CN114941241A - 具有良好透气性的防晒面料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及功能面料的技术领域，提供了一种具有良好透气性的防晒面料及制备方法。制备过程包括（1）将高分子紫外线吸收剂加入良溶剂中，加热并搅拌至完全溶解，得到整理液；（2）将轻薄面料浸没于整理液中，超声振荡5‑10min；（3）向整理液中滴加不良溶剂，在30‑60min内滴完，然后静置5‑10min；（4）先将温度缓慢降至室温，然后取出面料，用水洗净，自然风干，即可。该方法克服了常规后整理工艺会堵塞面料原有的孔隙，降低面料透气性的缺陷，制得了兼具良好防晒性能和透气性能的面料，并且，制备工艺过程简单，成本低，具有工业化推广应用的潜力。
Description
技术领域
本发明属于功能面料的技术领域，提供了一种具有良好透气性的防晒面料及制备方法。
背景技术
随着户外运动的兴起，户外运动服装的需求量越来越大，并且，对服装的功能性要求越来越高。防晒衣是一种常见的户外运动服装，不仅要求具有防紫外线功能，还要求具有轻薄、快干、透气、防水等功能。
常见的防晒衣面料纤维主要有涤纶、腈纶、锦纶、棉、麻等，其中，涤纶结构中的苯环具有300nm以内紫外线吸收能力，腈纶的-CN能将紫外线能量吸收、转化并散失，二者本身具有一定减少紫外线透过量的作用，但作用效果并不明显，仍需要添加紫外线屏蔽剂或紫外线吸收剂；而锦纶由于具有良好的耐磨性和吸湿性，更能满足实际使用需求，因而也是防晒衣面料的常用纤维原料。
将防紫外线添加剂（屏蔽剂或吸收剂）与纤维面料结合，即可制得防晒面料。常用的加工方法有两种，一是先采用共混或复合纺丝的方法制备具有抗紫外线功能的纤维，再将功能纤维制成面料；二是先将纤维制成面料，再采用防紫外整理剂进行后处理，以使面料获得抗紫外线功能。前者可获得效果持久的抗紫外功能，但生产成本高、周期长，后者虽然效果不及前者，但加工处理过程简单，耗时短，不影响纤维本身的力学性能，并且对整理剂的要求较低。因此，后整理法在实际中应用广泛。
但是，采用后整理法容易堵塞面料原有的孔隙，使面料的透气性降低，影响防晒衣的穿着舒适性。
发明内容
本发明提出一种具有良好透气性的防晒面料及制备方法，以制得兼具良好防晒性能和透气性能的面料。
为实现上述目的，本发明提出了以下技术方案：
一种具有良好透气性的防晒面料的制备方法，具体步骤如下：
（1）将高分子紫外线吸收剂加入良溶剂中，加热并搅拌至完全溶解，得到整理液；
（2）将轻薄面料浸没于整理液中，超声振荡5-10min；
（3）向整理液中滴加不良溶剂，在30-60min内滴完，然后静置5-10min；
（4）先将温度缓慢降至室温，然后取出面料，用水洗净，自然风干，即可。
常规后整理工艺是将面料浸没于含有整理剂的整理液中，并使整理剂在面料表面形成涂层或保护膜，从而使面料具有相应的功能。然而，涂层或保护膜的形成会堵塞面料原有的孔隙，使面料的透气性降低，影响防晒衣的穿着舒适性。本发明采用高分子紫外线吸收剂，先将其溶于良溶剂中，大分子链在良溶剂中充分舒展，然后滴加不良溶剂，大分子链遇到不良溶剂开始卷曲，并粘附在纤维外壁上，随着不良溶剂的不断加入，体系的相分离程度增加，大分子链在纤维外壁上的卷曲程度越来越紧。采用该方法时，整理剂（即高分子紫外线吸收剂）不是在整个面料层上沉积成膜或涂层，而是在纤维外壁上进行粘附并卷曲，不易堵塞面料原有的孔隙，从而降低对面料透气性的影响。为实现上述效果，应选择分子量合适的整理剂。整理剂的分子量太低，形成的卷曲粘附不牢固，耐久性差；整理剂的分子量太高，形成的卷曲线团太大，对孔隙透气有一定影响。优选的，所述高分子紫外线吸收剂的数均分子量为5000-10000。
