CN1277978C - 一种多功能处理剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多功能处理剂，通过表面改性纳米级氧化物、甲壳素或其衍生物与氟树脂共同作用实现多功能化效果；其多功能是集防水透湿功能、防油功能、防沾污功能、发射远红外功能、抗菌功能、光催化自清洁功能为一体。
Description
技术领域
本发明涉及精细化工领域和纺织加工领域。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们对产品的易于料理性、功能性提出了越来越高的要求，多功能化织物、服装则适应了人们生活需求的发展方向，多功能整理剂恰能满足产品加工的这一基本要求。
虽然在产业用纺织品尤其是国防用纺织产品中，有个别整理剂可以实现三种以上的功能，但是繁琐的加工流程、过高的助剂添加量，都很难用于服用纺织品加工。所以，目前的服装类纺织品多功能化整理中只能同时为织物提供1～3种功能。在前述的多项功能中，一般需要分别采用以下技术手段：
●采用氟树脂类整理剂，使织物获得防水透湿、防油、防沾污功能。单一的氟树脂会为织物带来良好的整理效果，但是为达到这一预期的效果，常需要有足够高的氟树脂添加量和较高的烘焙加工条件。专利US5688309、US4946992、CN1189524A、CN95193350等系列防水透湿整理剂虽然能够提供较好的防水透湿、防油、防沾污功能，但其接触角仍低于150°，还不能满足更高的防油、防水透湿、防沾污功能要求。为进一步提高上述功能，通常需要使用高密度纺织品作为基础材料，并由此构造仿荷叶表面形态的效应。显然，这种途径针对低密度的纺织品，尤其是针织品的功能整理加工，单一的氟树脂整理剂存在缺陷。虽然CN1315483A发明的整理剂能够为织物提供150°以上的接触角，但是其所赋予织物的功能仍较单一。
●采用氧化物进行陶瓷整理可以获得远红外功能，专利CN92109783.2提供的整理方法所得到的织物手感粗糙。也有专利CN99120783.1、CN01108354.9、CN01136675.3将超细粉氧化物添加到高聚物中，再进行纺丝得到远红外纤维，如远红外涤纶、远红外丙纶、远红外粘胶纤维等。在这些加工中所用的整理剂主要为微米级或亚纳米级氧化物固体粉末，而且整理中无需过多考虑与其他功能整理剂间的相容性。
●采用金属氧化物如TiO2作为光敏化剂以实现材料的自清洁功能、抗菌功能。日本专利特开平9-71437、特开平9-72761都成功地将其用于玻璃等表面实现自清洁功能；中国专利CN1370806将纳米级氧化物添加在塑料表面实现抗菌功能。但是，在纺织品功能整理中尚未见直接使用纳米级金属氧化物实现抗菌加工的专利报道。
●采用甲壳素及其衍生物实现抗菌功能。甲壳素作为少数几个天然阳离子高聚物对细菌的滋生有强烈的抑制作用，已成功用于纺织品的整理加工。但仍然存在有添加用量过多、抗菌持久性不良等问题，而且只能为纺织品提供单一的功能。
发明内容
本发明的目的之一是克服上述已有技术功能单一、不能集合更多(三种功能)功能的缺陷，通过表面改性纳米级氧化物与氟树脂的共同作用，发明一种集防水透湿功能、防油功能、防沾污功能、发射远红外的保健功能、抗菌功能、光催化自清洁功能等为一体的多功能化整理剂。其中，纳米级表面改性氧化物不仅能够提供发射远红外功能、抗菌功能、光催化自清洁功能，而且也能为织物表面尤其是纤维表面提供高粗糙度的形态，为体现荷叶效应提供几何学基础，当使用具有疏水性表面改性氧化物时，会同时表现出良好的防水透湿功能和一定的防油功能、防沾污功能。纳米级尺度的颗粒形态，不会对织物的手感产生不良影响。但是，由于纳米级氧化物与纺织纤维间的亲和力很差，加工中不能被纤维有效吸收，影响了加工效率和最终效果。本发明的目的之二是解决含纳米级氧化物的整理剂与纺织纤维间的亲和力较低的缺陷问题。通过调节加工方法达到提高纳米级氧化物向纤维表面转移或吸附的能力、提高加工效率、提高纳米级氧化物利用率的目的。
本发明是一种多功能处理剂，其特征在于通过表面改性纳米级氧化物与氟树脂共同作用实现多功能化效果；其多功能是集防水透湿功能、防油功能、防沾污功能、发射远红外功能、抗菌功能、光催化自清洁功能等为一体。
本发明中添加的氟树脂能够为纤维提供足够低的表面张力，以降低纤维表面能、减少污物的沾附趋势，从而达到防水透湿功能、防油功能、防沾污功能。当其与纳米级氧化物共混使用时，因纳米级氧化物粒子的高比表面积作用，会增大氟树脂在纤维表面的单分子层吸附量，一方面强化氟树脂在纤维表面的分布密度，另一方面也进一步强化了由纳米级氧化物粒子构造的荷叶效应。其与纳米级氧化物粒子构成的荷叶效应参见附图1。
本发明中多功能处理剂的构成为：重量体积比
1～100g/L 表面改性纳米级氧化物
5～100g/L 氟树脂
3～10g/L 甲壳素或其衍生物
8～10g/L 交联剂
0～0.5g/L 催化剂
加适量水至使该处理剂总体积为1L(升)
交联剂的作用是提高含氟树脂与纳米级氧化物以及被整理物间的结合作用，以进一步提高使用牢度。交联剂可以选用具有双官能度或多官能度低分子量化合物，包括多缩水甘油醚、交联剂101、交联剂EH、DMDHEU、DMEU、醚化2D树脂。
