CN113718533B - 一种织物防水透湿透气后整理剂及其制备方法和防水透湿透气织物 - Google Patents

一种织物防水透湿透气后整理剂及其制备方法和防水透湿透气织物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及织物后整理技术领域，公开了一种织物防水透湿透气后整理剂及其制备方法和防水透湿透气织物。该后整理剂包括水性聚丙烯酸酯乳液、多孔透湿透气颗粒和增稠剂；所述多孔透湿透气颗粒在后整理剂中的含量为5‑12wt%；所述多孔透湿透气颗粒包括多孔竹纤维颗粒，以及包覆于多孔竹纤维颗粒表面的多孔聚乙二醇二丙烯酸酯层。本发明的后整理剂利用多孔透湿透气颗粒，能使其在织物表面形成的涂层具有较高的透湿排汗性和透气性能，同时还能使涂层具有较好的手感。

Description

一种织物防水透湿透气后整理剂及其制备方法和防水透湿透 气织物
技术领域
本发明涉及织物后整理技术领域，尤其涉及一种织物防水透湿透气后整理剂及其制备方法和防水透湿透气织物。
背景技术
织物涂层后整理是指在织物表面均匀地涂布一层（或多层）高分子化合物，即涂层整理剂又称涂层胶，通过粘合作用在织物表面形成一层或多层薄膜的整理加工技术。它不仅能改善织物的外观和风格，而且能增加织物的功能，使织物具有防水、耐水压、通气透湿、阻燃防污以及遮光反射等特殊功能。
常用的织物涂层整理剂包括聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、有机硅（聚硅氧烷）类、聚氯乙烯类、合成或天然橡胶类、聚醋酸乙烯类等。其中，聚丙烯酸酯作为一种饱和化合物，其热稳定性、光化学稳定性、抗氧化性质均较好，且具有成本低、透明度高、成膜性好、同织物结合力强等优点，是当前国内外均大量使用的一种涂层剂。用聚丙烯酸酯涂层剂在织物上进行涂层，可形成紧密、连续的大分子网状结构胶膜，其成品手感柔软、耐候性好、强度高，具有良好的防水、防绒性能，因而常作为雨具、防寒服、风衣、枪套、炮衣、窗布、帐蓬等用料。但同时，聚丙烯酸酯涂层也存在透湿排汗性和透气性能差的问题，造成穿着舒适性较差。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种织物防水透湿透气后整理剂及其制备方法和防水透湿透气织物。该后整理剂利用多孔透湿透气颗粒，能使其在织物表面形成的涂层具有较高的透湿排汗性和透气性能，同时还能使涂层具有较好的手感。
本发明的具体技术方案为：
一种织物防水透湿透气后整理剂，包括水性聚丙烯酸酯乳液、多孔透湿透气颗粒和增稠剂；所述多孔透湿透气颗粒在后整理剂中的含量为5-12wt%；所述多孔透湿透气颗粒包括多孔竹纤维颗粒，以及包覆于多孔竹纤维颗粒表面的多孔聚乙二醇二丙烯酸酯层。
本发明的后整理剂涂覆到织物表面后，能在织物表面形成涂层，聚丙烯酸酯能发挥防水作用，其中分散的多孔透湿透气颗粒能提高涂层的透湿排汗性和透气性能。
在多孔透湿透气颗粒中，竹纤维颗粒自身具有较高的孔隙率，能在涂层中形成细小孔隙，促进水蒸气和空气的流通，提高涂层的透湿透气性。不过，由于多孔竹纤维表面较粗糙，因而在提高涂层透湿透气性的同时，也会影响其手感。针对该问题，本发明采用聚乙二醇二丙烯酸酯对多孔竹纤维进行包覆，由于聚乙二醇二丙烯酸酯层相较于多孔竹纤维而言具有更高的柔软性，因而能够改善多孔透湿透气颗粒表面的手感，防止其加入后导致织物涂层表面出现毛刺感；并且，由于聚乙二醇二丙烯酸酯层具有较高的亲水性和孔隙率，因而不会影响水蒸气和空气通过多孔竹纤维的流通。
作为优选，所述聚丙烯酸酯乳液的固含量为35-45wt%。
作为优选，所述增稠剂为聚丙烯酸类增稠剂。
