CN112724827B - 基于草莓型微胶囊的多功能织物涂层及其制备方法和应用 - Google Patents

基于草莓型微胶囊的多功能织物涂层及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于草莓型微胶囊的多功能织物涂层及其制备方法和应用，所述涂层包括草莓型缓释微胶囊5‑40份，水性树脂20‑60份，助剂0.5‑10份，去离子水5‑30份。与现有技术相比，本发明具有以下优点：(1)本发明所述涂层基于草莓型缓释微胶囊负载多种功能性组分，赋予涂层香味缓释、超疏水和抗紫外等多种功能；(2)所述制备草莓型缓释微胶囊的方法快速环保，可高效率地与多种水性树脂复合；(3)涂层制备方法仅需共混一步涂覆，无需对织物进行多次处理；(4)所述涂层应用范围广。

Description

基于草莓型微胶囊的多功能织物涂层及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于织物涂层技术领域，涉及一种基于草莓型缓释微胶囊的织物涂层，具体为基于草莓型微胶囊的多功能织物涂层及其制备方法和应用。
背景技术
目前单一功能的纺织品很难满足市场需求，集释香除臭、抗菌、疏水、防紫外等功能于一体的多功能纺织品越来越受到消费者的广泛关注和重视，具有广阔的发展前景。
现有技术中的功能纺织品多为单一功能纺织品，少数具有双功能的纺织品多采用层层自组装的方法制备，制备工艺繁琐，耗时长。多数纺织品在多次使用后会产生令人不愉快的气味，因此，制备有香味的纺织品是防止织物散发异味的有效方法。但是多数香精化学性质不稳定，易氧化易挥发，因此对香精进行封装是防止其快速挥发的有效措施，并且可以控制其释香的速度，达到长久释放。此外，户外纺织品具有良好的疏水性和抗紫外性能更为必要，因而通过简单绿色的途径制备出具有多功能的涂层织物更能满足人们的高品质需求。
专利CN107268265A公开了一种高效持久多功能纺织品，该纺织品通过多步骤浸渍不同整理液使得织物具有抗紫外、抗静电、抗菌性以及自清洁等功能。专利CN 110331581 A公开了一种高舒适性多功能智能纺织面料的制备方法，先将棉织物羧甲基化，并将吡啶季铵盐阳离子柔软剂、氧化石墨烯和纳米二氧化钛颗粒超声复合，制备水性分散体。然后将织物与该水性分散体加热固化。再将β-环糊精接枝壳聚糖，最后再浸泡薰衣草精油的乙醇溶液，最终得到具有光催化自洁、抗菌、芳香、防紫外线和导电等多重功能的纺织品。但是这些多功能纺织品的制备工艺复杂，步骤繁琐，而且制备过程有环境污染。
发明内容
解决的技术问题：为了克服现有技术的不足，本发明通过对草莓型缓释微胶囊的壳层进行改性，赋予微胶囊疏水性和抗紫外线性能，同时在微胶囊中载入香精，从而获得一种多功能织物涂层；鉴于此，本发明提供了基于草莓型微胶囊的多功能织物涂层及其制备方法和应用。
技术方案：基于草莓型微胶囊的多功能织物涂层，按重量份计，所述涂层包括草莓型缓释微胶囊5-40份，水性树脂20-60份，助剂0.5-10份，去离子水5-30份；所述草莓型缓释微胶囊由以下方法制得：将0.1-2质量份甲基丙烯酸丁酯、0.5-5质量份1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.1-2质量份甲基丙烯酸二乙氨基乙酯以及0.5-5质量份香精超声混合均匀后，再加入0.05-0.5质量份光引发剂、20-100质量份去离子水和2-10质量份固含量为20％的改性二氧化钛溶胶，超声乳化10-60分钟后，将所得白色乳液置于紫外光线下照射5-40秒后，即得到草莓型缓释微胶囊。
优选的，所述水性树脂为水性聚氨酯树脂、水性有机硅树脂、水性丙烯酸树脂、水性环氧树脂、水性氟碳树脂中的至少一种。
优选的，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、依兰香精中的至少一种；所述引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2，4，6-三甲基苯酰磷酸二乙酯、2-苯基-2,2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮、a，a-二乙氧基苯丙酮、2，4，6-三甲基苯酰二苯基氧化膦和1-羟基-环己基苯甲酮中的至少一种。
