CN113718529A - 一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液及制备方法，按重量百分比计，40％～60％高分子乳液、20％～30％聚氨酯弹性体、1％～10％润湿流平剂、1％～10％抗菌剂、2％～5％消泡剂、1％～8％抗紫外线吸收剂、1％～5％硅烷偶联剂、1％～5％成膜助剂、0.5％～4％阴离子或非离子氟系防水剂、0.5％～3％pH调节剂，余量为水；所述高分子乳液为水性丙烯酸乳液；所述聚氨酯弹性体为聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、聚醚‑聚酯型聚氨酯中的任一种聚氨酯。本发明使涂层织物在满足环境友好、防水透湿性能的同时又能达到抗菌抗紫外的复合功能。
Description
技术领域
本发明属于纺织材料技术领域，特别是涉及一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液。
背景技术
早期的聚氨酯涂层织物防水效果一般都较好，但透湿能力较差，人体穿着这类服装在剧烈运动时，大量汗液无法以蒸汽的形式排出，在衣服内部形成冷凝水滴，使人感觉粘湿而不舒适。防水透湿是指聚合物材料不允许水滴等液体透过，却能保证水蒸气自由透过。水性聚氨酯因其以水替代有机溶剂作为介质，具有安全、价廉、节能、环境友好、使用方便等特点成为当今聚氨酯防水透湿织物涂层领域发展的重要方向。由于当今社会的高速发展带来的对臭氧层的破坏，使得到达地面的紫外线强度显著增加，造成对人体的伤害，且由于人体皮肤为各种各样的细菌等微生物提供了适宜的温度、养分和水分，使得纺织品上细菌的繁殖速度非常快，采用聚氨酯涂层的织物因此也成为了微生物的温床，引发各类皮肤病。随着人们生活水平的提高和健康意识的增强，开发出具有防水透湿、抗菌、抗紫外功能的水性聚氨酯织物涂层剂越来越受到人们的关注。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液及制备方法，使涂层织物在满足环境友好、防水透湿性能的同时又能达到抗菌抗紫外的复合功能。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液，按重量百分比计，40％～60％高分子乳液、20％～30％聚氨酯弹性体、1％～10％润湿流平剂、1％～10％抗菌剂、2％～5％消泡剂、1％～8％抗紫外线吸收剂、1％～5％硅烷偶联剂、1％～5％成膜助剂、0.5％～4％阴离子或非离子氟系防水剂、0.5％～3％pH调节剂，余量为水；
所述高分子乳液为水性丙烯酸乳液；
所述聚氨酯弹性体为聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、聚醚-聚酯型聚氨酯中的任一种聚氨酯。
进一步地说，所述润湿流平剂为有机改性硅氧烷。
进一步地说，所述抗菌剂为氢氧化钙。
进一步地说，所述消泡剂为乳化硅油或高碳醇脂肪酸酯复合物。
进一步地说，所述的硅烷偶联剂为油性硅烷偶联剂。
进一步地说，所述成膜助剂为丙二醇苯醚。
进一步地说，所述抗紫外线吸收剂为抗紫外线吸收剂328、抗紫外线吸收剂329或抗紫外线吸收剂UV-531中的一种或几种的混合物。
一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液的制备方法，包括以下步骤：
(1)、按照上述比例在反应器中加入水和润湿流平剂，调整转速在200-300rpm/min，待流平剂完全溶解后，再缓慢加入聚氨酯弹性体，在5000-8000rpm/min转速下1～2h，得到预混料A；
(2)、对上述预混料A进行研磨，将上述步骤(1)配制的预混料A与成膜助剂混合，调整转速至1000～2000rpm/min后研磨1～2h，待预混料A粘度显著下降时，提高转速至3000～5000rpm/min，加入硅烷偶联剂和消泡剂，继续研磨2～3h后过滤；
(3)、按上述比例将高分子乳液、抗菌剂、阴离子或非离子氟系防水剂、抗紫外线吸收剂和pH调节剂分别加入反应器中，在1000～2000rpm/min转速下10～30min至体系均匀，再按上述比例加入研磨后的预混料A，继续1～2h即可。
进一步地说，所述步骤(2)中，预混料A与成膜助剂的混合体积比为1:3～7。
进一步地说，所述调整转速时，包括：采集当前状态的转速信息，得到当前转速信息，而且在信息采集过程，边采集信息边对采集到的信息进行完整周期判断，如果采集到的信息是一个完整的周期信息则停止信息采集，如果采集到的信息不是一个周期信息则继续信息采集，直至采集到的当前转速信息是一个完整的周期信息；针对所述当前转速信息进行调和分析，得到信息分析数据，并对所述信息分析数据进行形式转换，将所述信息分析数据转换成图表形式，得到当前转速图谱；分别确定所述当前转速图谱中幅频特性参数以及目标转速与当前转速之间的调整梯度；根据所述调整梯度确定所述幅频特性参数的调整信息，并按照所述幅频特性参数的调整信息对转速进行调整；
