂十三氟辛基三甲氧基硅烷加入80重量份去离子水中以转速为300r/min搅拌20min混合均匀得到整理液；
(2)将面料在整理液中浸渍20min，将浸渍后的面料进行轧液，轧余率为70wt％，烘干，即得抗静电面料。
所述步骤(1)中表面活性剂为十二烷氧基乙基-α-D-吡喃木糖苷。
所述步骤(2)中浸渍的温度为40℃，所述面料与整理液的质量比为1：10。
所述步骤(2)中烘干的温度为75℃，时间为6h。
所述功能化二氧化钛的制备方法是：将10g正硅酸丙酯加入40g乙醇中以转速为300r/min搅拌15min得到溶液A，将4g硝酸银加入45g水中以转速为300r/min搅拌15min混合均匀，得到溶液B；将二氧化钛与溶液A、溶液B按质量比为1：5：5以转速为300r/min搅拌20min混合均匀，得到混合液；将混合液在温度为105℃下烘干至恒重；再进行焙烧，所述焙烧为由室温20℃以升温速率为5℃/min升温至500℃，然后在500℃保温3.5h，自热冷却至室温，得到功能化二氧化钛。
实施例3
抗静电面料的制备方法，包括下述步骤：
(1)将6.5重量份白乳胶、8重量份乙醇、3重量份功能化二氧化钛、4重量份表面活性剂、2重量份偶联剂氯甲基甲基二甲氧基硅烷加入80重量份去离子水中以转速为300r/min搅拌20min混合均匀得到整理液；
(2)将面料在整理液中浸渍20min，将浸渍后的面料进行轧液，轧余率为70wt％，烘干，即得抗静电面料。
所述步骤(1)中表面活性剂为十二烷氧基乙基-α-D-吡喃木糖苷。
所述步骤(2)中浸渍的温度为40℃，所述面料与整理液的质量比为1：10。
所述步骤(2)中烘干的温度为75℃，时间为6h。
所述功能化二氧化钛的制备方法是：将10g正硅酸丙酯加入40g乙醇中以转速为300r/min搅拌15min得到溶液A，将4g硝酸银加入45g水中以转速为300r/min搅拌15min混合均匀，得到溶液B；将二氧化钛与溶液A、溶液B按质量比为1：5：5以转速为300r/min搅拌20min混合均匀，得到混合液；将混合液在温度为105℃下烘干至恒重；再进行焙烧，所述焙烧为由室温20℃以升温速率为5℃/min升温至500℃，然后在500℃保温3.5h，自热冷却至室温，得到功能化二氧化钛。
实施例4
抗静电面料的制备方法，包括下述步骤：
(1)将6.5重量份白乳胶、8重量份乙醇、3重量份功能化二氧化钛、4重量份表面活性剂、1重量份偶联剂乙烯基二甲基乙氧基硅烷、1重量份偶联剂十三氟辛基三甲氧基硅烷加入80重量份去离子水中以转速为300r/min搅拌20min混合均匀得到整理液；
(2)将面料在整理液中浸渍20min，将浸渍后的面料进行轧液，轧余率为70wt％，烘干，即得抗静电面料。
所述步骤(1)中表面活性剂为十二烷氧基乙基-α-D-吡喃木糖苷。
所述步骤(2)中浸渍的温度为40℃，所述面料与整理液的质量比为1：10。
所述步骤(2)中烘干的温度为75℃，时间为6h。
所述功能化二氧化钛的制备方法是：将10g正硅酸丙酯加入40g乙醇中以转速为300r/min搅拌15min得到溶液A，将4g硝酸银加入45g水中以转速为300r/min搅拌15min混合均匀，得到溶液B；将二氧化钛与溶液A、溶液B按质量比为1：5：5以转速为300r/min搅拌20min混合均匀，得到混合液；将混合液在温度为105℃下烘干至恒重；再进行焙烧，所述焙烧为由室温20℃以升温速率为5℃/min升温至500℃，然后在500℃保温3.5h，自热冷却至室温，得到功能化二氧化钛。
实施例5
抗静电面料的制备方法，包括下述步骤：
(1)将6.5重量份白乳胶、8重量份乙醇、3重量份功能化二氧化钛、4重量份表面活性剂、1重量份偶联剂乙烯基二甲基乙氧基硅烷、1重量份偶联剂氯甲基甲基二甲氧基硅烷加入80重量份去离子水中以转速为300r/min搅拌20min混合均匀得到整理液；
(2)将面料在整理液中浸渍20min，将浸渍后的面料进行轧液，轧余率为70wt％，烘干，即得抗静电面料。
所述步骤(1)中表面活性剂为十二烷氧基乙基-α-D-吡喃木糖苷。
所述步骤(2)中浸渍的温度为40℃，所述面料与整理液的质量比为1：10。
所述步骤(2)中烘干的温度为75℃，时间为6h。