优选的，所述改性二氧化钛溶胶由以下方法制得：将0.1-0.5质量份改性紫外吸收剂、0.1-1质量份氟硅烷、2-20份固含量为20％的二氧化钛溶胶和10-50份去离子水混合均匀后，在40-70℃下磁力搅拌反应3-12小时，即得到改性二氧化钛溶胶。
优选的，所述改性紫外吸收剂由以下方法制得：将紫外吸收剂和异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷按照摩尔比1:1比例混合均匀后，加入总质量为0.5-1％的二月桂酸二丁基锡，在氮气气氛下30-60℃磁力搅拌反应3-8小时，即得到改性紫外吸收剂；其中，紫外吸收剂为2-(2'-羟基-3',5'-二枯基苯基)苯并三氮唑、{3-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸}-聚乙二醇300酯、2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮中的至少一种。
优选的，所述氟硅烷为十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、全氟癸基二氧基硅烷中的至少一种。
优选的，所述助剂为消泡剂、流平剂、附着力促进剂中的至少一种；其中，消泡剂为BYK-019、BYK-023、BYK-028、BYK-034、BYK-051、BYK-052、BYK-055中的至少一种；流平剂为BYK-333、BYK-346、BYK-359、BYK-375中的至少一种；附着力促进剂为BYK-4500、BYK-4509、BYK-4510、BYK-4513中的至少一种。
以上所述的基于草莓型微胶囊的多功能织物涂层的制备方法，将草莓型缓释微胶囊、水性树脂、助剂和去离子水搅拌均匀后得到多功能涂料，通过浸涂或刮涂方式将涂料涂覆在织物表面，40-120℃条件下干燥10-60分钟后即可得到多功能织物涂层。
以上所述基于草莓型微胶囊的多功能织物涂层在制备具有香味缓释、超疏水和抗紫外功能织物中的应用。
优选的，所述织物为户外服装面料、皮革制品、窗帘或帐篷。
本发明所述基于草莓型微胶囊的多功能织物涂层配方设计原理在于：以UV吸收剂和疏水剂改性纳米二氧化钛为皮克林乳化剂，并通过乳液光聚合法制备出草莓型多功能微胶囊，微胶囊壳层UV吸收剂改性纳米二氧化钛赋予织物涂层抗紫外性能，疏水剂和草莓型结构赋予了涂层超疏水性，同时微胶囊中包覆的香精可缓慢释放，使得织物涂层具有香味长久性，因此所制备的织物涂层不仅具有抗紫外功能和超疏水性还具有香味缓释性。
有益效果：(1)本发明所述涂层基于草莓型缓释微胶囊负载多种功能性组分，赋予涂层香味缓释、超疏水和抗紫外等多种功能；(2)所述制备草莓型缓释微胶囊的方法快速环保，可高效率地与多种水性树脂复合；(3)涂层制备方法仅需共混一步涂覆，无需对织物进行多次处理；(4)所述涂层应用范围广。
附图说明
图1为本发明草莓型缓释微胶囊扫描电镜SEM图；
图2为本发明多功能织物涂层超疏水性效果图；
图3为本发明多功能织物涂层抗紫外性能图；
图4为本发明多功能织物涂层桂花香精残留量曲线图。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1：
(1)将紫外吸收剂2-(2'-羟基-3',5'-二枯基苯基)苯并三氮唑和异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷按照摩尔比1:1比例混合均匀后，加入二月桂酸二丁基锡(总质量的0.6％)，在氮气气氛下40℃磁力搅拌反应5小时得到改性紫外吸收剂。
(2)将0.2质量份上述改性紫外吸收剂、0.5质量份十三氟辛基三甲氧基硅烷，15份二氧化钛溶胶(固含量20％)，30份去离子水，混合均匀后，在50℃下磁力搅拌反应8小时后得到改性二氧化钛溶胶。
(3)在单口烧瓶加入将0.3质量份甲基丙烯酸丁酯、2质量份己二醇二丙烯酸酯、0.2质量份甲基丙烯酸二乙氨基乙酯以及2质量份桂花香精超声混合均匀后，再加入0.1质量份光引发剂1173，60质量份去离子水和5质量份改性二氧化钛溶胶(固含量20％)，超声乳化40分钟后，将所得白色乳液置于紫外光线下照射20秒后得到草莓型缓释微胶囊。