所述步骤(2)在进行研磨时通过研磨器进行研磨，所述研磨器包括自清洁功能，通过启动自清洁功能对所述研磨器进行清洁与干燥处理，而且所述自清洁是在所述研磨器使用之前进行的。
本发明的有益效果至少具有以下几点：
1、本发明通过使用阴离子或非离子氟系防水剂和聚氨酯弹性体，使得该水性聚氨酯材料具有良好透湿性的同时，兼具优异的耐水性能、机械强度以及耐水解性能的特点；
2、本发明的抗菌剂为氢氧化钙，具备较强的抑菌杀菌效果，能抵抗各种细菌侵袭，对大肠杆菌、大肠菌0-157、葡萄球菌、沙门氏菌、摩根菌具有较强的杀菌作用，延长使用寿命。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1：一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液，包括：
40％高分子乳液、20％聚氨酯弹性体、10％润湿流平剂、10％抗菌剂、4％消泡剂、5％抗紫外线吸收剂、5％硅烷偶联剂、5％成膜助剂、0.5％阴离子或非离子氟系防水剂、0.5％pH调节剂，余量为水。
其制备方法包括：
(1)、按照上述比例在反应器中加入水和润湿流平剂，调整转速在300rpm/min，待流平剂完全溶解后，再缓慢加入聚氨酯弹性体，在8000rpm/min转速下1h，得到预混料A；
(2)、对上述预混料A进行研磨，将上述步骤(1)配制的预混料A与成膜助剂以体积比为1:3混合，调整转速至1000rpm/min后研磨1h，待预混料A粘度显著下降时，提高转速至3000rpm/min，加入硅烷偶联剂和消泡剂，继续研磨2h后过滤；
(3)、按上述比例将高分子乳液、抗菌剂、阴离子或非离子氟系防水剂、抗紫外线吸收剂和pH调节剂分别加入反应器中，在1000rpm/min转速下25min至体系均匀，再按上述比例加入研磨后的预混料A，继续2h即可。
测得整理后织物的透湿量为5003g/m2〃day、耐水压为64.7KPa、UPF指数为79.3、抑菌率为94.6％。
实施例2：一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液，包括：
60％高分子乳液、30％聚氨酯弹性体、1％润湿流平剂、1％抗菌剂、2％消泡剂、1％抗紫外线吸收剂、2％硅烷偶联剂、2％成膜助剂、0.5％阴离子或非离子氟系防水剂、0.5％pH调节剂，余量为水。
其制备方法包括：
(1)、按照上述比例在反应器中加入水和润湿流平剂，调整转速在200rpm/min，待流平剂完全溶解后，再缓慢加入聚氨酯弹性体，在8000rpm/min转速下1h，得到预混料A；
(2)、对上述预混料A进行研磨，将上述步骤(1)配制的预混料A与成膜助剂以体积比为1:4混合，调整转速至2000rpm/min后研磨2h，待预混料A粘度显著下降时，提高转速至5000rpm/min，加入硅烷偶联剂和消泡剂，继续研磨3h后过滤；
(3)、按上述比例将高分子乳液、抗菌剂、阴离子或非离子氟系防水剂、抗紫外线吸收剂和pH调节剂分别加入反应器中，在2000rpm/min转速下15min至体系均匀，再按上述比例加入研磨后的预混料A，继续1h即可。
测得整理后织物的透湿量为5200g/m2〃day、耐水压为57.9KPa、UPF指数为60.3、抑菌率为80.6％。
实施例3：一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液，包括：
50％高分子乳液、25％聚氨酯弹性体、2％润湿流平剂、2％抗菌剂、3％消泡剂、7％抗紫外线吸收剂、3％硅烷偶联剂、3％成膜助剂、2％阴离子或非离子氟系防水剂、3％pH调节剂，余量为水。
其制备方法包括：
(1)、按照上述比例在反应器中加入水和润湿流平剂，调整转速在250rpm/min，待流平剂完全溶解后，再缓慢加入聚氨酯弹性体，在6000rpm/min转速下1.5h，得到预混料A；
(2)、对上述预混料A进行研磨，将上述步骤(1)配制的预混料A与成膜助剂以体积比为1:5混合，调整转速至15000rpm/min后研磨1h，待预混料A粘度显著下降时，提高转速至4000rpm/min，加入硅烷偶联剂和消泡剂，继续研磨2.5h后过滤；
(3)、按上述比例将高分子乳液、抗菌剂、阴离子或非离子氟系防水剂、抗紫外线吸收剂和pH调节剂分别加入反应器中，在1500rpm/min转速下20min至体系均匀，再按上述比例加入研磨后的预混料A，继续2h即可。
