CN116837628A - 一种防水性能好的军用服装面料的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防水性能好的军用服装面料的加工工艺，本发明采用溶胶凝胶法制备得到纳米二氧化硅包覆料，随后通过双键加成反应，丙烯酰胺和丙烯酸‑2‑乙基己酯形成聚合物穿插缠绕在纳米二氧化硅上，得到改性纳米二氧化硅，同时在纳米二氧化硅的表面形成聚合物，提高了纳米二氧化硅的阻燃性能；聚合物中的活性官能团能够与预处理面料中的羟基进行反应，提高了改性纳米二氧化硅与面料的结合牢固度，进而提高了面料的耐水洗性能；再十八烷基三甲氧基硅烷对初步改性面料进行疏水性改性，提高了面料的防水性能。

Description

一种防水性能好的军用服装面料的加工工艺
技术领域
本发明涉及面料加工技术领域，具体涉及一种防水性能好的军用服装面料的加工工艺。
背景技术
军用服装面料是一类专门用于制作军用服装的材料，这种面料具有许多特殊的性质，能够满足军人在各种严峻环境下的需求，例如阴暗潮湿且蚊虫较多的森林、昼夜温差较大且光线强烈的沙漠或者是穿梭于枪林弹火的燃烧区域，因此其对于军用制服的面料提出了更高的要求：具有良好的吸湿排汗性以确保穿着舒适；具有良好的防蚊虫、防霉抗菌、防划伤性能以满足在森林等阴暗潮湿环境中的使用；具有优异的抗紫外线及防寒功能，以适用于沙漠或极地等恶劣环境；具有优异的阻燃性能以确保能够穿梭于燃烧区域。
中国专利文献CN201610826073.5公开了一种具有阻燃和疏水功能的织物的制备方法，包括以下步骤：采用含有多元羧酸和催化剂的水溶液，对织物进行浸轧整理，烘干后得到预处理织物；将硅氧烷、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂在水中混匀，然后加入阻燃剂，调节pH至2-3进行反应，得到掺杂阻燃剂的溶胶；向所述溶胶中加入硅酸酯进行反应，反应结束后，加入长链烷基硅烷作为疏水剂继续反应，得到阻燃疏水整理液；将上述预处理织物浸渍于阻燃疏水整理液中，经轧烘焙、水洗、烘干后得到具有阻燃和疏水功能的织物，使用该方法整理的织物虽然具备一定的阻燃性和疏水性，但仍需要进一步进行改进，以满足实际的需要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种防水性能好的军用服装面料的加工工艺，所制备的军用服装面料具有阻燃性能和防水性能好，耐水洗的特点。
为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种防水性能好的军用服装面料的加工工艺，包括如下步骤：
(1)将面料浸泡在氢氧化钠溶液中，加热处理后取出，用水进行清洗，得到预处理面料；
(2)将预处理面料浸入整理液中进行浸轧处理，接着将浸轧后的面料进行干燥，得到初步改性面料；
(3)将初步改性面料浸入十八烷基三甲氧基硅烷溶液中，浸轧后经烘焙、水洗、烘干处理，即得到防水性能好的军用服装面料。
优选的，步骤(1)中，氢氧化钠溶液的质量分数为3-6％。
优选的，步骤(2)中，所述整理液的制备方法如下：
S1、将正硅酸四乙酯溶液和丙烯酰胺溶液加入到液体石蜡中，接着加入乳化剂Span80，搅拌混合均匀，随后滴加碱溶液，调节溶液的pH为8-9，搅拌3-5h，然后静置2-4h，经洗涤、透析和冷冻干燥，得到纳米二氧化硅包覆料；
S2、将纳米二氧化硅包覆料分散在乙醇水溶液中，然后加入丙烯酸-2-乙基己酯，搅拌混合均匀，再加入过硫酸钾和N,N-亚甲基双丙烯酰胺，在氮气气氛下反应，待反应完成后，经过滤、洗涤、干燥，得到改性纳米二氧化硅；
S3、将改性纳米二氧化硅和十二烷基硫酸钠加入到水中，混合均匀，即得到整理液。
优选的，步骤S1中，正硅酸四乙酯溶液、丙烯酰胺溶液、液体石蜡和乳化剂Span80的质量比为10-20:5-10:60-90:1-3，正硅酸四乙酯溶液中正硅酸四乙酯、乙醇和水的质量比为3-5:20-30:5-10，正硅酸四乙酯溶液的pH为3-4，丙烯酰胺溶液的质量分数为20-30％。
优选的，步骤S2中，纳米二氧化硅包覆料、丙烯酸-2-乙基己酯、过硫酸钾和N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为10-15:5-8:0.2-0.4:0.06-0.1。
