CN112048922A - 一种香味缓释防紫外纺织品涂层及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种香味缓释防紫外纺织品涂层及其制备方法和应用，该涂层主要由如下重量份的原料所制成：水性树脂10～50份，SiO2/纤维素杂化微胶囊5～40份，助剂0.1～5份，去离子水3～40份。本发明提供了一种基于纤维素/SiO2杂化微胶囊的香味缓释防紫外纺织品涂层，解决了现有功能纺织品功能单一，同时也解决了纺织品处理过程中耗时和成本高等问题。本发明利用涂层中纤维素/SiO2杂化微胶囊内部包覆香精，SiO2表面接枝UV吸收剂，将其应用于纺织品上可赋予纺织品香味缓释防紫外等功能。本发明制备工艺绿色环保，可广泛用于户外服装、家纺面料、室内装饰品、防护服等方面。

Description

一种香味缓释防紫外纺织品涂层及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于纺织品涂层，具体涉及一种基于纤维素/SiO2杂化微胶囊的香味缓释防紫外纺织品涂层及其制备方法和应用。
背景技术
随着人们生活水平的提高，香味保健纺织品已受到了人们广泛关注。尽管如此，但通常香精热稳定性差，易挥发且易被氧化，如果直接将香精处理在纺织品上，香味不仅维持时间很短，并且耐水洗牢度差。此外，对于户外纺织品，必须考虑紫外线的危害，长期遭受紫外线辐射会导致皮肤晒伤，会出现如红斑、水疱、水肿等症状。随着多功能织物涂层的发展，可以赋予织物以具有香味和抗紫外线的特性，能满足人们高质量生活的需要。因此设计和制备多功能微胶囊具有重要意义，可以使香味具有长效缓释作用还具有抗紫外性能。
目前，中国专利CN110924160A公开了一种防紫外棉织物面料的制备方法，通过组装的方式将具有抗紫外的褶皱氧化石墨烯微球附于棉织物的表面，由于氧化石墨烯的紫外光吸收作用，从而赋予了织物面料的紫外防护性能，其紫外线防护指数UPF值可达到58以上。该处理面料只具有防紫外功能，功能单一，应用领域受限。CN110465250A公开了一种微胶囊复合壁材、微胶囊香精及其制备方法，该微胶囊的复合壁材由汉生胶、壳寡糖、去离子水和防腐剂组成，内部包裹增溶剂和香精，壁材中壳寡糖的加入，既可保护香精又有保湿作用。这种微胶囊可用于纺织品，可使得纺织品具有长效芳香性，但是该纺织品很少用于户外纺织品，由于其不具备抗紫外性。尽管防紫外微胶囊或香味微胶囊都可以用于纺织品，但是功能单一的微胶囊在其应用方面将会受到限制，如何合成多功能微胶囊并一次性用于纺织品并赋予其多种功能还是具有一定挑战。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于纤维素/SiO2杂化微胶囊的香味缓释防紫外纺织品涂层，解决了现有功能纺织品功能单一，同时也解决了纺织品处理过程中的耗时和高成本等问题。
本发明还提供了所述的香味缓释防紫外纺织品涂层的制备方法及其应用。
技术方案：本发明提供一种香味缓释防紫外纺织品涂层，主要由以下原料制备而成：水性树脂10～50份，SiO2/纤维素杂化微胶囊5～40份，助剂0.1～5份，去离子水3～40份。其中，所述水性树脂为水性聚硅氧烷树脂、水性环氧树脂、水性聚氨酯、水性氟碳树脂、水性丙烯酸树脂中的一种或几种的混合物。
其中，所述助剂为柔软剂、流平剂、附着力促进剂、抗静电剂中的一种或几种的混合物。
其中，所述纤维素/SiO2杂化微胶囊主要由5-10重量份UV紫外吸收剂、1～5重量份异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、0.1-1重量份二月桂酸二丁基锡制成改性UV紫外吸收剂；再主要由1-8重量份乙基纤维素、1-5重量份香精、0.5-5重量份正硅酸乙酯、0.5-2重量份改性UV紫外吸收剂、5～20重量份乙酸乙酯、10-100重量份饱和乙酸乙酯水溶液、0.5-5重量份乳化剂、100-600重量份去离子水制成纤维素/SiO2杂化微胶囊。
作为优选，所述香精为茉莉花香精、柠檬香精、香草香精、百合香精、薄荷香精、薰衣草香精、古龙香精、艾草香精、桂花香精、紫罗兰香精、依兰香精中的一种或几种的混合物。
