CN114908575A - 一种液晶抗紫外线整理剂及其在纺织品上的应用 - Google Patents

一种液晶抗紫外线整理剂及其在纺织品上的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114908575A
CN114908575A CN202210703331.6A CN202210703331A CN114908575A CN 114908575 A CN114908575 A CN 114908575A CN 202210703331 A CN202210703331 A CN 202210703331A CN 114908575 A CN114908575 A CN 114908575A
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid crystal
ultraviolet
finishing agent
microcapsule
cholesterol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210703331.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114908575B (zh
Inventor
关玉
张恒玮
付少海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangnan University
Jiangsu Jitri Smart Liquid Crystal Sci and Tech Co Ltd
Original Assignee
Jiangnan University
Jiangsu Jitri Smart Liquid Crystal Sci and Tech Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangnan University, Jiangsu Jitri Smart Liquid Crystal Sci and Tech Co Ltd filed Critical Jiangnan University
Priority to CN202210703331.6A priority Critical patent/CN114908575B/zh
Publication of CN114908575A publication Critical patent/CN114908575A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114908575B publication Critical patent/CN114908575B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M23/00—Treatment of fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, characterised by the process
    • D06M23/12—Processes in which the treating agent is incorporated in microcapsules
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
    • D06M13/224—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic acid
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/322—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
    • D06M13/345—Nitriles
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/21—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/263—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of unsaturated carboxylic acids; Salts or esters thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/16—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using dispersed, e.g. acetate, dyestuffs
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/44—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders
    • D06P1/52—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders using compositions containing synthetic macromolecular substances