作为优选，所述多孔透湿透气颗粒中，多孔竹纤维颗粒的直径为30-50μm，所述多孔聚乙二醇二丙烯酸酯层的厚度为10-20μm。
作为优选，所述多孔透湿透气颗粒的制备方法如下：
（A）多孔竹纤维颗粒预处理：将多孔竹纤维颗粒分散到芳香油中，搅拌吸附1-2h后，获得预处理多孔竹纤维颗粒；
（B）包覆聚乙二醇二丙烯酸酯：将聚乙二醇二丙烯酸酯和光引发剂溶于水和乙醇的混合溶液中，获得包覆剂溶液；将预处理多孔竹纤维颗粒分散到包覆剂溶液中，浸泡40-60min后取出，获得改性多孔竹纤维颗粒；
（C）制孔和固化：将改性多孔竹纤维颗粒置于密闭容器中，在0.03-0.06MPa、50-60℃下放置0.5-1.5h后，用紫外光固化30-60min，获得多孔透湿透气颗粒。
步骤（B）中，浸渍后聚乙二醇二丙烯酸酯覆盖在多孔竹纤维表面；步骤（C）中，在紫外光照射下，光引发剂引发聚乙二醇二丙烯酸酯中的烯基反应，使聚乙二醇二丙烯酸酯分子链之间形成化学交联，同时，光引发剂能使多孔竹纤维表面形成自由基，使聚乙二醇二丙烯酸酯通过烯基接枝到多孔竹纤维表面，从而在聚乙二醇二丙烯酸酯层与多孔竹纤维之间形成共价连接。通过以上方式，能够使聚乙二醇二丙烯酸酯在多孔竹纤维表面形成较稳定的包覆层，由于所采用的聚乙二醇二丙烯酸酯具有较高的亲水性，因而能减小包覆层对多孔竹纤维透湿性的影响；并且，由于聚乙二醇二丙烯酸酯层共价结合在多孔竹纤维表面，且聚乙二醇二丙烯酸酯层内部分子链之间存在共价交联，因此，包覆层在织物穿着期间不易剥落，能使织物表面维持较好的手感。
步骤（A）中，芳香油吸附到多孔竹纤维颗粒的孔隙内；步骤（C）中，聚乙二醇二丙烯酸酯层在固化前的交联强度较低，在此时进行低压高温处理，使多孔竹纤维内的芳香油快速挥发，能够在聚乙二醇二丙烯酸酯层中形成较大的孔隙，从而防止包覆层对多孔竹纤维的透湿透气性造成较大影响。
作为优选，步骤（B）中，所述光引发剂为二苯甲酮、二苯乙酮、蒽醌和米蚩酮中的一种或多种。
作为优选，步骤（C）中，用紫外光固化30-60min后，将密闭容器内的气压上升至0.10-0.13MPa，静置20-30min，获得多孔透湿透气颗粒。
在紫外光固化后，提高密闭容器内的气压并静置，能使挥发的芳香油被重新吸附到多孔透湿透气颗粒中，赋予织物芳香性。
作为优选，步骤（B）中，所述包覆剂溶液中，水和乙醇的体积比为1.0-1.5:1，聚乙二醇二丙烯酸酯的质量分数为7-13wt%，光引发剂的质量分数为0.5-1.5wt%。
一种所述后整理剂的制备方法，包括以下步骤：将多孔透湿透气颗粒加入聚丙烯酸酯乳液中，超声分散均匀后，加入增稠剂调节粘度至200-400mPa.s，获得织物防水透湿透气后整理剂。
一种利用所述后整理剂进行织物后整理的方法，包括以下步骤：将后整理剂均匀刮涂到织物表面，控制涂覆量为50-60g/m2，在80-90℃下预烘3-5min后，在130-150℃下焙烘4-6min，使织物表面形成涂层，即完成后整理。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）在后整理剂中添加多孔透湿透气颗粒，能在涂层中形成细小孔隙，促进水蒸气和空气的流通，提高涂层的透湿透气性；
（2）在多孔透湿透气颗粒中，采用聚乙二醇二丙烯酸酯对多孔竹纤维进行包覆，能够改善多孔透湿透气颗粒表面的手感，且不会大幅影响水蒸气和空气通过多孔竹纤维的流通；
（3）通过紫外光固化，能使聚乙二醇二丙烯酸酯层内部及其与多孔竹纤维之间形成共价连接，避免包覆层在织物穿着期间磨损或从多孔竹纤维表面剥落，从而使织物维持较好的手感。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。以下实施例只是用于详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的保护范围。