作为优选，所述UV紫外吸收剂选自水杨酯苯酯、紫外吸收剂UV-0、紫外吸收剂UV-9、紫外吸收剂UV-P、紫外吸收剂UV-234、紫外吸收剂UV-326、紫外吸收剂UV-327、紫外吸收剂UV-328、紫外吸收剂UV-366中的一种或几种。
作为优选，所述乳化剂选自曲拉通X-100、十二烷基氯化铵、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或几种。
本发明所述的基于纤维素/SiO2杂化微胶囊的香味缓释防紫外纺织品涂层的制备方法，包括如下步骤：
将UV紫外吸收剂和异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷混合均匀在氮气气氛下加入二月桂酸二丁基锡，在连续搅拌反应，得到改性UV紫外线吸收剂；
将乙基纤维素、香精、正硅酸乙酯、改性UV紫外吸收剂加入乙酸乙酯中形成均匀溶液，然后向溶液中加入饱和乙酸乙酯水溶液和乳化剂，将这混合物超声乳化后，所得乳液倒入去离子水中，在室温下搅拌后即得到纤维素/SiO2杂化微胶囊；
将纤维素/SiO2杂化微胶囊、水性树脂、助剂和水搅拌均匀后，涂覆在纺织品上，干燥或焙烘，在纺织品上形成基于纤维素/SiO2杂化微胶囊的香味缓释防紫外纺织品涂层。
作为优选，本发明中所述的纤维素/SiO2杂化微胶囊，其制备步骤为：
将5-10重量份UV紫外吸收剂和1～5重量份异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(IPTS)混合均匀在氮气气氛下加入0.1-1重量份二月桂酸二丁基锡，在40℃下连续搅拌反应4小时，得到改性UV紫外吸收剂。
将1-8重量份乙基纤维素、1-5重量份香精、0.5-5重量份正硅酸乙酯、0.5-2重量份改性UV紫外吸收剂加入5～20重量份乙酸乙酯中形成均匀溶液。然后向溶液中加入10-100重量份饱和乙酸乙酯水溶液和0.5-5重量份乳化剂，将这混合物超声乳化10-30分钟后，所得乳液倒入100-600重量份去离子水，在室温下搅拌3小时后即得到纤维素/SiO2杂化微胶囊。
本发明中所述的基于纤维素/SiO2杂化微胶囊的香味缓释防紫外纺织品涂层，其微胶囊粒径为1-100μm。
进一步地，将纤维素/SiO2杂化微胶囊、水性树脂、助剂和水搅拌均匀后，涂覆在纺织品上，干燥或焙烘温度为：20～100℃。
本发明所述的香味缓释防紫外纺织品涂层在在户外服装、家纺面料、室内装饰品、特种防护服涂覆中的应用。
进一步地，所述涂覆采用浸涂、辊涂或者喷涂。
本发明基于纤维素/SiO2杂化微胶囊结合水性树脂赋予纺织品香味缓释抗紫外性能，该方法一步处理，简单环保是制备多功能纺织品的一条有效途径。
本发明制备的涂层通过微胶囊壳层SiO2表面接枝UV吸收剂，赋予涂层抗紫外性能，同时微胶囊中包覆的香精可在壳层的作用延迟释放，使得涂层具有香味长效性，因此所制备的纺织品涂层不仅具有香味缓释性还具有抗紫外功能。
有益效果：(1)本发明制备的基于纤维素/SiO2杂化微胶囊的香味缓释防紫外纺织品涂层，其中纤维素/SiO2杂化微胶囊核壳里的香精和紫外吸收剂赋予微胶囊香味缓释和抗紫外线功能；
(2)本发明将纤维素/SiO2杂化微胶囊和树脂共混一步涂覆纺织品，即可赋予纺织品长效香味和抗紫外性能，该多功能效果的获得无需多次处理纺织品；
(3)本发明在制备中使用的乙基纤维素包覆香精是生物质材料，无毒环保，且来源于植物中，成本低廉、具有可持续和绿色环保的优点，无需使用现有技术中的合成聚合物包覆香精；
(4)涂层处理后的纺织品具有良好的香味缓释和抗紫外线性能，本发明的基于纤维素/SiO2杂化微胶囊的纺织品涂层可用于家纺面料、运动服、特种防护服、窗帘及其它户外用品、室内装饰品等。
附图说明
图1为纤维素/SiO2杂化微胶囊扫描电镜SEM图；
图2为微胶囊或香精处理织物香精释放曲线图；
图3为微胶囊处理纺织品的紫外防护性示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
本发明实施例中使用的原料均市售可得，或者采用市售的同类型原料均可。
柔软剂(非离子型，嘉善江南纺织材料有限公司)
流平剂(BYK-333,德国毕克)
附着力促进剂(SHYT2650，上海宜涂实业有限公司)
抗静电剂(T-920G，苏州捷盛新材料科技有限公司)