    • D06P1/5207—Macromolecular compounds obtained by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06P1/525—Polymers of unsaturated carboxylic acids or functional derivatives thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/44—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders
    • D06P1/64—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders using compositions containing low-molecular-weight organic compounds without sulfate or sulfonate groups
    • D06P1/642—Compounds containing nitrogen
    • D06P1/6421—Compounds containing nitrile groups
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/44—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders
    • D06P1/64—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders using compositions containing low-molecular-weight organic compounds without sulfate or sulfonate groups
    • D06P1/651—Compounds without nitrogen
    • D06P1/65106—Oxygen-containing compounds
    • D06P1/65131—Compounds containing ether or acetal groups
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P3/00—Special processes of dyeing or printing textiles, or dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the material treated
    • D06P3/02—Material containing basic nitrogen
    • D06P3/04—Material containing basic nitrogen containing amide groups
    • D06P3/24—Polyamides; Polyurethanes
    • D06P3/26—Polyamides; Polyurethanes using dispersed dyestuffs
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/30—Synthetic polymers consisting of macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/34—Polyamides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2200/00—Functionality of the treatment composition and/or properties imparted to the textile material
    • D06M2200/25—Resistance to light or sun, i.e. protection of the textile itself as well as UV shielding materials or treatment compositions therefor; Anti-yellowing treatments

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Abstract

本发明公开了一种液晶抗紫外线整理剂及其在纺织品上的应用，属于纺织品功能整理技术领域。本发明的液晶抗紫外线整理剂包含有可以反射紫外线的液晶混合物为主体形成的液晶微胶囊；所述液晶微胶囊由芯材和壁材组成；所述芯材包括液晶混合物；所述液晶混合物包括液晶母体和手性添加剂；所述壁材为聚合物壁材。该液晶微胶囊与其他助剂复配制备得到的抗紫外线整理剂浆料对纺织品基材进行印花、浸轧或喷涂整理，在纺织品基材表面形成抗紫外线涂层，达到抗紫外线的目的；并且对织物显色效果没有影响，同时还能解决耐日晒牢度不高的问题，相较于传统的抗紫外线整理剂，具有防护效果好、持久耐用的特点，具有广泛的应用前景。

Description

一种液晶抗紫外线整理剂及其在纺织品上的应用
技术领域
本发明涉及一种液晶抗紫外线整理剂及其在纺织品上的应用，属于纺织品功能整理技术领域。