所述功能化二氧化钛的制备方法是：将10g正硅酸丙酯加入40g乙醇中以转速为300r/min搅拌15min得到溶液A，将4g硝酸银加入45g水中以转速为300r/min搅拌15min混合均匀，得到溶液B；将二氧化钛与溶液A、溶液B按质量比为1：5：5以转速为300r/min搅拌20min混合均匀，得到混合液；将混合液在温度为105℃下烘干至恒重；再进行焙烧，所述焙烧为由室温20℃以升温速率为5℃/min升温至500℃，然后在500℃保温3.5h，自热冷却至室温，得到功能化二氧化钛。
实施例6
抗静电面料的制备方法，包括下述步骤：
(1)将6.5重量份白乳胶、8重量份乙醇、3重量份功能化二氧化钛、4重量份表面活性剂、1重量份偶联剂十三氟辛基三甲氧基硅烷、1重量份偶联剂氯甲基甲基二甲氧基硅烷加入80重量份去离子水中以转速为300r/min搅拌20min混合均匀得到整理液；
(2)将面料在整理液中浸渍20min，将浸渍后的面料进行轧液，轧余率为70wt％，烘干，即得抗静电面料。
所述步骤(1)中表面活性剂为十二烷氧基乙基-α-D-吡喃木糖苷。
所述步骤(2)中浸渍的温度为40℃，所述面料与整理液的质量比为1：10。
所述步骤(2)中烘干的温度为75℃，时间为6h。
所述功能化二氧化钛的制备方法是：将10g正硅酸丙酯加入40g乙醇中以转速为300r/min搅拌15min得到溶液A，将4g硝酸银加入45g水中以转速为300r/min搅拌15min混合均匀，得到溶液B；将二氧化钛与溶液A、溶液B按质量比为1：5：5以转速为300r/min搅拌20min混合均匀，得到混合液；将混合液在温度为105℃下烘干至恒重；再进行焙烧，所述焙烧为由室温20℃以升温速率为5℃/min升温至500℃，然后在500℃保温3.5h，自热冷却至室温，得到功能化二氧化钛。
实施例7
抗静电面料的制备方法，包括下述步骤：
(1)将6.5重量份白乳胶、8重量份乙醇、3重量份功能化二氧化钛、4重量份表面活性剂、1重量份偶联剂乙烯基二甲基乙氧基硅烷、1重量份偶联剂十三氟辛基三甲氧基硅烷、1重量份氯化硬脂酰胺乙基二乙基苄基铵加入80重量份去离子水中以转速为300r/min搅拌20min混合均匀得到整理液；
(2)将面料在整理液中浸渍20min，将浸渍后的面料进行轧液，轧余率为70wt％，烘干，即得抗静电面料。
所述步骤(1)中表面活性剂为十二烷氧基乙基-α-D-吡喃木糖苷。
所述步骤(2)中浸渍的温度为40℃，所述面料与整理液的质量比为1：10。
所述步骤(2)中烘干的温度为75℃，时间为6h。
所述功能化二氧化钛的制备方法是：将10g正硅酸丙酯加入40g乙醇中以转速为300r/min搅拌15min得到溶液A，将4g硝酸银加入45g水中以转速为300r/min搅拌15min混合均匀，得到溶液B；将二氧化钛与溶液A、溶液B按质量比为1：5：5以转速为300r/min搅拌20min混合均匀，得到混合液；将混合液在温度为105℃下烘干至恒重；再进行焙烧，所述焙烧为由室温20℃以升温速率为5℃/min升温至500℃，然后在500℃保温3.5h，自热冷却至室温，得到功能化二氧化钛。
测试例1
将实施例所制得的抗静电面料，标准水洗10次之后，再进行性能测试，具体结果见下表。
标准水洗方法：标准洗涤剂用量为2克/L，洗涤条件40℃，在家用洗衣机上进行洗涤，洗涤5分钟为1次，60℃烘箱中烘干。一共洗涤10次。
表面电荷密度测试：采用国家标准GB/T 12703-1991《纺织品静电测试方法》中的C法(电荷面密度法)进行测试。
吸湿排汗性能测试：采用国家标准GB/T 21655.1-2008《纺织品吸湿速干性的评定第1部分：单项组合试验法》进行测试。
悬垂性测试：参考FZ/T 01045-1996进行，测试仪器采用武汉国量仪器有限公司提供的型号为YG811E的织物悬垂性能测定仪；试验前将抗静电面料在温度为20℃、相对湿度为65％的条件下调湿24小时。
表：面料性能测试结果表(水洗10次后)
由于二氧化钛是不溶于水的固体粉末，其表面能较大，非常容易发生团聚现象，导致二氧化钛无法均匀分散，而表面活性剂的加入主要作用是均匀稳定地将二氧化钛粒子分散在整理液中。二氧化钛在整理液均匀分散，能够有效提高后续整理对面料抗静电性能和悬垂性能的有效提升。