失水山梨醇脂肪酸酯(span-80，江苏省海安石油化工厂)
聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯(吐温20，广州洁露华生物科技)
水性聚硅氧烷树脂(BS，德国瓦克)
水性环氧树脂(WX-5600-40，佛山市弯厦新材料科技有限公司)
水性聚氨酯(SPUA-6165，广州亨缌克新材料有限公司)
水性丙烯酸树脂(AA-86655，苏州青田新材料有限公司)
水性氟碳树脂(ftw-12，河南万工环保材料有限公司)
乙基纤维素(优级品，广州市佳信行化工科技有限公司)
实施例1
(1)将6重量份水杨酯苯酯和3.5重量份异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(IPTS)混合均匀在氮气气氛下加入0.3重量份二月桂酸二丁基锡，在40℃下连续搅拌反应4小时，得到改性UV紫外吸收剂。
(2)将6重量份乙基纤维素、3重量份桂花香精、0.8重量份正硅酸乙酯、0.7重量份改性UV紫外吸收剂加入15重量份乙酸乙酯中混合形成均匀溶液。然后向溶液中加入100重量份饱和乙酸乙酯水溶液和0.8重量份曲拉通X-100，将混合物超声乳化15分钟后，所得乳液倒入300重量份去离子水中，在室温下搅拌3小时后即得到纤维素/SiO2杂化微胶囊。
(3)将15重量份纤维素/SiO2杂化微胶囊、50重量份水性环氧树脂、2重量份附着力促进剂和33重量份去离子水搅拌均匀后通过喷涂在窗帘布上，使其涂层厚度达到约80μm，然后在60℃焙烘5分钟，即得香味缓释防紫外窗帘布涂层。
实施例2
(1)将5重量份紫外线吸收剂UV-P和3重量份异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷混合均匀在氮气气氛下加入0.2重量份二月桂酸二丁基锡，在40℃下连续搅拌反应4小时，得到改性UV紫外吸收剂。
(2)将5重量份乙基纤维素、2重量份薰衣草香精、0.6重量份正硅酸乙酯、0.6重量份改性UV紫外吸收剂加入10重量份乙酸乙酯中混合形成均匀溶液。然后向溶液中加入50重量份饱和乙酸乙酯水溶液和0.5重量份失水山梨醇脂肪酸酯，将混合物超声乳化15分钟后，所得乳液倒入250重量份去离子水，在室温下搅拌3小时后即得到纤维素/SiO2杂化微胶囊。
(3)将20重量份纤维素/SiO2杂化微胶囊、45重量份水性聚氨酯树脂、3重量份柔软剂和32重量份去离子水搅拌均匀后通过浸涂方式涂覆在家纺面料上，使其涂层厚度达到约20μm，然后在80℃焙烘3分钟，即得香味缓释防紫外家纺面料涂层。
实施例3
(1)将10重量份紫外线吸收剂UV-9和5重量份异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷混合均匀在氮气气氛下加入0.5重量份二月桂酸二丁基锡，在40℃下连续搅拌反应4小时，得到改性UV紫外吸收剂。
(2)将8重量份乙基纤维素、4重量份茉莉花香精、1重量份正硅酸乙酯、0.8重量份改性UV紫外吸收剂加入20重量份乙酸乙酯中形成均匀溶液。然后向溶液中加入100重量份饱和乙酸乙酯水溶液和0.9重量份十二烷基苯磺酸钠，将混合物超声乳化15分钟后，所得乳液倒入400重量份去离子水，在室温下搅拌3小时后即得到纤维素/SiO2杂化微胶囊。
(3)将30重量份纤维素/SiO2杂化微胶囊、40重量份水性聚硅氧烷树脂、1重量份流平剂和29重量份去离子水搅拌均匀后通过辊涂方式涂覆在户外登山服上，使其涂层厚度达到约50μm，然后在100℃焙烘1分钟，即得香味缓释防紫外织物涂层。
实施例4
(1)将8重量份紫外线吸收剂UV-234和4重量份异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷混合均匀在氮气气氛下加入0.35重量份二月桂酸二丁基锡，在40℃下连续搅拌反应4小时，得到改性UV紫外线吸收剂。
(2)将6.5重量份乙基纤维素、3重量份古龙香精、0.7重量份正硅酸乙酯、0.6重量份改性UV紫外吸收剂加入16重量份乙酸乙酯中形成均匀溶液。然后向溶液中加入80重量份饱和乙酸乙酯水溶液和0.7重量份十二烷基硫酸钠，将混合物超声乳化15分钟后，所得乳液倒入300重量份去离子水，在室温下搅拌3小时后即得到纤维素/SiO2杂化微胶囊。