背景技术
紫外线(简称UV)是一种高能量光子，光子的能量与波长成反比，吸收一个光子的能量就有可能发生光化学反应，当能量达到一定时，会切断机体或材料的化学键，导致材料的性能失效、人体受到危害。紫外线波长通常是在200～400nm之间，属于不可见光。其中，中长波紫外线(波长在280～320nm之间)最具破坏性，当材料长时间暴露在紫外线中，会加速材料的老化，引起强力下降，织物褪色等。该波段紫外线可以穿透皮肤几毫米，直接作用于皮肤引起弥漫性红斑、蜕皮等现象，长期受到紫外线照射不仅会加快皮肤老化，也会降低免疫力，诱发基因变异，甚至对遗传因子带来深度伤害，久而久之会诱发癌变。因此，需要防护的主要是伤害最大的中长波紫外线。
常用的抗紫外线整理剂主要为紫外线吸收剂和紫外线屏蔽剂。紫外线吸收剂是通过对辐照到材料表面的紫外线大量吸收从而实现抗紫外线的目的。紫外线屏蔽剂是利用屏蔽作用来提高材料对太阳光中紫外线的反射能力。但通常这些抗紫外线整理剂只能反射特定波长，并不能够对其反射波长进行精确调控，不能针对性的反射某一波长，并且防护效率较低，需要大量使用才会达到很好的防护效果，但使用过多的整理剂会影响材料本身的颜色。
在炎炎夏日，防晒衣、防晒帽、冰袖等产品也成了人们夏季外出的必用品，尤其是对于长期在户外工作的人群。但是随着使用频率和时长的增加，其防晒性能也会减弱。随着人们生活质量的提高，健康意识不断增强，对美白的追求日益迫切，防晒产品的抗紫外线性能不仅是人们选购的重要指标，更是是保护人免受紫外线侵害的一道重要防线，因此，开发一款高效持久抗的紫外线产品具有重要意义。
发明内容
[技术问题]
传统的抗紫外线整理剂抗紫外性能有限，无法对吸收波长进行精确调控，并且对紫外线的吸收强度不高，防护效率低，大量使用会遮盖织物本身颜色，严重限制了其在纺织品上的发展应用。
[技术方案]
为解决上述问题，本发明设计开发了一种液晶抗紫外线整理剂及其在纺织品上的应用。具体来说，是一种透明的具有核壳结构的液晶微胶囊，其芯材是通过特定调配，具有反射紫外线功能的液晶混合物，其壳材是具有包裹保护功能的聚合物和具有紫外线吸收能力的可反应型紫外线吸收剂。
液晶具有选择性反射的特性，其反射光波长符合Bragg反射
Figure BDA0003704457480000021
λ为反射光的波长，P为液晶的螺距，
Figure BDA0003704457480000022
为平均折射率，而螺距P又与手性试剂的螺旋扭曲力常数(HTP)和掺杂浓度(C)有关，P＝1/HTP·C；在固定温度下，手性试剂在同一向列相液晶母体中的HTP为常数。因此，将不同组分的液晶与手性剂混合，通过调节手性试剂的种类和掺杂浓度，可以将液晶混合物的反射光波长精确调节至280～320nm范围内，对透过的紫外线波段的光进行反射，而不影响可见光的透过，再用包含有反应型的紫外线吸收剂与聚合物形成的透明壳层对其进行包覆，得到具有核壳结构的液晶微胶囊，将其与助剂复配整理到纺织品基材上，在纺织品基材表面形成抗紫外线涂层，可以达到高效持久抗紫外线的目的。原理是通过在壳层材料引入透明的反应型紫外线吸收剂，当光照射时，不影响正常光通过的同时，吸收紫外光，达到初步抗紫外线目的；同时未被吸收的紫外光能够进一步的被芯材中的液晶混合物反射，再次被壳层的紫外线吸收剂进行二次吸收，增强抗紫外性能。
该发明可广泛应用于防晒服、防晒帽、冰袖等抗紫外产品的整理，甚至也可用于抗紫外车窗、抗紫外玻璃等，具有很好的紫外线防护效果，并不影响可见光范围内光的透过，透明无色，对织物显色效果没有影响，同时还能解决耐日晒牢度不高的问题，相较于传统的抗紫外线整理剂，具有防护效果好、持久耐用的特点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的一个目的是提供了一种液晶抗紫外线整理剂；所述整理剂包括以下组分：液晶微胶囊5-20％、染料0-20％、粘合剂0-15％、增稠剂0-10％、流平剂0-10％和余量的水；所述液晶微胶囊由芯材和壁材组成；所述芯材包括液晶混合物；所述液晶混合物包括液晶母体和手性添加剂；所述壁材包括聚合物；所述芯材中的液晶混合物的反射光波长调节至280～320nm；所述液晶混合物中各组分的质量百分含量为：液晶母体75-99.99％，手性添加剂0.01-15％。
在本发明的一种实施方式中，所述壁材包括聚合物和反应型紫外线吸收剂。
在本发明的一种实施方式中，所述的液晶母体包括4-戊基-4'-氰基二联苯(5CB)、E7、E8、SCL1717、BLO38、C70/02CN、BHR40200、BHR58300-000、BHR58400-000、BHR58500-000、BHR40110、胆固醇乙酸酯、胆固醇丙酸酯、胆甾醇正丁酸酯、胆固醇壬酸酯、苯甲酸胆固醇脂、胆固醇油酸碳酸酯、胆甾醇油酸酯、氯化胆固醇、胆甾烯基亚油酸酯、胆甾醇肉桂酸酯、胆甾醇乙基碳酸酯、胆甾烯基异硬脂酰基碳酸酯、胆甾烯基丁烯酸酯、胆甾烯基碳酸酯中的一种或多种。
在本发明的一种实施方式中，所述的手性添加剂为异戊基联苯腈(CB15)、己氧基苯基甲酰氧基苯甲酸异辛酯(S811)、双4-(4'-戊基环己基苯甲酸)-(1S)-1-苯基-1,2-乙二醇酯(S1011)、双[4-(反式-4-戊基环己基)苯甲酸](R)-1-苯基-1,2-亚乙酯(R1011)、中的一种或几种。
在本发明的一种实施方式中，所述的反应型紫外线吸收剂包括2-羟基-4-丙烯酸酯基二苯甲酮，2[3(2H苯并三唑2基)4羟基苯基]乙基2甲基丙烯酸酯一种或两种。