催化剂的作用是为了提高交联剂的交联效率，所以催化剂的使用应据交联剂的类型进行选择。对于低温交联的交联剂可以不使用催化剂。在需要选用催化剂时选用路易斯酸类简单化合物，包括MgCl2、Al2(SO)3、ZnCl2、柠檬酸。
本发明的整理效果
可以通过调节表面改性纳米级氧化物与氟树脂的重量比例实现多功能化中不同功能的权重分配。当表面改性纳米氧化物用量高时，发射远红外功能、抗菌功能和光催化自清洁功能将大幅提高；反之，则突出表现为防水透湿功能、防油功能、防沾污功能。
本发明整理剂除用于纺织品多功能整理加工之外，同样可以用于塑料、皮革等其他高分子物的多功能整理加工。
本发明可采用吸附法、浸轧法、低给液快速烘干法、高压溶液处理法等四种加工工艺方法对纺织品、塑料、皮革等高分子物质予以多功能处理。
附图说明
图1为整理后纤维表面的荷叶效应示意图。即氟树脂处在纳米粒子表面共同构成的几何形态更逼真于荷叶表面纳米蜡晶的形态结构。
具体实施方式
[实施例1]
于室温、快速搅拌下，在500毫升水中，依次添加含固量30％的表面改性纳米级TiO2、SiO2(1∶1共混)分散液30克，甲壳素纳米粉3克，低温交联剂EH 8克，分散均匀后，缓慢加入氟树脂AG710 70克，并补加水至1升。添加氟树脂AG710结束后，持续慢速搅拌40分钟。
可以用于高光催化自清洁功能，良好的发射远红外性能、抗菌性能、防水透湿功能、防油功能、防沾污功能的纺织品多功能整理加工。
[实施例2]
于室温、快速搅拌下，在500毫升水中，依次添加含固量30％的表面改性纳米级SiO2分散液30克，低温交联剂EH 8克，分散均匀后，缓慢加入含固量30％氟树脂AG1400 300克，并补加水至1升。添加氟树脂AG1400结束后，持续慢速搅拌30分钟。
可以用于生产对水、正十六烷接触角大于150°防水透湿功能、防油功能、防沾污功能优良的纺织品，同时也为织物提供良好的发射远红外功能、抗菌功能。
[实施例3]
于室温、快速搅拌下，在500毫升水中，依次添加含固量30％的表面改性纳米级，ZnO粉末9克，DMDHEU 8克，氯化镁0.1克，柠檬酸0.04克，分散均匀后，缓慢加入含固量30％氟树脂AG710 300克，并补加水至1升。添加氟树脂AG710结束后，持续慢速搅拌50分钟。
可使纺织品获得高抗菌性、高发射远红外功能、防水透湿功能、防油功能、防沾污功能。
[实施例4]
于室温、快速搅拌下，在500毫升水中，添加表面改性纳米级ZrO2粉末10克，快速搅拌15分钟后，依次加入三缩水甘油醚8克，柠檬酸0.06克，，分散均匀后，缓慢加入含固量30％氟树脂AG710 300克，并补加水至1升。添加氟树脂AG710结束后，持续慢速搅拌30分钟。
可使纺织品获得高抗菌性、高发射远红外功能、防水透湿功能、防油功能、防沾污功能。
[实施例5]
于室温、快速搅拌下，在500毫升水中，依次添加含固量30％的表面改性纳米级TiO2分散液30克，低温交联剂EH 8克，分散均匀后，缓慢加入含固量30％氟树脂AG710 250克，并补加水至1升。添加氟树脂AG710结束后，持续慢速搅拌40分钟。
可使纺织品获得高抗菌性能、高光催化自清洁功能、高防水透湿功能、防油功能、防沾污功能，和良好的发射远红外功能。
Claims (5)
1、一种多功能处理剂，其特征在于：通过表面改性纳米氧化物、甲壳素或其衍生物与氟树脂共同作用实现多功能化效果；其多功能性是集防水透湿功能、防油功能、防沾污功能、发射远红外功能、抗菌功能、光催化自清洁功能为一体；多功能整理剂的构成为：
1～100g/l表面改性纳米级氧化物；
5～100g/l氟树脂；
3～10g/l甲壳素或其衍生物；
8～10g/l交联剂；
0～0.5g/l催化剂；
加适量水至使该处理剂总体积为1升。
2、如权利要求1所述的一种多功能处理剂，其特征在于：添加甲壳素及其衍生物在纳米氧化物的共同作用下实现抗菌功能。
3、如权利要求1所述的一种多功能处理剂，其特征在于：添加表面改性纳米氧化物在氟树脂共同作用实现防水透湿功能、防油功能、防沾污功能、发射远红外功能、光催化自清洁功能；表面改性纳米氧化物选用TiO2、SiO2、ZnO、ZrO2中的一种或两种氧化物的混合物；氟树脂选用AG1400、AG710中的一种。
4、如权利要求1所述的一种多功能处理剂，其特征在于选用具有双官能度或多官能度低分子量化合物作为交联剂，所述的化合物包括多缩水甘油醚、交联剂101、交联剂EH、DMDHEU、DMEU、醚化2D树脂中的一种，其作用是提高含氟树脂与纳米级氧化物以及被整理物间的结合作用，以进一步提高使用牢度。
5、如权利要求4所述的一种多功能处理剂，其特征在于：催化剂的作用是为了提高交联剂的交联效率，所以催化剂的使用应据交联剂的类型进行选择，对于低温交联的交联剂可以不使用催化剂，在需要选用催化剂时选用路易斯酸类简单化合物中的MgCl2、Al2(SO)3、ZnCl2、柠檬酸中的一种。
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Legal Events
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Granted publication date: 20061004 |
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