(4)将步骤(3)制备得到的50质量份草莓型缓释微胶囊与50质量份水性有机硅树脂在烧杯中混合，并在1000转/分钟下搅拌10分钟，得到水性多功能织物涂料。最后将该涂料涂覆在纯棉织物表面，在80℃下干燥15分钟得到香味缓释疏水抗紫外多功能织物涂层。
实施例2：
(1)将紫外吸收剂2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮和异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷按照摩尔比1:1比例混合均匀后，加入二月桂酸二丁基锡(总质量的0.5％)，在氮气气氛下50℃磁力搅拌反应4小时得到改性紫外吸收剂。
(2)将0.3质量份上述改性紫外吸收剂、0.6质量份十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷，17份二氧化钛溶胶(固含量20％)，40份去离子水，混合均匀后，在60℃下磁力搅拌反应6小时后得到改性二氧化钛。
(3)在单口烧瓶加入将0.5质量份甲基丙烯酸丁酯、3质量份己二醇二丙烯酸酯、0.4质量份甲基丙烯酸二乙氨基乙酯以及3质量份香草香精超声混合均匀后，再加入0.2质量份光引发剂189，80质量份去离子水和7质量份改性二氧化钛溶胶(固含量20％)，超声乳化50分钟后，将所得白色乳液置于紫外光线下照射30秒后得到草莓型缓释微胶囊。
(4)将步骤(3)制备得到的40质量份草莓型缓释微胶囊与60质量份水性有机硅树脂在烧杯中混合，并在1500转/分钟下搅拌15分钟，得到水性多功能织物涂料。最后将该涂料涂覆在纯棉织物表面，在75℃下干燥20分钟得到香味缓释疏水抗紫外多功能织物涂层。
实施例3：
(1)将紫外吸收剂2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷按照摩尔比1:1比例混合均匀后，加入二月桂酸二丁基锡(总质量的0.8％)，在氮气气氛下60℃磁力搅拌反应3小时得到改性紫外吸收剂。
(2)将0.5质量份上述改性紫外吸收剂、0.8质量份十七氟癸基三甲氧基硅烷，20份二氧化钛溶胶(固含量20％)，50份去离子水，混合均匀后，在65℃下磁力搅拌反应5小时后得到改性二氧化钛。
(3)在单口烧瓶加入将1.2质量份甲基丙烯酸丁酯、4.5质量份己二醇二丙烯酸酯、1质量份甲基丙烯酸二乙氨基乙酯以及4质量份薰衣草香精超声混合均匀后，再加入0.4质量份光引发剂1173，100质量份去离子水和10质量份改性二氧化钛溶胶(固含量20％)，超声乳化50分钟后，将所得白色乳液置于紫外光线下照射40秒后得到草莓型缓释微胶囊。
(4)将步骤(3)制备得到的35质量份草莓型缓释微胶囊与65质量份水性有机硅树脂在烧杯中混合，并在2000转/分钟下搅拌20分钟，得到水性多功能织物涂料。最后将该涂料涂覆在纯棉织物表面，在70℃下干燥25分钟得到香味缓释疏水抗紫外多功能织物涂层。
试验例1
测试方法：
超疏水性能
用接触角仪(KRUSS,DSA100,Germany)测定涂层表面的水接触角和滚动角。
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)。
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。
本发明实施例1方法制备的草莓型缓释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5-50μm。
以实施例1制备的草莓型缓释微胶囊复合水性有机硅树脂处理棉布后，涂层表面水接触角为158.6°，滚动角为9.0°(图2)；同时采用上述测试方法进行抗紫外线防护性能，该涂层紫外波长区透射率很低，具有抗紫外效果，紫外防护指数(UPF)可达到122.5(图3)；进一步用上述测试方法进行香味缓释性能测试，在放置3个月后织物涂层还具有30％以上的桂花香精残留(图4)，这主要是由于微胶囊壳层聚合物的阻碍而延缓了香精的释放。
以实施例2制备的织物涂层表面水接触角为158.7°，滚动角为8.1°；紫外防护指数(UPF)可达到131.3；放置3个月后织物涂层还具有33％以上的香草香精残留。