在本发明中，核心改进点是在原有体系中添加偶联剂，偶联剂的加入，一方面可以均匀稳定地将二氧化钛粒子分散在整理液中，另一方面偶联剂能够有效增加无机物质二氧化钛与有机聚合物白乳胶之间亲和力进而在整理步骤之后能够牢固附着在面料纤维上，不易洗脱，从而起到长效作用。然而，在本发明的整理液体系中，并非所有的偶联剂均能适用，仅硅烷偶联剂适合，特别优选十三氟辛基三甲氧基硅烷(实施例2)、氯甲基甲基二甲氧基硅烷(实施例3)和乙烯基二甲基乙氧基硅烷(实施例1)。实验发现十三氟辛基三甲氧基硅烷和乙烯基二甲基乙氧基硅烷复配，协同增效，起到了预料不到的技术效果。
在本发明中，再进一步的核心改进点是添加氯化硬脂酰胺乙基二乙基苄基铵。氯化硬脂酰胺乙基二乙基苄基铵，属于阳离子表面活性剂，润湿性、抗静电性能好，与无机物质能够牢固结合，产生固定作用，从而提高长效性。在本发明整理液配方中摈弃了原有的柠檬酸，高温下柠檬酸在体系中主要与纤维素的羟基形成酯键，起到防皱作用。而本发明后整理中的浸渍步骤是在低温下进行，所以柠檬酸的作用极为有限，没有存在必要。相反的，柠檬酸属于中强酸，其对阳离子表面活性剂氯化硬脂酰胺乙基二乙基苄基铵有极大影响，如果体系中添加柠檬酸将产生较大负面影响。
本发明面料，抗静电性能和悬垂性较好，多次水洗后依然持久保持良好的抗静电性能和悬垂性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种抗静电面料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)将4-9重量份白乳胶、5-10重量份乙醇、1-5重量份功能化二氧化钛、2-6重量份表面活性剂、1-3重量份偶联剂加入76-84重量份去离子水中混合均匀得到整理液；
(2)将面料在整理液中浸渍10-30min，将浸渍后的面料进行轧液，轧余率为60-80％，烘干；
所述偶联剂为十三氟辛基三甲氧基硅烷和乙烯基二甲基乙氧基硅烷的混合物。
2.如权利要求1所述的抗静电面料的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为十三氟辛基三甲氧基硅烷和乙烯基二甲基乙氧基硅烷质量比为(2-4)：(2-4)的混合物。
3.一种抗静电面料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)将4-9重量份白乳胶、5-10重量份乙醇、1-5重量份功能化二氧化钛、2-6重量份表面活性剂、1-3重量份偶联剂、0.5-1.5重量份氯化硬脂酰胺乙基二乙基苄基铵加入76-84重量份去离子水中混合均匀得到整理液；
(2)将面料在整理液中浸渍10-30min，将浸渍后的面料进行轧液，轧余率为60-80％，烘干；
所述偶联剂为十三氟辛基三甲氧基硅烷和乙烯基二甲基乙氧基硅烷的混合物。
4.如权利要求3所述的抗静电面料的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为十三氟辛基三甲氧基硅烷和乙烯基二甲基乙氧基硅烷质量比为(2-4)：(2-4)的混合物。
5.一种抗静电面料，其特征在于，采用权利要求1-4方法制备而成。
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Address after: No. 319 Huancheng West Road, Jinhu Economic Development Zone, Huai'an City, Jiangsu Province, 223001 Patentee after: Jiangsu Guanghao Hotel Supplies Group Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: No. 319, Huancheng West Road, Jinhu Economic Development Zone, Huai'an City, Jiangsu Province, 211699 Patentee before: Jiangsu Guanghao Textile Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |