一種基于光固化法織物拒水拒油整理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于光固化法織物拒水拒油整理方法，屬于紡織品整理加工【技術(shù)領(lǐng)域】。旨在解決傳統(tǒng)后整理加工中焙烘溫度高，生產(chǎn)能耗大、加工效率低的缺陷，實(shí)現(xiàn)光固化條件下的織物拒水和拒油功能化整理。本發(fā)明主要工藝包括：(1)含氟聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體合成，包括將異氰酸酯和丙烯酸羥基酯反應(yīng)，然后再與含氟聚醚型二醇長(zhǎng)鏈反應(yīng)得到預(yù)聚體，也可以先將異氰酸酯和含氟聚醚型二醇反應(yīng)，再在體系中加入丙烯酸羥基酯；(2)將預(yù)聚體與活性稀釋劑、光引發(fā)劑及溶劑等配制光固化樹(shù)脂體系涂布和軋壓在織物表面，經(jīng)紫外光下輻照一定時(shí)間后，完成織物表面具有拒水和拒油功效樹(shù)脂的固化。通過(guò)本發(fā)明處理的織物拒水和拒油性能得到改善，織物強(qiáng)力下降較少。與傳統(tǒng)基于熱焙烘的化學(xué)整理方法相比，基于光固化法的織物拒水和拒油整理工藝流程短、能耗低、效率高。
【專利說(shuō)明】一種基于光固化法織物拒水拒油整理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于光固化法織物拒水拒油整理方法，特別是一種利用高能量紫外光將含氟聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體共聚固化在織物表面，賦予織物拒水和拒油性的整理方法，屬于紡織品整理加工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]光固化技術(shù)是一項(xiàng)節(jié)能和清潔環(huán)保型技術(shù)，其基本原理是利用能量較高的紫外光活化能，使不飽和樹(shù)脂中碳碳雙鍵發(fā)生斷裂，產(chǎn)生自由基，從而引發(fā)樹(shù)脂固化。在光固化過(guò)程中，光引發(fā)劑首先受紫外光激發(fā)，分解后生成活性游離基，活性游離基撞擊低聚物和活性稀釋劑中的雙鍵，形成鏈增長(zhǎng)，使反應(yīng)繼續(xù)延伸，最終交聯(lián)成膜，實(shí)現(xiàn)高分子材料的固化。
[0003]用于高分子光固化的樹(shù)脂原料包括低分子量預(yù)聚物、活性稀釋劑、光引發(fā)劑等。其中，預(yù)聚物是樹(shù)脂成型前的主要原料，即成膜物質(zhì)，其性能對(duì)光固化產(chǎn)品的性能起主要作用，低聚物結(jié)構(gòu)上須具有光固化基團(tuán)，如各類不飽和的雙鍵或環(huán)氧基等，屬于感光性樹(shù)脂；活性稀釋劑相當(dāng)于普通高分子材料的溶劑，除了具有稀釋和調(diào)節(jié)黏度的作用，由于其結(jié)構(gòu)上具有光固化基團(tuán)，因此還可以參與光固化反應(yīng)，對(duì)樹(shù)脂的固化速度和成膜力學(xué)性能產(chǎn)生影響。光引發(fā)劑相當(dāng)于普通樹(shù)脂加工中的催化劑，通過(guò)光引發(fā)劑吸收紫外光而產(chǎn)生自由基或陽(yáng)離子，引發(fā)低聚物和活性稀釋劑發(fā)生聚合和交聯(lián)反應(yīng)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的涂膜。
[0004]與傳統(tǒng)基于高溫焙烘的織物涂層加工方法相比，光固化加工具有多方面的優(yōu)點(diǎn)，包括高效、節(jié)能與環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。隨著國(guó)內(nèi)外在輻照固化體系與應(yīng)用工程方面相結(jié)合的研究日益增多，光固化技術(shù)在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用也受到關(guān)注。既有研究表明，基于紫外光固化的技術(shù)和研發(fā)成果在紡織品后整理加工領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用前景，為紡織品后整理加工提供一種新的選擇，可實(shí)現(xiàn)以此為基礎(chǔ)的紡織品高效功能化整理加工。
[0005]本發(fā)明以含氟聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體為主要原料，輔以活性稀釋劑、光引發(fā)劑等制成樹(shù)脂體系，通過(guò)在織物表面軋壓和光固化加工，探究了織物表面拒水和拒油性能的改進(jìn)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高效節(jié)能、低能耗的紡織品拒水拒油整理方法。經(jīng)本方法處理的紡織品具有較高拒水和拒油性，解決傳統(tǒng)熱焙烘法化學(xué)整理中能耗高、加工效率低的技術(shù)問(wèn)題。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明將含氟聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體為主要原料的光固化樹(shù)脂涂布和軋壓在織物表面，借助于紫外光使其聚合，提高了紡織品表面拒水和拒油性。