以实施例3制备的织物涂层表面水接触角为157.2°，滚动角为8.6°；紫外防护指数(UPF)可达到121.8；放置3个月后织物涂层还具有35％以上的薰衣草香精残留。

Claims (6)

1.基于草莓型微胶囊的多功能织物涂层，其特征在于，按重量份计，所述涂层包括草莓型缓释微胶囊5-40份，水性树脂20-60份，助剂0.5-10份，去离子水5-30份；所述草莓型缓释微胶囊由以下方法制得：将0.1-2质量份甲基丙烯酸丁酯、0.5-5质量份1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.1-2质量份甲基丙烯酸二乙氨基乙酯以及0.5-5质量份香精超声混合均匀后，再加入0.05-0.5质量份光引发剂、20-100质量份去离子水和2-10质量份固含量为20%的改性二氧化钛溶胶，超声乳化10-60分钟后，将所得白色乳液置于紫外光线下照射5-40秒后，即得到草莓型缓释微胶囊；
所述水性树脂为水性聚氨酯树脂、水性有机硅树脂、水性丙烯酸树脂、水性环氧树脂、水性氟碳树脂中的至少一种；
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、依兰香精中的至少一种；所述引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2，4，6-三甲基苯酰磷酸二乙酯、2-苯基-2,2-二甲氨基-1-（4-吗啉苯基）-1-丁酮、a，a-二乙氧基苯丙酮、2，4，6-三甲基苯酰二苯基氧化膦和1-羟基-环己基苯甲酮中的至少一种；
所述改性二氧化钛溶胶由以下方法制得：将0.1-0.5质量份改性紫外吸收剂、0.1-1质量份氟硅烷、2-20份固含量为20%的二氧化钛溶胶和10-50份去离子水混合均匀后，在40-70℃下磁力搅拌反应3-12小时，即得到改性二氧化钛溶胶；
所述改性紫外吸收剂由以下方法制得：将紫外吸收剂和异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷按照摩尔比1:1比例混合均匀后，加入总质量为0.5-1%的二月桂酸二丁基锡，在氮气气氛下30-60℃磁力搅拌反应3-8小时，即得到改性紫外吸收剂；其中，紫外吸收剂为2-(2'-羟基-3',5'-二枯基苯基)苯并三氮唑、{3-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸}-聚乙二醇300酯、2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的基于草莓型微胶囊的多功能织物涂层，其特征在于，所述氟硅烷为十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、全氟癸基二氧基硅烷中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的基于草莓型微胶囊的多功能织物涂层，其特征在于，所述助剂为消泡剂、流平剂、附着力促进剂中的至少一种；其中，消泡剂为BYK-019、BYK-023、BYK-028、BYK-034、BYK-051、BYK-052、BYK-055中的至少一种；流平剂为BYK-333、BYK-346、BYK-359、BYK-375中的至少一种；附着力促进剂为BYK-4500、BYK-4509、BYK-4510、BYK-4513中的至少一种。
4.权利要求1-3任一所述的基于草莓型微胶囊的多功能织物涂层的制备方法，其特征在于，将草莓型缓释微胶囊、水性树脂、助剂和去离子水搅拌均匀后得到多功能涂料，通过浸涂或刮涂方式将涂料涂覆在织物表面，40-120℃条件下干燥10-60分钟后即可得到多功能织物涂层。
5.权利要求1-3任一所述基于草莓型微胶囊的多功能织物涂层在制备具有香味缓释、超疏水和抗紫外功能织物中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述织物为户外服装面料、皮革制品、窗帘或帐篷。
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