在本发明的一种实施方式中，所述液晶混合物的反射光波长符合Bragg反射
Figure BDA0003704457480000031
λ为反射光的波长，P为液晶的螺距，
Figure BDA0003704457480000032
为平均折射率；所述P＝1/HTP·C，C为液晶掺杂浓度HTP为手性试剂螺旋扭曲力常数。
在本发明的一种实施方式中，所述粘合剂包括丙烯酸粘合剂、环氧树脂粘合剂、丁二烯聚合物粘合剂、醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯共聚物一种或多种。
在本发明的一种实施方式中，所述增稠剂包括海藻酸钠、黄原胶、淀粉衍生物、羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素、聚丙烯酸类聚合物中的一种或多种。
在本发明的一种实施方式中，所述流平剂包括有机硅类、丙烯酸类中的一种或多种；进一步优选包括Modaflow Epsilon、Modaflow 9200、BYK333、KMT5545、KMT5519、KMT5528、KMT7012、KMT7048、KMT7009一种或多种。
在本发明的一种实施方式中，所述染料包括活性染料、分散染料、酸性染料、颜料中的一种或多种。
在本发明的一种实施方式中，所述液晶微胶囊的制备包括以下步骤：
1)油相制备：以上述液晶混合物为芯材，以聚合物为璧材，制备液晶微胶囊；将芯材和聚合物或聚合物和反应型紫外线吸收剂加入到烧杯中，充分混合搅拌均匀制备油相；
2)水相制备：将乳化剂和去离子水加入到烧杯中，搅拌均匀制备水相；
3)水包油乳液制备：将步骤1)制备的油相缓慢加入到步骤2)制备的水相中，用高速乳化机进行乳化，将乳化后的乳液转移至三口烧瓶中，机械搅拌后，即得到水包油乳液；
4)液晶微胶囊制备：将步骤3)得到的水包油乳液升温，降低转速，缓慢多次滴加引发剂至水包油乳液中，反应一段时间后得到微胶囊分散体；微胶囊分散体经过滤、离心洗涤，即得到具有抗紫外线功能的液晶微胶囊。
在本发明的一种实施方式中，所述的聚合物包括水性聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、邻苯二甲酸二丁酯、聚脲、脲醛树脂、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、明胶/阿拉伯胶、羧甲基纤维素、环氧树脂、聚硅氧烷、聚丙烯酰胺、聚酰胺中的一种或多种。
在本发明的一种实施方式中，所述乳化剂包括0402、DM1501、PVA1788、S2230、S1033、DNS-86、十二烷基硫酸钠(SDS)、聚氧乙烯辛基苯酚-10(OP-10)、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、毕克化学的分散剂BYK163、BYK190、BYK191、BYK346中的一种或多种。
在本发明的一种实施方式中，所述引发剂包括过硫酸偶氮二异丁腈(AIBN)、过硫酸铵(APS)、过硫酸钾、偶氮二异丁基脒二盐酸盐(AIBA)一种或多种。
在本发明的一种实施方式中，所述的液晶微胶囊的粒径为5-20μm。
本发明第二个目的是提供一种由上述所述的液晶抗紫外线整理剂在纺织品上的应用。
在本发明的一种实施方式中，所述应用是将上述液晶抗紫外线整理剂的浆料通过喷涂、印花、或浸轧方式整理到纺织品上，烘干即可。
在本发明的一种实施方式中，所述印花或喷涂方式的液晶抗紫外线整理剂的浆料各组分的质量百分含量为：液晶微胶囊5-20％、染料0-20％、粘合剂0-15％、增稠剂0-10％、流平剂0-10％和余量去离子水，控制浆料粘度在100-1000cps。
在本发明的一种实施方式中，所述印花方式包括但不限于丝网印花、滚筒印花、数码喷墨印花。
在本发明的一种实施方式中，所述喷涂方式为使用喷枪在室温干燥的织物上间隔20-30cm喷涂，喷涂速度30-60cm/s，少量多次进行喷涂，保证整理剂涂层的均匀性。
在本发明的一种实施方式中，所述的浸轧方式为使用二浸二轧的方法，浸轧整理剂各组分的质量百分含量为：液晶微胶囊用量为5-20％、染料0-20％、粘合剂0-10％、余量去离子水，控制轧余率在50-70％，放置在60-80℃的烘箱中烘干。
在本发明的一种实施方式中，所述液晶抗紫外线整理剂通过喷涂或印花方式整理到纺织品上的喷涂厚度或印花厚度控制在60-800μm。
本发明的有益效果在于：
本发明提供了一种液晶抗紫外线整理剂及其在纺织品上的应用，以可以反射紫外线的液晶混合物为芯，以聚合物和反应型紫外线吸收剂为壳形成的液晶微胶囊，并用其制备得到抗紫外线整理剂浆料对纺织品基材进行印花、浸轧或喷涂整理。
该发明具有可精确调节反射波长、透明不影响基材颜色、高效持久耐用的特点，解决了传统的抗紫外线整理剂无法对吸收波长进行精确调控，并且对紫外线的吸收强度不高，防护效率低，大量使用会遮盖织物本身颜色的问题；同时其使用更加灵活多变，不仅适用于染色织物的后整理加工，也可在印染阶段掺杂染料，进行染色印花，提高耐日晒牢度。
附图说明
图1为实施例1制备的具有抗紫外线功能的液晶微胶囊的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明作进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
1、一种具有抗紫外线功能的液晶微胶囊的制备