[0008]具體工藝如下:
[0009](I)含氟聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體制備
[0010]第I步:在氮?dú)獗Ｗo(hù)和催化劑條件下，首先將異氰酸酯與丙烯酸羥基酯反應(yīng)，其中異氰酸酯、丙烯酸羥基酯摩爾比約為1: 1，催化劑用量為異氰酸酯用量的0.1?2.0%，反應(yīng)溫度40?70°C，時(shí)間2?24小時(shí)；
[0011]第2步:是在第一步反應(yīng)體系中加入含氟聚醚二元醇長(zhǎng)鏈，用量約為異氰酸酯的一半，反應(yīng)后制得兩端基為雙鍵的含氟聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體，反應(yīng)溫度50?80°C，時(shí)間2?24小時(shí)。
[0012]含氟聚氨酯丙烯酸酯預(yù)縮體制備既可按上述工藝路徑進(jìn)行，也可以先在異氰酸酯中加入含氟聚醚二元醇，反應(yīng)一段時(shí)間后再添加丙烯酸羥基酯進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)物濃度及反應(yīng)條件與上述相當(dāng)。
[0013](2)織物表面光固化樹(shù)脂涂布和軋壓
[0014]光固化樹(shù)脂體系中含氟聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體含量為20%?50%、活性稀釋劑含量為0?50 %、有機(jī)溶劑用量為0?80 %，光引發(fā)劑I %?5 %。充分?jǐn)噭蚝笸坎荚诳椢?，軋壓后布面帶液?0%?100%。
[0015](3)光固化處理
[0016]織物在高能量紫外燈下輻照，使樹(shù)脂體系在織物表面發(fā)生聚合固化反應(yīng)，紫外燈強(qiáng)度為2000W左右，輻照時(shí)間2?15s。
[0017]一種基于光固化法織物拒水拒油整理方法，含氟聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體合成中所用的異氰酸酯包括芳香族異氰酸酯和脂肪族異氰酸酯，如甲苯二異氰酸酯(TDI)、甲基二異氰酸酯(HDI)，所用丙烯酸羥基酯包括多種丙烯酸羥基酯，如丙烯酸羥乙酯(HEA)、丙烯酸羥丙酯(HPA)等；光固化樹(shù)脂體系中光引發(fā)劑包括各類羰基化合物類、偶氮化合物等自由基光引發(fā)劑；光固化樹(shù)脂體系中稀釋劑可選用三縮丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)，也可以選用其他丙烯酸酯類的稀釋劑；光固化樹(shù)脂體系中溶劑可以使用乙酸乙酯，可以使用其他類別的有機(jī)溶劑；基于含氟聚氨酯丙烯酸酯光固化法的拒水拒油整理中，適用處理的織物包括各類梭織、針織純棉和化纖織物。
[0018]本發(fā)明的有益后果
[0019]本發(fā)明利用光固化法使含氟聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體在織物表面固化，達(dá)到提高織物拒水和拒油整理效果的目的，與傳統(tǒng)熱焙烘法化學(xué)整理相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020](I)加工能耗低，光固化加工可節(jié)約生產(chǎn)能耗，僅為傳統(tǒng)熱固化的20%左右；
[0021](2)反應(yīng)速度快，光固化加工中可在10秒左右內(nèi)完成預(yù)縮體間的聚合交聯(lián)，其反應(yīng)速度是傳統(tǒng)熱焙烘方式下速度的10倍以上；
[0022](3)環(huán)境友好型，光固化預(yù)聚體與合適的活性稀釋劑組合使用，可使反應(yīng)后基本不含揮發(fā)性溶劑，減緩了大氣污染和對(duì)人體的危害；
[0023](4)基材適應(yīng)性廣，光固化發(fā)應(yīng)中所用的樹(shù)脂預(yù)聚體適合在不同纖維原料、不同組織結(jié)構(gòu)的紡織品表面固化，均能獲得較高的堅(jiān)牢度，拒水和拒油性能優(yōu)良。
【具體實(shí)施方式】
[0024]化纖織物先以含氟聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體樹(shù)脂體系進(jìn)行涂層和軋壓，然后進(jìn)行光固化處理，以提高織物表面拒水和拒油性。具體實(shí)施例如下:
[0025]實(shí)施1:本實(shí)施所選化纖織物為滌絲紡。
[0026](I)含氟聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體制備:將TDI與HEA反應(yīng)，摩爾比為1: 1，月桂酸二丁基錫用量0.2%，在60°C反應(yīng)時(shí)間8小時(shí)后加入含氟聚醚二元醇長(zhǎng)鏈，繼續(xù)反應(yīng)4小時(shí)。