(3)将22重量份纤维素/SiO2杂化微胶囊、45重量份水性环氧树脂、2重量份柔软剂和31重量份去离子水搅拌均匀后通过辊涂方式涂覆在运动服上使其涂层厚度达到约40μm，然后在60℃焙烘3分钟，即得香味缓释防紫外织物涂层。
实施例5
(1)将9重量份紫外线吸收剂UV-326和4.5重量份异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷混合均匀在氮气气氛下加入0.45重量份二月桂酸二丁基锡，在40℃下连续搅拌反应4小时，得到改性UV紫外线吸收剂。
(2)将7.5重量份乙基纤维素、3.5重量份艾草香精、0.85重量份正硅酸乙酯、0.7重量份改性UV紫外吸收剂加入19重量份乙酸乙酯中形成均匀溶液。然后向溶液中加入90重量份饱和乙酸乙酯水溶液和0.8重量份十二烷基氯化铵，将混合物超声乳化15分钟后，所得乳液倒入350重量份去离子水，在室温下搅拌3小时后即得到纤维素/SiO2杂化微胶囊。
(3)将18重量份纤维素/SiO2杂化微胶囊、48重量份水性丙烯酸树脂、1重量份抗静电剂和33重量份水搅拌均匀后通过浸涂方式涂覆在特种防护服上使其涂层厚度达到约30μm，然后在80℃焙烘2分钟，即得香味缓释防紫外织物涂层。
实施例6
(1)将5重量份紫外线吸收剂UV-327和1重量份异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(IPTS)混合均匀在氮气气氛下加入0.1重量份二月桂酸二丁基锡，在40℃下连续搅拌反应4小时，得到改性UV紫外吸收剂。
(2)将1重量份乙基纤维素、1重量份紫罗兰香精、0.5重量份正硅酸乙酯、0.5重量份改性UV紫外吸收剂加入5重量份乙酸乙酯中混合形成均匀溶液。然后向溶液中加入10重量份饱和乙酸乙酯水溶液和0.5重量份聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯，将混合物超声乳化15分钟后，所得乳液倒入100重量份去离子水中，在室温下搅拌3小时后即得到纤维素/SiO2杂化微胶囊。
(3)将5重量份纤维素/SiO2杂化微胶囊、10重量份水性氟碳树脂、0.1重量份附着力促进剂和3重量份去离子水搅拌均匀后通过喷涂在室内装饰品上，使其涂层厚度达到约80μm，然后在20℃干燥30分钟，即得香味缓释防紫外窗帘布涂层。
实施例7
(1)将10重量份紫外线吸收剂UV-328和5重量份异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(IPTS)混合均匀在氮气气氛下加入1重量份二月桂酸二丁基锡，在40℃下连续搅拌反应4小时，得到改性UV紫外吸收剂。
(2)将8重量份乙基纤维素、5重量份薄荷香精、5重量份正硅酸乙酯、2重量份改性UV紫外吸收剂加入20重量份乙酸乙酯中混合形成均匀溶液。然后向溶液中加入100重量份饱和乙酸乙酯水溶液和5重量份聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯，将混合物超声乳化15分钟后，所得乳液倒入100重量份去离子水中，在室温下搅拌3小时后即得到纤维素/SiO2杂化微胶囊。
(3)将40重量份纤维素/SiO2杂化微胶囊、50重量份水性氟碳树脂、5重量份附着力促进剂和40重量份去离子水搅拌均匀后通过喷涂在运动服上，使其涂层厚度达到约40μm，然后在60℃焙烘5分钟，即得香味缓释防紫外窗帘布涂层。
试验例1
测试方法：
香味缓释性能
用紫外-可见近红外分光光度计(U-4100,Hitachi)在200-800nm范围内测量吸光度并绘制纺织品香味释放曲线。
抗紫外线防护性能
用紫外线防护测试仪(Darong,YGB 912E,China)测定了涂层织物的透光率和紫外线防护系数(UPF)。
本发明实施例1方法制备的杂化微胶囊的结构形貌扫描电镜图，如图1所示其微胶囊粒径为1-100μm。