称取质量分数为10％的液晶混合物(99.95％的母体液晶BHR40110与0.05％手性添加剂S811混合均匀得到)，将质量分数为10％的甲基丙烯酸甲酯和质量分数为10％的2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯缓慢加入到体系中搅拌均匀得到油相；
将5％的分散剂0402和余量水混合均匀，用高速乳化剂进行乳化，在乳化的过程中将油相缓慢加入到水相中，设定乳化剂转速为5000r/min，高速乳化时间为10min，再将乳化后的乳液转移到三口烧瓶中，设定油浴温度为40℃，转速为700r/min，机械搅拌1h，得到O/W型乳液；
再将体系升温至70℃，将转速降至400r/min，滴加10ml质量分数为3％的引发剂过硫酸铵(APS)水溶液，预聚合1h；再升温至80℃，将转速降至300r/min，再滴加10ml质量分数为3％的引发剂APS水溶液，继续反应6h，过滤、离心洗涤，得到具有抗紫外线功能的液晶微胶囊。
2、液晶抗紫外线整理剂及其在纺织品上的应用
称取上述制备好的液晶微胶囊，用量为10％，将其与10％的分散染料B60混合均匀，添加5％的粘合剂DM5128，10％的增稠剂DM-5221G和余量去离子水，控制浆料粘度在800cps，得到印花色浆。采用丝网印花的方式对织物进行印花，控制印花涂层的涂覆厚度为200μm，60℃烘干，得到涂覆液晶抗紫外线整理剂的织物。
对上述方法制备的织物进行紫外分光光度计法和紫外线防护系数UPF评定。
结果表明，涂覆有抗紫外线整理剂的织物其反射波长为294.6nm，可以防护280～320nm波段的紫外线，紫外线屏蔽率为99.9％，紫外线屏蔽能力属于A级，UPF值为3894.28。在太阳光持续照射300h后，紫外线屏蔽率为99.5％，UPF值为2368.86。并且织物无褪色现象，耐日晒牢度可达5-6级。耐水洗牢度为4级。
实施例2
将实施例1中具有抗紫外线功能的液晶微胶囊的制备中油相的制备步骤改为称取质量分数为10％的液晶混合物(99.95％的母体液晶BHR40110与0.05％手性添加剂S811混合均匀得到)，将质量分数为10％的甲基丙烯酸甲酯缓慢加入到体系中搅拌均匀得到油相；其他流程与实施例1保持一致，制得涂覆有抗紫外线整理剂的织物。
对上述方法制备的织物进行紫外分光光度计法和紫外线防护系数UPF评定。
结果表明，涂覆有抗紫外线整理剂的织物其反射波长为305.6nm，可以防护280～320nm波段的紫外线，紫外线屏蔽率为99.9％，紫外线屏蔽能力属于A级，UPF值为3195.24。在太阳光持续照射300h后，紫外线屏蔽率为99.5％，UPF值为2230.15。并且织物无褪色现象，耐日晒牢度可达5-6级。耐水洗牢度为4级。
实施例3
称取实施例1中制备好的液晶微胶囊，用量为10％，添加5％的粘合剂DM5128，3％的流平剂BYK333和余量去离子水，控制浆料粘度在400cps，得到喷涂浆料，采用喷涂处理的方式对织物表面进行涂覆，间隔30cm，喷涂速度40cm/s，少量多次进行喷涂，控制涂层的涂覆厚度为150μm，60℃烘干，得到涂覆液晶抗紫外线整理剂的织物。
对上述方法制备的织物进行紫外分光光度计法和紫外线防护系数UPF评定。
结果表明，涂覆有抗紫外线整理剂的织物，其反射波长为301.6nm，可以防护280～320nm波段的紫外线，紫外线屏蔽率为99.9％，紫外线屏蔽能力属于A级，UPF值可以3425.16。在太阳光持续照射300h后，紫外线屏蔽率为99.4％，UPF值为1682.21。
实施例4
称取实施例1中制备好的液晶微胶囊，用量为10％，加去离子水水稀释至2％，将其与2％的分散染料B60，加入7％的粘合剂DM5128和余量去离子水，得到浸轧浆料，采用二浸二轧，控制织物轧余率为60％，在60℃的烘箱中放置10min烘干，得到浸有液晶抗紫外线整理剂的织物。
对上述方法制备的织物进行紫外分光光度计法和紫外线防护系数UPF评定。
结果表明，浸有液晶抗紫外线整理剂的织物，其反射波长为283.9nm，可以防护280～320nm波段的紫外线，紫外线屏蔽率为99.9％，紫外线屏蔽能力属于A级，UPF值可以3568.29。在太阳光持续照射300h后，紫外线屏蔽率为99.6％，UPF值为2498.57。
浸轧相较于印花和喷涂，整理剂覆盖织物的比表面积更大，抗紫外线效果也越好，耐日晒牢度可达5-6级。耐水洗牢度为4级。
实施例5
称取实施例1中制备好的液晶微胶囊，采用同轴涂覆法，选用200μm的尼龙单丝，以2mm/s的速度牵伸，使纤维先后经过液晶混合物体系和质量分数为20％的PVP溶液，在60℃烘干30min，得到具有抗紫外线功能的液晶纤维。
对上述液晶纤维进行紫外分光光度计法和紫外线防护系数UPF评定及牢度评定。
结果表明，具有抗紫外线功能的液晶纤维其反射波长为287.4nm，可以防护280～320nm波段的紫外线，紫外线屏蔽率为99.9％，紫外线屏蔽能力属于A级，UPF值可以4129.69。在太阳光持续照射300h后，紫外线屏蔽率为40.8％，UPF值为2.45。耐水洗牢度仅为2-3级。
实施例6
仅将实施例1中的液晶混合物中的母体液晶换为质量分数为34％的5CB、36％的SCL1717和18％的BL038混合，加入质量分数为12％的手性添加剂S1011，其他流程与实施例1保持一致，制得涂覆有抗紫外线整理剂的织物。
对上述方法制备的织物进行紫外分光光度计法和紫外线防护系数UPF评定。
结果表明，涂覆有抗紫外线整理剂的织物，其反射波长为293.4nm，可以防护280～320nm波段的紫外线，紫外线屏蔽率为99.9％，紫外线屏蔽能力属于A级，UPF值可以3689.35。在太阳光持续照射300h后，紫外线屏蔽率为99.5％，UPF值为2160.29。