[0027](2)織物表面光固化樹(shù)脂涂布和軋壓:光固化樹(shù)脂體系中預(yù)聚體含量為30%、TPGDA 30%、乙酸乙酯用量為39%，光引發(fā)劑用量1%，攪勻后在布面涂布和軋壓(帶液率80% )。
[0028](3)光固化處理:涂布后織物在紫外燈強(qiáng)度2000W下輻照時(shí)間5s。
[0029]經(jīng)光固化處理后滌絲紡織物耐靜水壓為3380Pa，參照AATCC 118-2002測(cè)得拒油等級(jí)為7級(jí)；與空白樣相比，織物斷裂強(qiáng)力下降小于10%。
[0030]實(shí)施2:本實(shí)施所選化纖織物為尼絲紡。
[0031](I)含氟聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體制備:將TDI與HEA反應(yīng)，摩爾比為1: 1，月桂酸二丁基錫用量0.5%，在65°C反應(yīng)時(shí)間10小時(shí)后加入含氟聚醚二元醇長(zhǎng)鏈，繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)。
[0032](2)織物表面光固化樹(shù)脂涂布:光固化樹(shù)脂體系中預(yù)聚體含量為40%、TPGDA含量為20%、乙酸乙酯用量為38%，光引發(fā)劑用量2%，充分?jǐn)噭蚝笤诓济嫱坎己蛙垑?帶液率70% )。
[0033](3)光固化處理:涂布后織物在紫外燈強(qiáng)度2000W下輻照時(shí)間4s。
[0034]經(jīng)光固化處理后滌絲紡織物耐靜水壓為3250Pa，參照AATCC 118-2002測(cè)得拒油等級(jí)為6級(jí)；與空白樣相比，織物斷裂強(qiáng)力下降小于5%。
【權(quán)利要求】
1.一種基于光固化法織物拒水拒油整理方法，其特征是利用高能量紫外光將含氟聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體固化在織物表面，賦予織物表面拒水和拒油性的整理方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于具體步驟如下: (1)含氟聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體制備:在氮?dú)獗Ｗo(hù)和催化劑條件下，首先將異氰酸酯與丙烯酸羥基酯反應(yīng)，其中異氰酸酯、丙烯酸羥基酯摩爾比為1: 1，催化劑用量為投料量的0.1?2.0%，反應(yīng)溫度40?70°C，時(shí)間2?24小時(shí)；繼續(xù)在體系中加入含氟聚醚二元醇長(zhǎng)鏈，用量約為異氰酸酯的一半，反應(yīng)后制得兩端基為雙鍵的含氟聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體，反應(yīng)溫度50?80°C，時(shí)間2?24小時(shí)。 預(yù)縮體制備既可按上述工藝路徑進(jìn)行，也可以先在異氰酸酯中加入含氟聚醚二元醇，反應(yīng)一段時(shí)間后再添加丙烯酸羥基酯，反應(yīng)物濃度及反應(yīng)條件與上述相當(dāng)。 (2)織物表面樹(shù)脂涂布和軋壓:光固化樹(shù)脂體系中預(yù)聚體含量為20%?50%、活性稀釋劑含量為0?50 %、有機(jī)溶劑用量為0%?80%，光引發(fā)劑I %?5%。充分?jǐn)噭蚝笤诳椢锉砻嫱坎己蛙垑?，帶液?0%?100%。 (3)紫外燈光固化:織物在紫外燈下輻照，使樹(shù)脂在織物表面發(fā)生固化，紫外燈強(qiáng)度為2000W左右，輻照時(shí)間2?15s。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述含氟聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體合成中所用異氰酸酯包括芳香族異氰酸酯和脂肪族異氰酸酯，所用丙烯酸羥基酯包括多種丙烯酸羥基酷。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述光固化樹(shù)脂體系中光引發(fā)劑包括羰基化合物類、偶氮化合物等多種自由基光引發(fā)劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述光固化樹(shù)脂體系中稀釋劑可選用三縮丙二醇二丙烯酸酯，也可以選用其他丙烯酸酯類稀釋劑；光固化樹(shù)脂體系中溶劑可以使用乙酸乙酯，可以使用其他類別的有機(jī)溶劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，基于含氟聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體光固化法的拒水拒油整理適用織物包括各類梭織、針織純棉和化纖織物。
【文檔編號(hào)】D06M101/32GK103526552SQ201310160628
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月3日
【發(fā)明者】王平, 吳敏, 邱華 申請(qǐng)人:江南大學(xué)