本发明还提供了一个优选的原料组合，即：以2-羟基-4-丙烯酸酯基-二苯甲酮与丙烯酸的共聚物为高分子紫外线吸收剂，以四氢呋喃为良溶剂，以水为不良溶剂。轻薄面料优选为锦纶，纱线为15D或20D。
所述2-羟基-4-丙烯酸酯基-二苯甲酮与丙烯酸的共聚物可采用以下现有技术制备，得到的共聚物的数均分子量为7500左右，制备过程具体为：S1.将2,4-二羟基二苯甲酮溶于四氢呋喃中，加入三乙胺，冰水浴下滴加丙烯酰氯与四氢呋喃混合溶液，反应7h，过滤，用去离子水洗涤滤液，再以无水硫酸钠除去残余水，蒸发除去溶剂，将产物用乙醇重结晶，得到2-羟基-4-丙烯酸酯基-二苯甲酮；S2.将2-羟基-4-丙烯酸酯基-二苯甲酮与丙烯酸的四氢呋喃溶液加入反应容器中，加热至70℃，滴加偶氮二异丁腈的四氢呋喃溶液，氮气保护下反应24h，反应结束后在水中沉淀，将产物真空干燥，得到2-羟基-4-丙烯酸酯基-二苯甲酮与丙烯酸的共聚物。
S1中，2,4-二羟基二苯甲酮、三乙胺、丙烯酰氯的摩尔比为5：8：8。
S2中，2-羟基-4-丙烯酸酯基-二苯甲酮、丙烯酸、偶氮二异丁腈的摩尔比为4：4：0.03。
优选的，高分子紫外线吸收剂、良溶剂、不良溶剂的质量比为5-7：100：120-150。
优选的，步骤（1）中，加热温度为80-90℃。
优选的，步骤（2）中，超声振荡的超声频率为25-30kHz。
优选的，步骤（4）中，降温速度为1-3℃/min。
一种具有良好透气性的防晒面料，采用上述制备方法制备得到。在该面料中，高分子紫外线吸收剂卷曲粘附在面料的纤维外壁上，既可实现良好的紫外线吸收效果，又不易堵塞面料原有的孔隙，从而兼具良好的防晒性能和透气性能。
本发明技术方案的有益效果：本发明的方法克服了常规后整理工艺会堵塞面料原有的孔隙，降低面料透气性的缺陷，制得了兼具良好防晒性能和透气性能的面料，并且，本发明的制备工艺过程简单，成本低，具有工业化推广应用的潜力。
具体实施方式
采用市售轻薄锦纶6面料，纱线15D，经测试，其UPF值为8.65，透气率为258.4 mm/s。采用前述方法制得的2-羟基-4-丙烯酸酯基-二苯甲酮与丙烯酸的共聚物。四氢呋喃为普通市售产品。下列实施例仅为本发明的优选，不能作为对本发明保护范围的限制，不脱离本发明技术思路的简单替换或组合均属于本发明的保护范围。
实施例1
（1）将2-羟基-4-丙烯酸酯基-二苯甲酮与丙烯酸的共聚物加入四氢呋喃中，加热至85℃并搅拌至完全溶解，得到整理液；
（2）将轻薄面料浸没于整理液中，以25kHz超声振荡5min；
（3）向整理液中滴加水，在40min内滴完，然后静置7min；
（4）先以2℃/min降至室温，然后取出面料，用水洗净，自然风干，即可。
2-羟基-4-丙烯酸酯基-二苯甲酮与丙烯酸的共聚物、四氢呋喃、水的质量比为5：100：120。
实施例2
（1）将2-羟基-4-丙烯酸酯基-二苯甲酮与丙烯酸的共聚物加入四氢呋喃中，加热至90℃并搅拌至完全溶解，得到整理液；
（2）将轻薄面料浸没于整理液中，以25kHz超声振荡5min；
（3）向整理液中滴加水，在45min内滴完，然后静置8min；
（4）先以2℃/min降至室温，然后取出面料，用水洗净，自然风干，即可。
2-羟基-4-丙烯酸酯基-二苯甲酮与丙烯酸的共聚物、四氢呋喃、水的质量比为6：100：135。
实施例3
（1）将2-羟基-4-丙烯酸酯基-二苯甲酮与丙烯酸的共聚物加入四氢呋喃中，加热至80℃并搅拌至完全溶解，得到整理液；
（2）将轻薄面料浸没于整理液中，以25kHz超声振荡5min；
（3）向整理液中滴加水，在50min内滴完，然后静置6min；