以实施例1制备的香味缓释防紫外涂层处理窗帘布(1.包覆桂花香精纤维素/SiO2杂化微胶囊复合水性环氧树脂涂层处理窗帘布(实施例1的涂层)；2.包覆桂花香精纤维素微胶囊复合水性环氧树脂涂层处理窗帘布，包覆桂花香精纤维素微胶囊复合水性环氧树脂涂层的制备和实施例1的方法相同，不同之处在于：微胶囊制备过程中不加正硅酸乙酯和改性UV紫外吸收剂；3.桂花香精直接处理窗帘布)并用上述测试方法进行香味缓释性能测试，在放置3个月后包覆桂花香精纤维素/SiO2杂化微胶囊复合水性环氧树脂涂层处理窗帘布还具有30％以上的桂花香精残留(图2)，这主要是由于微胶囊壳层纤维素和SiO2的阻碍而延缓了香精的释放。同时采用上述测试方法进行抗紫外线防护性能，该涂层具有抗紫外效果，紫外防护指数(UPF)可达到158(图3)。

Claims (10)

1.一种香味缓释防紫外纺织品涂层，其特征在于，主要由如下重量份的原料所制成：水性树脂10～50份，SiO2/纤维素杂化微胶囊5～40份，助剂0.1～5份，去离子水3～40份。
2.根据权利1要求所述的基于纤维素/SiO2杂化微胶囊的香味缓释防紫外纺织品涂层，其特征在于，所述水性树脂为水性聚硅氧烷树脂、水性环氧树脂、水性聚氨酯、水性氟碳树脂、水性丙烯酸树脂中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的香味缓释防紫外纺织品涂层，其特征在于，所述助剂为柔软剂、流平剂、附着力促进剂、抗静电剂中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的香味缓释防紫外纺织品涂层，其特征在于，所述纤维素/SiO2杂化微胶囊主要由5-10重量份UV紫外吸收剂、1～5重量份异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、0.1-1重量份二月桂酸二丁基锡制成改性UV紫外吸收剂；再主要由1-8重量份乙基纤维素、1-5重量份香精、0.5-5重量份正硅酸乙酯、0.5-2重量份改性UV紫外吸收剂、5～20重量份乙酸乙酯、10-100重量份饱和乙酸乙酯水溶液、0.5-5重量份乳化剂、100-600重量份去离子水制成纤维素//SiO2杂化微胶囊。
5.根据权利要求4所述的香味缓释防紫外纺织品涂层，其特征在于，所述香精优选为茉莉花香精、柠檬香精、香草香精、百合香精、薄荷香精、薰衣草香精、古龙香精、艾草香精、桂花香精、紫罗兰香精、依兰香精中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求4所述的香味缓释防紫外纺织品涂层，其特征在于，所述UV紫外吸收剂选自水杨酯苯酯、紫外线吸收剂UV-0、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-234、紫外线吸收剂UV-326、紫外线吸收剂UV-327、紫外线吸收剂UV-328、紫外线吸收剂UV-366中的一种或几种。
7.根据权利要求4所述的香味缓释防紫外纺织品涂层，其特征在于，所述乳化剂选自曲拉通X-100、十二烷基氯化铵、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或几种。
8.一种权利要求1所述的香味缓释防紫外纺织品涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将UV紫外吸收剂和异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷混合均匀在氮气气氛下加入二月桂酸二丁基锡，在连续搅拌反应，得到改性UV紫外吸收剂；
将乙基纤维素、香精、正硅酸乙酯、改性UV紫外吸收剂加入乙酸乙酯中形成均匀溶液，然后向溶液中加入饱和乙酸乙酯水溶液和乳化剂，将这混合物超声乳化后，所得乳液倒入去离子水中，在室温下搅拌后即得到纤维素/SiO2杂化微胶囊；
将纤维素/SiO2杂化微胶囊、水性树脂、助剂和水搅拌均匀后，涂覆在纺织品上，干燥或焙烘，在纺织品上形成基于纤维素/SiO2杂化微胶囊的香味缓释防紫外纺织品涂层。
9.一种权利要求1所述的香味缓释防紫外纺织品涂层在户外服装、家纺面料、室内装饰品、防护服涂覆中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述涂覆采用浸涂、辊涂或者喷涂。
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