优选的，步骤S2中，反应温度为60-70℃，反应时间为2-3h。
优选的，步骤S3中，改性纳米二氧化硅、十二烷基硫酸钠和水的质量比为40-60:1-3:1000。
优选的，步骤(2)中，浴比为1:20-30，轧液率为60-70％。
优选的，步骤(3)中，十八烷基三甲氧基硅烷溶液的质量分数为1-3％。
优选的，步骤(3)中，浴比为1:25-30，轧液率为60-80％。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明采用溶胶凝胶法制备得到纳米二氧化硅包覆料，同时将丙烯酰胺负载在纳米二氧化硅中，随后通过双键加成反应，丙烯酰胺和丙烯酸-2-乙基己酯形成聚合物穿插缠绕在纳米二氧化硅上，得到改性纳米二氧化硅，同时在纳米二氧化硅的表面形成聚合物，提高了纳米二氧化硅的阻燃性能；聚合物中的活性官能团能够与预处理面料中的羟基进行反应，提高了改性纳米二氧化硅与面料的结合牢固度，进而提高了面料的耐水洗性能；再十八烷基三甲氧基硅烷对初步改性面料进行疏水性改性，提高了面料的防水性能。
(2)本发明中若先用十八烷基三甲氧基硅烷溶液对面料进行处理，然后再利用整理液进行处理，所制备得到的面料的防水性能效果并不理想，原因可能在于十八烷基三甲氧基硅烷不容易负载在面料的表面，进而导致面料的防水性能变差。
具体实施方式
以下通过具体较佳实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不仅限于以下的实施例。
需要说明的是，无特殊说明外，本发明中涉及到的化学试剂均通过商业渠道购买。
本发明中所使用的面料基布为涤纶牛津布，纱支600D*600D，克重230g/m2。
实施例1
一种防水性能好的军用服装面料的加工工艺，包括如下步骤：
(1)将面料浸泡在3wt％的氢氧化钠溶液中，在60℃下加热搅拌60min后取出，用水进行清洗，得到预处理面料；
(2)将预处理面料浸入整理液中进行浸轧处理，浴比为1:20，轧液率为60％，接着将浸轧后的面料进行干燥，得到初步改性面料；
所述整理液的制备方法如下：
S1、将10g正硅酸四乙酯溶液和5g，20wt％的丙烯酰胺溶液加入到60g液体石蜡中，正硅酸四乙酯溶液中正硅酸四乙酯、乙醇和水的质量比为3:20:7，正硅酸四乙酯溶液的pH为3，接着加入1g乳化剂Span80，搅拌混合均匀，随后滴加碱溶液，调节溶液的pH为9，搅拌3h，然后静置2h，经洗涤、透析和冷冻干燥，得到纳米二氧化硅包覆料；
S2、将10g纳米二氧化硅包覆料分散在150g，60wt％的乙醇水溶液中，然后加入5g丙烯酸-2-乙基己酯，搅拌混合均匀，再加入0.2g过硫酸钾和0.06g N,N-亚甲基双丙烯酰胺，在氮气气氛、60℃下反应2h，待反应完成后，经过滤、洗涤、干燥，得到改性纳米二氧化硅；
S3、将40g改性纳米二氧化硅和1g十二烷基硫酸钠加入到1000g水中，混合均匀，即得到整理液。
(3)将初步改性面料浸入1wt％的十八烷基三甲氧基硅烷溶液中，浴比为1:25，轧液率为60％，浸轧后经烘焙、水洗、烘干处理，即得到防水性能好的军用服装面料。
实施例2
一种防水性能好的军用服装面料的加工工艺，包括如下步骤：
(1)将面料浸泡在5wt％的氢氧化钠溶液中，在60℃下加热搅拌60min后取出，用水进行清洗，得到预处理面料；
(2)将预处理面料浸入整理液中进行浸轧处理，浴比为1:30，轧液率为65％，接着将浸轧后的面料进行干燥，得到初步改性面料；
所述整理液的制备方法如下：
S1、将20g正硅酸四乙酯溶液和10g，20wt％的丙烯酰胺溶液加入到90g液体石蜡中，正硅酸四乙酯溶液中正硅酸四乙酯、乙醇和水的质量比为5:30:5，正硅酸四乙酯溶液的pH为4，接着加入3g乳化剂Span80，搅拌混合均匀，随后滴加碱溶液，调节溶液的pH为9，搅拌4h，然后静置3h，经洗涤、透析和冷冻干燥，得到纳米二氧化硅包覆料；
S2、将15g纳米二氧化硅包覆料分散在150g，60wt％的乙醇水溶液中，然后加入8g丙烯酸-2-乙基己酯，搅拌混合均匀，再加入0.4g过硫酸钾和0.08g N,N-亚甲基双丙烯酰胺，在氮气气氛、70℃下反应2h，待反应完成后，经过滤、洗涤、干燥，得到改性纳米二氧化硅；