实施例1
一种织物防水透湿透气后整理剂，包括固含量为35wt%的水性聚丙烯酸酯乳液、多孔透湿透气颗粒和聚丙烯酸类增稠剂。所述多孔透湿透气颗粒在后整理剂中的含量为5wt%。
所述多孔透湿透气颗粒包括直径为30-50μm的多孔竹纤维颗粒，以及包覆于多孔竹纤维颗粒表面的厚度为10-20μm的多孔聚乙二醇二丙烯酸酯层，其制备方法如下：
（A）多孔竹纤维颗粒预处理：将多孔竹纤维颗粒分散到柠檬精油中，搅拌吸附1h后，获得预处理多孔竹纤维颗粒；
（B）包覆聚乙二醇二丙烯酸酯：将聚乙二醇二丙烯酸酯和二苯甲酮溶于水和乙醇的混合溶液中，获得包覆剂溶液，其中，水和乙醇的体积比为1.5:1，聚乙二醇二丙烯酸酯的质量分数为7wt%，二苯甲酮的质量分数为0.5wt%；将预处理多孔竹纤维颗粒分散到包覆剂溶液中，浸泡60min后取出，获得改性多孔竹纤维颗粒；
（C）制孔和固化：将改性多孔竹纤维颗粒置于密闭容器中，在0.03MPa、50℃下放置0.5h后，用紫外光固化30min，将密闭容器内的气压上升至0.10MPa，静置30min，获得多孔透湿透气颗粒。
一种所述后整理剂的制备方法，包括以下步骤：将多孔透湿透气颗粒加入聚丙烯酸酯乳液中，超声分散均匀后，加入聚丙烯酸类增稠剂调节粘度至200mPa.s，获得织物防水透湿透气后整理剂。
一种利用所述后整理剂进行织物后整理的方法，包括以下步骤：将后整理剂均匀刮涂到棉纤维织物表面，控制涂覆量为50g/m2左右，在80℃下预烘5min后，在150℃下焙烘4min，使织物表面形成涂层，即完成后整理。
实施例2
一种织物防水透湿透气后整理剂，包括固含量为40wt%的水性聚丙烯酸酯乳液、多孔透湿透气颗粒和聚丙烯酸类增稠剂。所述多孔透湿透气颗粒在后整理剂中的含量为8wt%。
所述多孔透湿透气颗粒包括直径为30-50μm的多孔竹纤维颗粒，以及包覆于多孔竹纤维颗粒表面的厚度为10-20μm的多孔聚乙二醇二丙烯酸酯层，其制备方法如下：
（A）多孔竹纤维颗粒预处理：将多孔竹纤维颗粒分散到柠檬精油中，搅拌吸附1.5h后，获得预处理多孔竹纤维颗粒；
（B）包覆聚乙二醇二丙烯酸酯：将聚乙二醇二丙烯酸酯和蒽醌溶于水和乙醇的混合溶液中，获得包覆剂溶液，其中，水和乙醇的体积比为1.2:1，聚乙二醇二丙烯酸酯的质量分数为10wt%，蒽醌的质量分数为1.0wt%；将预处理多孔竹纤维颗粒分散到包覆剂溶液中，浸泡50min后取出，获得改性多孔竹纤维颗粒；
（C）制孔和固化：将改性多孔竹纤维颗粒置于密闭容器中，在0.04MPa、55℃下放置1h后，用紫外光固化45min，将密闭容器内的气压上升至0.12MPa，静置25min，获得多孔透湿透气颗粒。
一种所述后整理剂的制备方法，包括以下步骤：将多孔透湿透气颗粒加入聚丙烯酸酯乳液中，超声分散均匀后，加入聚丙烯酸类增稠剂调节粘度至300mPa.s，获得织物防水透湿透气后整理剂。
一种利用所述后整理剂进行织物后整理的方法，包括以下步骤：将后整理剂均匀刮涂到棉纤维织物表面，控制涂覆量为55g/m2左右，在85℃下预烘4min后，在140℃下焙烘5min，使织物表面形成涂层，即完成后整理。
实施例3
一种织物防水透湿透气后整理剂，包括固含量为45wt%的水性聚丙烯酸酯乳液、多孔透湿透气颗粒和聚丙烯酸类增稠剂。所述多孔透湿透气颗粒在后整理剂中的含量为12wt%。
所述多孔透湿透气颗粒包括直径为30-50μm的多孔竹纤维颗粒，以及包覆于多孔竹纤维颗粒表面的厚度为10-20μm的多孔聚乙二醇二丙烯酸酯层，其制备方法如下：
（A）多孔竹纤维颗粒预处理：将多孔竹纤维颗粒分散到柠檬精油中，搅拌吸附2h后，获得预处理多孔竹纤维颗粒；