（4）先以2℃/min降至室温，然后取出面料，用水洗净，自然风干，即可。
2-羟基-4-丙烯酸酯基-二苯甲酮与丙烯酸的共聚物、四氢呋喃、水的质量比为7：100：150。
根据GB/T 18830-2009《纺织品防紫外线性能的评定》，采用YG(B)912E型防紫外线性能测试仪，得到紫外线防护系数UPF，未后整理、实施例1、实施例2、实施例3的面料的UPF值分别为8.65、51.2、53.1、54.7。根据GB/T 5453-1997《纺织品织物透气性的测定》，采用YG461型数字式透气量仪，以单位时间透气量/测量面积计算透气率，未后整理、实施例1、实施例2、实施例3的面料的透气率（mm/s）分别为258.4、257.6、257.3、256.9。可见：经过整理的面料抗紫外线性能大幅提升，同时透气率降低程度小，可使面料兼具良好的防晒性能和透气性能。
Claims (9)
1.具有良好透气性的防晒面料的制备方法，其特征在于，所述制备方法的具体步骤如下：
（1）将高分子紫外线吸收剂加入良溶剂中，加热并搅拌至完全溶解，得到整理液；
（2）将轻薄面料浸没于整理液中，超声振荡5-10min；
（3）向整理液中滴加不良溶剂，在30-60min内滴完，然后静置5-10min；
（4）先将温度缓慢降至室温，然后取出面料，用水洗净，自然风干，即可；
所述高分子紫外线吸收剂的数均分子量为5000-10000。
2.根据权利要求1所述具有良好透气性的防晒面料的制备方法，其特征在于：
所述高分子紫外线吸收剂为2-羟基-4-丙烯酸酯基-二苯甲酮与丙烯酸的共聚物；
所述良溶剂为四氢呋喃；
所述不良溶剂为水。
3.根据权利要求2所述具有良好透气性的防晒面料的制备方法，其特征在于，所述2-羟基-4-丙烯酸酯基-二苯甲酮与丙烯酸的共聚物的制备方法为：S1.将2,4-二羟基二苯甲酮溶于四氢呋喃中，加入三乙胺，冰水浴下滴加丙烯酰氯与四氢呋喃混合溶液，反应7h，过滤，用去离子水洗涤滤液，再以无水硫酸钠除去残余水，蒸发除去溶剂，将产物用乙醇重结晶，得到2-羟基-4-丙烯酸酯基-二苯甲酮；其中，2,4-二羟基二苯甲酮、三乙胺、丙烯酰氯的摩尔比为5：8：8；S2.将2-羟基-4-丙烯酸酯基-二苯甲酮与丙烯酸的四氢呋喃溶液加入反应容器中，加热至70℃，滴加偶氮二异丁腈的四氢呋喃溶液，氮气保护下反应24h，反应结束后在水中沉淀，将产物真空干燥，得到2-羟基-4-丙烯酸酯基-二苯甲酮与丙烯酸的共聚物；其中，2-羟基-4-丙烯酸酯基-二苯甲酮、丙烯酸、偶氮二异丁腈的摩尔比为4：4：0.03。
4.根据权利要求2所述具有良好透气性的防晒面料的制备方法，其特征在于：所述轻薄面料为锦纶，纱线为15D或20D。
5.根据权利要求2所述具有良好透气性的防晒面料的制备方法，其特征在于：高分子紫外线吸收剂、良溶剂、不良溶剂的质量比为5-7：100：120-150。
6.根据权利要求2所述具有良好透气性的防晒面料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，加热温度为80-90℃。
7.根据权利要求2所述具有良好透气性的防晒面料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，超声振荡的超声频率为25-30kHz。
8.根据权利要求2所述具有良好透气性的防晒面料的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，降温速度为1-3℃/min。
9.权利要求1-8任一项所述制备方法制备得到的防晒面料。
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