对比例1
调整实施例3中的浸轧浆料中的液晶微胶囊为市售的紫外线UV-329，用量为10％，其他条件保持不变，对织物进行印花。对得到的印花织物进行紫外分光光度计法和紫外线防护系数UPF评定。
结果表明，具有抗紫外线涂层的织物其反射波长为325.2nm，可以有效防护280～380nm波段的紫外线，但紫外线屏蔽率仅为98％，UPF值仅为50.24。在太阳光持续照射300h后，紫外线屏蔽率仅为95％，UPF值为20.85。织物有明显褪色现象。紫外线保护能力有限。耐日晒牢度仅有4-5级。
对比例2
调整实施例3中的浸轧浆料中的液晶微胶囊为实施例1中的液晶混合物，用量为10％，其他条件保持不变，对织物进行浸轧。对浸轧后的织物进行紫外分光光度计法和紫外线防护系数UPF评定。
结果表明，具有抗紫外线涂层的织物其反射波长为317.5nm，可以有效防护280～320nm波段的紫外线，紫外线屏蔽率为99.9％，UPF值高达4256.82。但仅在太阳光持续照射1h后，紫外线屏蔽率就降为30.1％，UPF值仅为1.43，整理剂已经失去紫外线保护能力。
这是因为液晶自身具有流动性，对纺织材料没有亲和力，如果不对其进行封装，很难应用于纺织材料。
对比例3
称取实施例5中一样配方的液晶混合物，采用同轴涂覆法，选用200μm的尼龙单丝，以2mm/s的速度牵伸，使纤维先后经过液晶混合物体系和质量分数为20％的PVP溶液，在60℃烘干30min，得到具有抗紫外线功能的液晶纤维。
对上述液晶纤维进行紫外分光光度计法和紫外线防护系数UPF评定及牢度评定。
结果表明，具有抗紫外线功能的液晶纤维其反射波长为284.9nm，可以防护280～320nm波段的紫外线，紫外线屏蔽率为99.9％，紫外线屏蔽能力属于A级，UPF值可以4378.47。在太阳光持续照射300h后，紫外线屏蔽率为37.1％，UPF值为1.59。耐水洗牢度仅为2级。该方法虽然有更好的抗紫外效果，但不耐用，同时不能满足纺织品整理中灵活多变的需求。
对比例4
调整实施例1中的液晶混合物为胆固醇壬酸酯37％，氯化胆固醇37％，胆固醇油醇碳酸酯22％，添加手性添加剂R811 4％，保持其他条件不变，制得涂覆有液晶的织物。
对上述方法制备的织物进行紫外分光光度计法测量反射波长。
结果表明，涂覆有液晶微胶囊的织物的反射波长为556.7nm。该液晶微胶囊常温下呈现绿色，反射波在可见光范围内，并不具有抗紫外线的能力。实验证明，即使液晶与手性添加剂符合限定范围，不同液晶与手性剂的组合所能达到的效果也是不同的。
对比例5
调整实施例1中的液晶混合物配比为15％的5CB、17％的SCL1717和18％的BL038混合，加入质量分数为50％的手性添加剂S1011，其他流程与实施例4保持一致，制得涂覆有抗紫外线整理剂的织物。
对上述方法制备的织物进行紫外分光光度计法评定。
结果表明，涂覆有抗紫外线整理剂的织物，其反射波长为128.4nm，并不能对280～320nm波段的紫外线进行有效防护。实验证明，不更改各组分的种类，仅改变各组分的用量，便无法达到抗紫外的效果。当手性剂与液晶配比不符合所限定的配比，便失去了反射紫外线的能力。
通过实施例1和对比例4、5说明，可以通过对液晶混合物的组分调控来精确控制液晶混合物的反射波长，从而对特定紫外波长进行防护。但只有特定的组合才有抗紫外的效果，因此要对液晶与手性剂的配比做严格要求。
对比例6
调整实施例1中的印花浆料为其他液晶混合物组分(胆甾醇壬酸酯40％、胆甾醇油烯基碳酸酯60％)的液晶微胶囊10％，水性UV树脂UCECOAT 6558 40％，水性光引发剂IRGACURE 2959 6％，合成增稠剂0.5％和余量去离子水，其他条件不变。同样采用丝网印花的方式对织物进行印花，控制印花涂层的涂覆厚度为200μm，60℃烘干，并在1000W的紫外灯下固化5min，汞灯与织物距离为2cm，得到涂覆UV光固化液晶涂层的织物。
对上述方法制备的织物进行紫外分光光度计法测量反射波长。
结果表明，涂覆有抗紫外线整理剂的织物其反射波长为635.8nm，并不能够反射紫外线波段的光。该涂层的用途在于利用UV光固化树脂的透明性和柔韧性将反射可见光波段的液晶微胶囊封装于织物上，而不影响其现实颜色，并不具有抗紫外线的能力。
对比例7
将实施例1中具有抗紫外线功能的液晶微胶囊的制备中油相的制备步骤改为称取质量分数为10％的母体液晶BHR40110，将质量分数为10％的甲基丙烯酸甲酯和质量分数为10％的2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯缓慢加入到体系中搅拌均匀得到油相；其他流程与实施例1保持一致，制得涂覆有抗紫外线整理剂的织物。
对上述方法制备的织物进行紫外分光光度计法和紫外线防护系数UPF评定。
结果表明，涂覆有抗紫外线整理剂的织物其反射波长为589.6nm，并不能反射280～320nm范围内的紫外线。其UPF值为42.58。在太阳光持续照射300h后，其UPF值为20.28。耐日晒牢度为4级。耐水洗牢度为4级。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种液晶抗紫外线整理剂，其特征在于，所述整理剂包括以下组分：液晶微胶囊5～20％、染料0～20％、粘合剂0～15％、增稠剂0～10％、流平剂0～10％和余量的水；所述液晶微胶囊由芯材和壁材组成；所述芯材包括液晶混合物；所述液晶混合物包括液晶母体和手性添加剂；所述壁材包括聚合物；所述液晶混合物的反射光波长调节至280～320nm；所述芯材中的液晶混合物各组分的质量百分含量为：液晶75～99.99％，手性添加剂0.01～15％。