（B）包覆聚乙二醇二丙烯酸酯：将聚乙二醇二丙烯酸酯和米蚩酮溶于水和乙醇的混合溶液中，获得包覆剂溶液，其中，水和乙醇的体积比为1.0:1，聚乙二醇二丙烯酸酯的质量分数为13wt%，米蚩酮的质量分数为1.5wt%；将预处理多孔竹纤维颗粒分散到包覆剂溶液中，浸泡40min后取出，获得改性多孔竹纤维颗粒；
（C）制孔和固化：将改性多孔竹纤维颗粒置于密闭容器中，在0.06MPa、60℃下放置1.5h后，用紫外光固化60min，将密闭容器内的气压上升至0.13MPa，静置20min，获得多孔透湿透气颗粒。
一种所述后整理剂的制备方法，包括以下步骤：将多孔透湿透气颗粒加入聚丙烯酸酯乳液中，超声分散均匀后，加入聚丙烯酸类增稠剂调节粘度至400mPa.s，获得织物防水透湿透气后整理剂。
一种利用所述后整理剂进行织物后整理的方法，包括以下步骤：将后整理剂均匀刮涂到棉纤维织物表面，控制涂覆量为60g/m2左右，在90℃下预烘3min后，在130℃下焙烘6min，使织物表面形成涂层，即完成后整理。
对比例1
本对比例与实施例2的区别仅在于，后整理剂后不含有多孔透湿透气颗粒。
对比例2
本对比例与实施例2的区别仅在于，所述多孔透湿透气颗粒是直径为30-50μm的多孔竹纤维芯，其表面不包覆多孔聚乙二醇二丙烯酸酯层。
对比例3
本对比例与实施例2的区别仅在于，在多孔透湿透气颗粒的制备过程中，不进行步骤（A）。
对比例4
本对比例与实施例2的区别仅在于，在多孔透湿透气颗粒的制备过程中，步骤（C）换成：将改性多孔竹纤维颗粒置于密闭容器中，用紫外光固化45min后，在0.04MPa、55℃下放置1h，再将密闭容器内的气压上升至0.12MPa，静置25min，获得多孔透湿透气颗粒。
织物性能测试
对实施例1-3和对比例1-4经后整理后的织物进行防水、透湿、透气性能和毛刺感测试。
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》，对织物进行沾水评级。
透湿性能：参照《GB/T 12704.1-2009 纺织品 织物透湿性试验方法》，采用吸湿法对织物的透湿率进行检测。
透气性能：参照《GB/T 5453-1997 纺织品 织物透气性的测定》，对织物的透气率进行检测。
毛刺感：由专家小组根据个人主观判断，将织物表面的毛刺感划分为优、良、中、差、劣5个等级，分别记为5、4、3、2、1分，并确定各等级的标准样品，而后由5名专家和15名志愿者根据5个等级，对试样进行毛刺感测试并在0-5分内进行打分后，取平均值。
检测结果见下表：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
对检测结果进行分析，可得出以下结论：
（1）实施例2的织物透湿率和透气率明显高于对比例1，说明在后整理剂中添加本发明的多孔透湿透气颗粒后，能够有效提高织物经后整理后的透湿透气性，其原因在于，多孔透湿透气颗粒具有较高的孔隙率，能在涂层中形成细小孔隙，促进水蒸气和空气的流通，提高涂层的透湿透气性。
（2）实施例2的织物毛刺感明显低于对比例2，且透湿率和透气性没有明显差异，说明本发明在多孔竹纤维表面包覆多孔聚乙二醇二丙烯酸酯层后，能够改善织物经后整理后的手感，且不会对其吸湿透气性造成较大影响，其原因在于，由于聚乙二醇二丙烯酸酯层相较于多孔竹纤维而言具有更高的柔软性，因而能够改善多孔透湿透气颗粒表面的手感，防止其加入后导致织物涂层表面出现毛刺感；并且，由于聚乙二醇二丙烯酸酯层具有较高的亲水性和孔隙率，因而不会影响水蒸气和空气通过多孔竹纤维的流通。