测得整理后织物的透湿量5150g/m2〃day、耐水压为58.7KPa、UPF指数为64.6、抑菌率为83.1％。
实施例4：一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液，包括：
45％高分子乳液、27％聚氨酯弹性体、3％润湿流平剂、3％抗菌剂、4％消泡剂、8％抗紫外线吸收剂、4％硅烷偶联剂、4％成膜助剂、1％阴离子或非离子氟系防水剂、1％pH调节剂，余量为水。
其制备方法包括：
(1)、按照上述比例在反应器中加入水和润湿流平剂，调整转速在280rpm/min，待流平剂完全溶解后，再缓慢加入聚氨酯弹性体，在7000rpm/min转速下2h，得到预混料A；
(2)、对上述预混料A进行研磨，将上述步骤(1)配制的预混料A与成膜助剂以体积比为1:6混合，调整转速至12000rpm/min后研磨2h，待预混料A粘度显著下降时，提高转速至3500rpm/min，加入硅烷偶联剂和消泡剂，继续研磨3h后过滤；
(3)、按上述比例将高分子乳液、抗菌剂、阴离子或非离子氟系防水剂、抗紫外线吸收剂和pH调节剂分别加入反应器中，在1700rpm/min转速下30min至体系均匀，再按上述比例加入研磨后的预混料A，继续1h即可。
测得整理后织物的透湿量为5115g/m2〃day、耐水压为60.2KPa、UPF指数为67.5、抑菌率为87.9％。
实施例5：一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液，包括：
55％高分子乳液、22％聚氨酯弹性体、4％润湿流平剂、4％抗菌剂、5％消泡剂、2％抗紫外线吸收剂、1％硅烷偶联剂、1％成膜助剂、4％阴离子或非离子氟系防水剂、2％pH调节剂，余量为水。
其制备方法包括：
(1)、按照上述比例在反应器中加入水和润湿流平剂，调整转速在220rpm/min，待流平剂完全溶解后，再缓慢加入聚氨酯弹性体，在6000rpm/min转速下1h，得到预混料A；
(2)、对上述预混料A进行研磨，将上述步骤(1)配制的预混料A与成膜助剂以体积比为1:7混合，调整转速至1700rpm/min后研磨1h，待预混料A粘度显著下降时，提高转速至4500rpm/min，加入硅烷偶联剂和消泡剂，继续研磨2h后过滤；
(3)、按上述比例将高分子乳液、抗菌剂、阴离子或非离子氟系防水剂、抗紫外线吸收剂和pH调节剂分别加入反应器中，在1800rpm/min转速下10min至体系均匀，再按上述比例加入研磨后的预混料A，继续2h即可。
测得整理后织物的透湿量为5106g/m2〃day、耐水压为63.4KPa、UPF指数为70.6、抑菌率为89.7％。
实施例6
基于上述实施例1-5，在进行调整转速时，按照如下步骤进行：
采集当前状态的转速信息，得到当前转速信息，而且在信息采集过程，边采集信息边对采集到的信息进行完整周期判断，如果采集到的信息是一个完整的周期信息则停止信息采集，如果采集到的信息不是一个周期信息则继续信息采集，直至采集到的当前转速信息是一个完整的周期信息；
针对所述当前转速信息进行调和分析，得到信息分析数据，并对所述信息分析数据进行形式转换，将所述信息分析数据转换成图表形式，得到当前转速图谱；
分别确定所述当前转速图谱中幅频特性参数以及目标转速与当前转速之间的调整梯度；
根据所述调整梯度确定所述幅频特性参数的调整信息，并按照所述幅频特性参数的调整信息对转速进行调整。
其中，在得到当前转速信息时，通过如下步骤对采集到的信息进行初步判断：
其中，gi表示当前转速信息中第i时刻采集子数据信息的初步判断值，ai表示当前转速信息中第i时刻采集子数据信息，al表示当前转速信息中第l时刻采集子数据信息；
如果当前转速信息中第i时刻采集子数据信息的初步判断值gi＝0，则通过如下公式进行进一步判断，否则无需进行进一步判断；
上述公式中，μ表示完整周期判断值，ai-1表示当前转速信息中第i-1时刻采集子数据信息，ai+1表示当前转速信息中第i+1时刻采集子数据信息，ak表示当前转速信息中第k时刻采集子数据信息，ak-1表示当前转速信息中第k-1时刻采集子数据信息，ak+1表示当前转速信息中第k+1时刻采集子数据信息，i和k均为采集时刻，且在数值上i大于k；
当完整周期判断值μ为0时，表示当前转速信息中存在完整周期，当完整周期判断μ非0时，则表示当前转速信息中不存在完整周期，还需继续进行采集当前状态的转速信息。
通过采集完整周期内的当前转速信息能够完整反应当前状态的转速情况，进而能够更加准确地进行转速调整，而且通过初步判断和进一步判读能够有效减少数据判断处理工作量，使得只有在疑似出现完整周期时才通过进一步判断进行确定，不仅效率高，而且还不容易出错。