S3、将60g改性纳米二氧化硅和3g十二烷基硫酸钠加入到1000g水中，混合均匀，即得到整理液。
(3)将初步改性面料浸入3wt％的十八烷基三甲氧基硅烷溶液中，浴比为1:30，轧液率为60％，浸轧后经烘焙、水洗、烘干处理，即得到防水性能好的军用服装面料。
实施例3
一种防水性能好的军用服装面料的加工工艺，包括如下步骤：
(1)将面料浸泡在5wt％的氢氧化钠溶液中，在60℃下加热搅拌60min后取出，用水进行清洗，得到预处理面料；
(2)将预处理面料浸入整理液中进行浸轧处理，浴比为1:25，轧液率为70％，接着将浸轧后的面料进行干燥，得到初步改性面料；
所述整理液的制备方法如下：
S1、将15g正硅酸四乙酯溶液和8g，30wt％的丙烯酰胺溶液加入到90g液体石蜡中，正硅酸四乙酯溶液中正硅酸四乙酯、乙醇和水的质量比为5:30:5，正硅酸四乙酯溶液的pH为3，接着加入2g乳化剂Span80，搅拌混合均匀，随后滴加碱溶液，调节溶液的pH为9，搅拌5h，然后静置4h，经洗涤、透析和冷冻干燥，得到纳米二氧化硅包覆料；
S2、将12g纳米二氧化硅包覆料分散在150g，60wt％的乙醇水溶液中，然后加入6g丙烯酸-2-乙基己酯，搅拌混合均匀，再加入0.3g过硫酸钾和0.08g N,N-亚甲基双丙烯酰胺，在氮气气氛、70℃下反应3h，待反应完成后，经过滤、洗涤、干燥，得到改性纳米二氧化硅；
S3、将50g改性纳米二氧化硅和2g十二烷基硫酸钠加入到1000g水中，混合均匀，即得到整理液。
(3)将初步改性面料浸入2wt％的十八烷基三甲氧基硅烷溶液中，浴比为1:30，轧液率为80％，浸轧后经烘焙、水洗、烘干处理，即得到防水性能好的军用服装面料。
对比例1
一种军用服装面料的加工工艺，包括如下步骤：
(1)将面料浸泡在5wt％的氢氧化钠溶液中，在60℃下加热搅拌60min后取出，用水进行清洗，得到预处理面料；
(2)将预处理面料浸入整理液中进行浸轧处理，浴比为1:25，轧液率为70％，接着将浸轧后的面料进行干燥，得到初步改性面料；
所述整理液的制备方法如下：
S1、将15g正硅酸四乙酯溶液加入到90g液体石蜡中，正硅酸四乙酯溶液中正硅酸四乙酯、乙醇和水的质量比为5:30:5，正硅酸四乙酯溶液的pH为3，接着加入2g乳化剂Span80，搅拌混合均匀，随后滴加碱溶液，调节溶液的pH为9，搅拌5h，然后静置4h，经洗涤、透析和冷冻干燥，得到纳米二氧化；
S2、将50g纳米二氧化硅和2g十二烷基硫酸钠加入到1000g水中，混合均匀，即得到整理液。
(3)将初步改性面料浸入2wt％的十八烷基三甲氧基硅烷溶液中，浴比为1:30，轧液率为80％，浸轧后经烘焙、水洗、烘干处理，即得到军用服装面料。
对比例2
一种军用服装面料的加工工艺，包括如下步骤：
(1)将面料浸泡在5wt％的氢氧化钠溶液中，在60℃下加热搅拌60min后取出，用水进行清洗，得到预处理面料；
(2)将预处理面料浸入2wt％的十八烷基三甲氧基硅烷溶液中，浴比为1:30，轧液率为80％，浸轧后经烘焙、水洗、烘干处理，得到初步改性面料；
(3)将初步改性面料浸入整理液中进行浸轧处理，浴比为1:25，轧液率为70％，接着将浸轧后的面料进行干燥，即得到军用服装面料；
所述整理液的制备方法如下：
S1、将15g正硅酸四乙酯溶液和8g，30wt％的丙烯酰胺溶液加入到90g液体石蜡中，正硅酸四乙酯溶液中正硅酸四乙酯、乙醇和水的质量比为5:30:5，正硅酸四乙酯溶液的pH为3，接着加入2g乳化剂Span80，搅拌混合均匀，随后滴加碱溶液，调节溶液的pH为9，搅拌5h，然后静置4h，经洗涤、透析和冷冻干燥，得到纳米二氧化硅包覆料；
S2、将12g纳米二氧化硅包覆料分散在150g，60wt％的乙醇水溶液中，然后加入6g丙烯酸-2-乙基己酯，搅拌混合均匀，再加入0.3g过硫酸钾和0.08g N,N-亚甲基双丙烯酰胺，在氮气气氛、70℃下反应3h，待反应完成后，经过滤、洗涤、干燥，得到改性纳米二氧化硅；
S3、将50g改性纳米二氧化硅和2g十二烷基硫酸钠加入到1000g水中，混合均匀，即得到整理液。
将实施例1-3和对比例1-3所制备的面料进行性能测试，具体如下：
极限氧指数测试：按照GB/T 5454-1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》标准进行测试；