2.根据权利要求1所述的整理剂，其特征在于，所述壁材还包括聚合物和反应型紫外线吸收剂。
3.根据权利要求2所述的整理剂，其特征在于，所述反应型紫外线吸收剂包括2-羟基-4-丙烯酸酯基二苯甲酮，2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的整理剂，其特征在于，所述液晶母体包括5CB、E7、E8、SCL1717、BLO38、C70/02CN、BHR40200、BHR58300-000、BHR58400-000、BHR58500-000、BHR40110、胆固醇乙酸酯、胆固醇丙酸酯、胆甾醇正丁酸酯、胆固醇壬酸酯、苯甲酸胆固醇脂、胆固醇油酸碳酸酯、胆甾醇油酸酯、氯化胆固醇、胆甾烯基亚油酸酯、胆甾醇肉桂酸酯、胆甾醇乙基碳酸酯、胆甾烯基异硬脂酰基碳酸酯、胆甾烯基丁烯酸酯、胆甾烯基碳酸酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的整理剂，其特征在于，所述的手性添加剂为CN、CB15、S811、S1011、R1011、CM19、CM22中的一种或几种。
6.根据权利要求1～5任一所述的整理剂，其特征在于，所述液晶微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
1)油相制备：以液晶混合物为芯材，以聚合物或聚合物和反应型紫外线吸收剂形成的混合物为璧材，制备液晶微胶囊；将芯材和聚合物加入到烧杯中，充分混合搅拌均匀制备油相；
2)水相制备：将乳化剂和去离子水加入到烧杯中，搅拌均匀制备水相；
3)水包油乳液制备：将步骤1)制备的油相缓慢加入到步骤2)制备的水相中，用高速乳化机进行乳化，将乳化后的乳液转移至三口烧瓶中，机械搅拌后，即得到水包油乳液；
4)液晶微胶囊制备：将步骤3)得到的水包油乳液升温，降低转速，缓慢多次滴加引发剂至水包油乳液中，反应结束后得到微胶囊分散体；微胶囊分散体经过滤、离心洗涤，即得到具有抗紫外线功能的液晶微胶囊。
7.由权利要求1～6任一项所述的液晶抗紫外线整理剂在纺织品上的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述应用是将液晶抗紫外线整理剂的浆料通过喷涂、印花或浸轧的方式整理到纺织品上，烘干即可。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述印花或喷涂方式的液晶抗紫外线整理剂的浆料粘度在100～1000cps。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的浸轧方式为使用二浸二轧的方法，浸轧整理剂各组分的质量百分含量为：液晶微胶囊用量为5-20％、染料0-20％、粘合剂0-10％、余量水，控制轧余率在50-70％，放置在60-80℃的烘箱中烘干。
CN202210703331.6A 2022-06-21 2022-06-21 一种液晶抗紫外线整理剂及其在纺织品上的应用 Active CN114908575B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210703331.6A CN114908575B (zh) 2022-06-21 2022-06-21 一种液晶抗紫外线整理剂及其在纺织品上的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210703331.6A CN114908575B (zh) 2022-06-21 2022-06-21 一种液晶抗紫外线整理剂及其在纺织品上的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114908575A true CN114908575A (zh) 2022-08-16
CN114908575B CN114908575B (zh) 2023-06-16

Family

ID=82772115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210703331.6A Active CN114908575B (zh) 2022-06-21 2022-06-21 一种液晶抗紫外线整理剂及其在纺织品上的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114908575B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012167389A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Lion Corp カプセル粒子含有繊維処理剤の製造方法
CN106149387A (zh) * 2016-06-29 2016-11-23 合肥云都棉花有限公司 一种光固化耐久液晶热变色服装面料的制备方法
CN109440466A (zh) * 2018-09-30 2019-03-08 江南大学 一种液晶纤维及其制备方法
CN110144735A (zh) * 2019-04-29 2019-08-20 东华大学 一种防晒微胶囊及其整理剂及应用