（3）对比例3的织物透湿率和透气率明显低于实施例2，说明在制备多孔透湿透气颗粒的过程中，在包覆聚乙二醇二丙烯酸酯层前，预先在多孔竹纤维中吸附芳香油，能提高织物经后整理后的吸湿透气性，其原因在于，在对聚乙二醇二丙烯酸酯层进行紫外光固化前的低压高温处理过程中，多孔竹纤维内的芳香油会快速挥发，能够在聚乙二醇二丙烯酸酯层中形成较大的孔隙，从而防止包覆层对多孔竹纤维的透湿透气性造成较大影响。
（4）对比例4的织物透湿率和透气率明显低于实施例2，说明在制备多孔透湿透气颗粒的过程中，在紫外光固化前进行低压高温处理，能提高织物经后整理后的吸湿透气性，其原因在于，在紫外光固化前，聚乙二醇二丙烯酸酯层的交联强度较低，故快速挥发的芳香油易使其形成较大的孔隙，从而防止包覆层对多孔竹纤维的透湿透气性造成较大影响；而在紫外光固化后，聚乙二醇二丙烯酸酯层中形成稳定的共价交联，芳香油难以使包覆层形成较大孔隙。
上面虽然结合实施例对本发明作了详细的说明，但是所述技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，在权利要求保护的范围内，还可以对上述实施例进行变更或改变等。

Claims (9)

1.一种织物防水透湿透气后整理剂，其特征在于，包括水性聚丙烯酸酯乳液、多孔透湿透气颗粒和增稠剂；所述多孔透湿透气颗粒在后整理剂中的含量为5-12wt％；所述多孔透湿透气颗粒包括多孔竹纤维颗粒，以及包覆于多孔竹纤维颗粒表面的多孔聚乙二醇二丙烯酸酯层；
多孔透湿透气颗粒的获取方法为：
(A)多孔竹纤维颗粒预处理：将多孔竹纤维颗粒分散到芳香油中，搅拌吸附1-2h后，获得预处理多孔竹纤维颗粒；
(B)包覆聚乙二醇二丙烯酸酯：将聚乙二醇二丙烯酸酯和光引发剂溶于水和乙醇的混合溶液中，获得包覆剂溶液；将预处理多孔竹纤维颗粒分散到包覆剂溶液中，浸泡40-60min后取出，获得改性多孔竹纤维颗粒；
(C)制孔和固化：将改性多孔竹纤维颗粒置于密闭容器中，在0.03-0.06MPa、50-60℃下放置0.5-1.5h后，用紫外光固化30-60min，获得多孔透湿透气颗粒。
2.如权利要求1所述的后整理剂，其特征在于，所述聚丙烯酸酯乳液的固含量为35-45wt％。
3.如权利要求1所述的后整理剂，其特征在于，所述增稠剂为聚丙烯酸类增稠剂。
4.如权利要求1所述的后整理剂，其特征在于，所述多孔透湿透气颗粒中，多孔竹纤维颗粒的直径为30-50μm，所述多孔聚乙二醇二丙烯酸酯层的厚度为10-20μm。
5.如权利要求1所述的后整理剂，其特征在于，步骤(B)中，所述光引发剂为二苯甲酮、二苯乙酮、蒽醌和米蚩酮中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的后整理剂，其特征在于，步骤(C)中，用紫外光固化30-60min后，将密闭容器内的气压上升至0.10-0.13MPa，静置20-30min，获得多孔透湿透气颗粒。
7.如权利要求1所述的后整理剂，其特征在于，步骤(B)中，所述包覆剂溶液中，水和乙醇的体积比为1.0-1.5:1，聚乙二醇二丙烯酸酯的质量分数为7-13wt％，光引发剂的质量分数为0.5-1.5wt％。
8.一种如权利要求1-7之一所述后整理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将多孔透湿透气颗粒加入聚丙烯酸酯乳液中，超声分散均匀后，加入增稠剂调节粘度至200-400mPa.s，获得织物防水透湿透气后整理剂。
9.一种利用如权利要求1-7之一所述后整理剂进行织物后整理的方法，其特征在于，包括以下步骤：将后整理剂均匀刮涂到织物表面，控制涂覆量为50-60g/m2，在80-90℃下预烘3-5min后，在130-150℃下焙烘4-6min，使织物表面形成涂层，即完成后整理。
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