在制作方法的(2)中，在对上述预混料A进行研磨时通过研磨器进行研磨，所述研磨器包括自清洁功能，通过启动自清洁功能对所述研磨器进行清洁与干燥处理，而且所述自清洁是在所述研磨器使用之前进行的，从而使得上述预混料A能够在洁净的环境中实现研磨，避免引入杂质，造成误差。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液，其特征在于：按重量百分比计，40％～60％高分子乳液、20％～30％聚氨酯弹性体、1％～10％润湿流平剂、1％～10％抗菌剂、2％～5％消泡剂、1％～8％抗紫外线吸收剂、1％～5％硅烷偶联剂、1％～5％成膜助剂、0.5％～4％阴离子或非离子氟系防水剂、0.5％～3％pH调节剂，余量为水；
所述高分子乳液为水性丙烯酸乳液；
所述聚氨酯弹性体为聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、聚醚-聚酯型聚氨酯中的任一种聚氨酯。
2.根据权利要求1所述的一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液，其特征在于：所述润湿流平剂为有机改性硅氧烷。
3.根据权利要求1所述的一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液，其特征在于：所述抗菌剂为氢氧化钙。
4.根据权利要求1所述的一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液，其特征在于：所述消泡剂为乳化硅油或高碳醇脂肪酸酯复合物。
5.根据权利要求1所述的一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液，其特征在于：所述的硅烷偶联剂为油性硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1所述的一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液，其特征在于：所述成膜助剂为丙二醇苯醚。
7.根据权利要求1所述的一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液，其特征在于：所述抗紫外线吸收剂为抗紫外线吸收剂328、抗紫外线吸收剂329或抗紫外线吸收剂UV-531中的一种或几种的混合物。
8.一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、按照上述比例在反应器中加入水和润湿流平剂，调整转速在200-300rpm/min，待流平剂完全溶解后，再缓慢加入聚氨酯弹性体，在5000-8000rpm/min转速下1～2h，得到预混料A；
(2)、对上述预混料A进行研磨，将上述步骤(1)配制的预混料A与成膜助剂混合，调整转速至1000～2000rpm/min后研磨1～2h，待预混料A粘度显著下降时，提高转速至3000～5000rpm/min，加入硅烷偶联剂和消泡剂，继续研磨2～3h后过滤；
(3)、按上述比例将高分子乳液、抗菌剂、阴离子或非离子氟系防水剂、抗紫外线吸收剂和pH调节剂分别加入反应器中，在1000～2000rpm/min转速下10～30min至体系均匀，再按上述比例加入研磨后的预混料A，继续1～2h即可。
9.根据权利要求8所述的一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，预混料A与成膜助剂的混合体积比为1:3～7。
10.根据权利要求8所述的一种纺织品印花用水性聚氨酯胶浆乳液的制备方法，其特征在于：所述调整转速时，包括：采集当前状态的转速信息，得到当前转速信息，而且在信息采集过程，边采集信息边对采集到的信息进行完整周期判断，如果采集到的信息是一个完整的周期信息则停止信息采集，如果采集到的信息不是一个周期信息则继续信息采集，直至采集到的当前转速信息是一个完整的周期信息；针对所述当前转速信息进行调和分析，得到信息分析数据，并对所述信息分析数据进行形式转换，将所述信息分析数据转换成图表形式，得到当前转速图谱；分别确定所述当前转速图谱中幅频特性参数以及目标转速与当前转速之间的调整梯度；根据所述调整梯度确定所述幅频特性参数的调整信息，并按照所述幅频特性参数的调整信息对转速进行调整；
所述步骤(2)在进行研磨时通过研磨器进行研磨，所述研磨器包括自清洁功能，通过启动自清洁功能对所述研磨器进行清洁与干燥处理，而且所述自清洁是在所述研磨器使用之前进行的。
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