接触角(CA)测试：采用OCA接触角测试仪，水滴设置为3μL，取三个不同的位置测量，测试结果取平均值；试验结果如下表1所示：
表1
LOI(％) CA(°)
实施例1 32.9 134.3
实施例2 33.0 137.1
实施例3 33.4 136.8
对比例1 27.7 129.5
对比例2 32.5 98.6
将实施例1-3所制备的面料进行水洗50次，水洗方法按GB/T 8629-2017《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》标准进行，然后再进行极限氧指数和接触角的测试，试验结果如表2所示：
表2
LOI(％) CA(°)
实施例1 32.3 129.2
实施例2 32.1 130.5
实施例3 32.6 128.4
最后需要说明的是：以上实施例不以任何形式限制本发明。对本领域技术人员来说，在本发明基础上，可以对其作一些修改和改进。因此，凡在不偏离本发明精神的基础上所做的任何修改或改进，均属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种防水性能好的军用服装面料的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将面料浸泡在氢氧化钠溶液中，加热处理后取出，用水进行清洗，得到预处理面料；
（2）将预处理面料浸入整理液中进行浸轧处理，接着将浸轧后的面料进行干燥，得到初步改性面料；
（3）将初步改性面料浸入十八烷基三甲氧基硅烷溶液中，浸轧后经烘焙、水洗、烘干处理，即得到防水性能好的军用服装面料。
2.根据权利要求1所述的防水性能好的军用服装面料的加工工艺，其特征在于，步骤（1）中，氢氧化钠溶液的质量分数为3-6%。
3.根据权利要求1所述的防水性能好的军用服装面料的加工工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述整理液的制备方法如下：
S1、将正硅酸四乙酯溶液和丙烯酰胺溶液加入到液体石蜡中，接着加入乳化剂Span80，搅拌混合均匀，随后滴加碱溶液，调节溶液的pH为8-9，搅拌3-5h，然后静置2-4h，经洗涤、透析和冷冻干燥，得到纳米二氧化硅包覆料；
S2、将纳米二氧化硅包覆料分散在乙醇水溶液中，然后加入丙烯酸-2-乙基己酯，搅拌混合均匀，再加入过硫酸钾和N,N-亚甲基双丙烯酰胺，在氮气气氛下反应，待反应完成后，经过滤、洗涤、干燥，得到改性纳米二氧化硅；
S3、将改性纳米二氧化硅和十二烷基硫酸钠加入到水中，混合均匀，即得到整理液。
4.根据权利要求3所述的防水性能好的军用服装面料的加工工艺，其特征在于，步骤S1中，正硅酸四乙酯溶液、丙烯酰胺溶液、液体石蜡和乳化剂Span80的质量比为10-20:5-10:60-90:1-3，正硅酸四乙酯溶液中正硅酸四乙酯、乙醇和水的质量比为3-5:20-30:5-10，正硅酸四乙酯溶液的pH为3-4，丙烯酰胺溶液的质量分数为20-30%。
5.根据权利要求3所述的防水性能好的军用服装面料的加工工艺，其特征在于，步骤S2中，纳米二氧化硅包覆料、丙烯酸-2-乙基己酯、过硫酸钾和N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为10-15:5-8:0.2-0.4:0.06-0.1。
6.根据权利要求3所述的防水性能好的军用服装面料的加工工艺，其特征在于，步骤S2中，反应温度为60-70℃，反应时间为2-3h。
7.根据权利要求3所述的防水性能好的军用服装面料的加工工艺，其特征在于，步骤S3中，改性纳米二氧化硅、十二烷基硫酸钠和水的质量比为40-60:1-3:1000。
8.根据权利要求1所述的防水性能好的军用服装面料的加工工艺，其特征在于，步骤（2）中，浴比为1:20-30，轧液率为60-70%。
9.根据权利要求1所述的防水性能好的军用服装面料的加工工艺，其特征在于，步骤（3）中，十八烷基三甲氧基硅烷溶液的质量分数为1-3%。
10.根据权利要求1所述的防水性能好的军用服装面料的加工工艺，其特征在于，步骤（3）中，浴比为1:25-30，轧液率为60-80%。
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