CN111690331A (zh) * 2020-05-07 2020-09-22 复旦大学 基于光子准晶材料的透明隔热防紫外线薄膜及其制备方法
CN112680969A (zh) * 2020-12-16 2021-04-20 北京大学 具有紫外光强度检测及防护功能的光响应智能液晶变色纤维及其制备方法和应用
CN113641015A (zh) * 2021-07-30 2021-11-12 华南师范大学 一种红外反射器及其制备方法和应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012167389A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Lion Corp カプセル粒子含有繊維処理剤の製造方法
CN106149387A (zh) * 2016-06-29 2016-11-23 合肥云都棉花有限公司 一种光固化耐久液晶热变色服装面料的制备方法
CN109440466A (zh) * 2018-09-30 2019-03-08 江南大学 一种液晶纤维及其制备方法
CN110144735A (zh) * 2019-04-29 2019-08-20 东华大学 一种防晒微胶囊及其整理剂及应用
CN111690331A (zh) * 2020-05-07 2020-09-22 复旦大学 基于光子准晶材料的透明隔热防紫外线薄膜及其制备方法
CN112680969A (zh) * 2020-12-16 2021-04-20 北京大学 具有紫外光强度检测及防护功能的光响应智能液晶变色纤维及其制备方法和应用
CN113641015A (zh) * 2021-07-30 2021-11-12 华南师范大学 一种红外反射器及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
盛明非 等: "基于染料掺杂型液晶微胶囊的电刺激响应智能纺织品的制备及其性能", 《纺织学报》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114908575B (zh) 2023-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102277740B (zh) 一种防紫外线、耐光整理液及其制备和在面料上的应用
Pinto et al. Screen-printed photochromic textiles through new inks based on SiO2@ naphthopyran nanoparticles
CN104878618B (zh) 一种超细涤纶织物的染色方法
CN103788770B (zh) 一种用于纺织品数码印花结构生色的胶体微球墨水及其应用
CN104862964B (zh) 一种用于涤纶织物的核壳结构乳液增深剂及其制备方法
CN103911879B (zh) 一种抗紫外线抗菌纯棉梭织物的一浴一步法染整工艺
CN102965974A (zh) 一种迷彩帐篷布的制备工艺
Parhizkar et al. Photostability and durability properties of photochromic organosilica coating on fabric
CN111592822B (zh) 一种快速响应热致型调光材料及快速响应智能调光薄膜
He et al. Photochromic microcapsules anchored on cotton fabric by layer-by-layer self-assembly method with erasable property
CN102886233A (zh) 一种光致变色双壳微胶囊及其制备方法和应用
CN108360268A (zh) 一种采用隔热涂料的室内窗帘的制备方法
CN114908575B (zh) 一种液晶抗紫外线整理剂及其在纺织品上的应用
CN105061794B (zh) 一种护眼汽车贴膜及其制备方法
CN113106759A (zh) 一种基于咖啡酸的结构色织物及其制备方法
CN110578258A (zh) 一种光致变色丙纶纱线织物的制备工艺
CA2453575A1 (en) Uvr attenuation of fabrics and finished textiles
Gupta Photochromic dyes for smart textiles
CN109440466A (zh) 一种液晶纤维及其制备方法
CN108085996A (zh) 一种光致变色微胶囊杂化改性二氧化硅溶胶涂层织物及其制备方法
CN115559131B (zh) 一种感温变色降温拒热面料及其制备方法
CN114808472B (zh) 一种耐光型温致变色织物及其制备方法
CN116814280A (zh) 一种抗紫外乳化剂的制备及其在变色微胶囊方面的应用
CN103924442B (zh) 钛酸四丁酯及染料对涤棉混纺织物改性染色复合整理方法
Liu et al. Photochromic textiles from hybrid silica coating with improved photostability

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant