一种基于钛酸丁酯涂层的棉疏水织物整理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于钛酸丁酯涂层的棉疏水织物整理方法，属于功能纺织品领 域。
【背景技术】
[0002] 织物的疏水性是指织物对水的阻拒性能。疏水整理的目的是阻止水对织物的润 湿，整理后织物仍然保持透气透湿性能。拒水整理织物首先用于生产军服、防护服，现在已 广泛用于制作运动服、旅行包、伞具、帐篷等，国内、国际市场上对这类面料的需求正在逐年 增加。棉织物以其柔软、透气、吸湿、耐穿、穿着舒适等优良性能成为最常用的纺织面料，广 泛应用于服装、装饰和产业。棉纤维分子上每一个葡萄糖剩基都有三个羟基，这些羟基是很 强吸湿基团，另外棉纤维多孔的物理结构也有利于棉的吸湿，所以棉织物无疏水性能。
[0003] 涂层整理是纺织品的疏水整理一中整理工艺，但是涂层整理的耐久性差。随着新 技术的开发，等离子体、电子辐射等技术得以应用，但是这些新技术由于整理产品的不均匀 性、重复性差，以及设备的成本问题限制了其的工业应用。疏水整理的常规化学试剂一般为 长链烷烃类、全氟类。全氟类化学试剂由于能引起环境问题，应用受到了限制。
[0004] 本发明为了获得疏水性能改善的棉织物，采用长链烷烃类十八烷基胺有效降低织 物的表面能量的同时，将钛酸丁酯制成凝胶稀释后涂层整理到织物上，采用焙烘的方式在 织物表面产生颗粒物质粗糙材料表面。既避免了全氟类试剂引起的环境问题，又能避免浸 渍法所带来的反应处理时间长的问题。本发明提供的整理方法采用传统的浸、乳、烘、焙工 艺，产品均匀性、重复性好、成本低，具有重大社会和经济意义。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在提供一种基于钛酸丁酯涂层的棉疏水织物整理方法，联合表面粗糙整 理与低表面能整理，得到具有疏水性能的棉纺织品。
[0006] 本发明技术方案主要包括以下步骤：
[0007] 1)棉织物的预处理：室温下，将棉织物在含质量百分数为1-6%的1，2, 3, 4- 丁烷 四羧酸（BTCA)、1-8%的次亚磷酸钠的溶液中两浸两乳，轧余率80-120%，轧压后70-100°C 烘干1-5分钟，然后160-180 °C下烘焙1-3分钟。
[0008]在本发明的一种实施方式中，所述BTCA的质量百分数为1-2%。
[0009]在本发明的一种实施方式中，次亚磷酸钠的质量百分数为6-7%。
[0010] 在本发明的一种实施方式中，乳余率为90-100%。
[0011] 2)钛酸丁酯凝胶制备：在A容器中加入体积比为1:1~1:6的钛酸丁酯与溶剂，B 容器中加入与A容器中等量的溶剂，及水和抑制剂，其中，水的用量为A容器中钛酸丁酯体 积的〇. 1-1倍，抑制剂的用量为A容器中钛酸丁酯体积的0. 01-0. 2倍。两容器内化学物质 搅拌均匀后，将B容器中液体缓慢滴加到A容器中，凝胶12-36h，得到TBT凝胶。
[0012] 所述溶剂为无水乙醇、甲醇、丙醇、异丙醇的一种或几种的混合物。
[0013] 所述抑制剂为冰醋酸、盐酸或三乙醇胺。
[0014] 在本发明的一种实施方式中，A容器中钛酸丁酯与溶剂的体积比为1:3_1:5。
[0015] 在本发明的一种实施方式中，B容器中水的用量为钛酸丁酯体积的0. 2-0. 4倍，抑 制剂的用量为钛酸丁酯体积的〇. 05-0. 1倍。
[0016] 在本发明的一种实施方式中，凝胶时间为20_26h。
[0017] 3)钛酸丁酯涂层整理：将钛酸丁酯凝胶用醇类溶剂按体积比1:5-1:60稀释后，再 加入BTCA预处理后的棉织物，采用两浸两轧工艺，轧液率控制在80% -120%，60-100°C预 烘，110-150°C烘 10-60 分钟。
[0018] 所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇或丁醇中的一种或几种的混合物。
[0019] 在本发明的一种实施方式中，醇类溶剂与钛酸丁酯凝胶按体积例稀释的优选范围 为 1:10-1:20。
[0020] 在本发明的一种实施方式中，乳余率为90-100%。
[0021] 4)十八烷基胺整理：将十八烷基胺按照质量分数1-8%溶于醇类溶剂，将氨水以 质量分数〇. 5-5%溶于醇类溶剂，浴比1 :10~50,两浸两轧，乳余率90-100%，乳车轧毕 后，100-150 °C焙烘1-5分钟。
[0022] 所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇的一种或几种的混合物。
[0023] 在本发明的一种实施方式中，十八烷基胺的质量分数为3-5%。氨水的质量分数为 1-4% 〇
[0024] 本发明为了获得疏水性能改善的棉织物，采用长链烷烃类十八烷基胺有效降低织 物的表面能量的同时，将钛酸丁酯制成凝胶稀释后涂层整理到织物上，采用焙烘的方式在 织物表面产生颗粒物质粗糙材料表面。既避免了全氟类试剂引起的环境问题，又能避免浸 渍法所带来的反应处理时间长的问题。本发明提供的整理方法采用传统的浸、乳、烘、焙工 艺，产品均匀性、重复性好、成本低，具有重大社会和经济意义。
【附图说明】
[0025] 图1:棉织物表面水滴存在形态，I:仅低表面能处理，II:粗糙与低表面能整理结 合。
【具体实施方式】
[0026] 静态接触角测试：将布样置于载玻片上，滴加10 y L蒸馏水，利用液滴形状分析仪 DSA100(德国Kruss)测量水滴静态接触角。在同块布样的五个不同点测量，得到平均值。
[0027] 淋水实验：根据CNS10461-1983(2004)评级标准，利用沾水仪YB813(温州市大荣 纺织仪器有限公司）检测织物淋水性能。
[0028] 静水压实验：参照GB/T4744-2013《纺织品防水性能的检测和评价静水压法》，利 用织物渗水性测定仪YG(B) 812 (温州市大荣纺织仪器有限公司）测定织物耐静水压性能。
[0029] 织物白度测试：利用美国Macbeth分光光度仪，按照GB/T23774-2013标准测量织 物白度，记录亨特白度Wh值，单位％。
[0030] 实施例1
[0031]织物：棉机织布（133X72/40SX40S)
[0032] 1) BTCA预处理棉织物
[0033]处方：BTCA:1.5 %
[0034] 次亚磷酸钠：6%
[0035] 方法：在室温下两浸两乳，轧余率90-100%，轧压后70°C4min烘干，180°C下烘焙 2min备用。
[0036] 2)钛酸四丁酯凝胶的制备
[0037] 处方：A容器：钛酸丁酯：无水乙醇=1:3 (v/v)
[0038]B容器：水：钛酸丁酯=0.3:1 (v/v)
[0039]冰醋酸：钛酸丁酯：=0? 08:1 (v/v)
[0040] 方法：室温下，A、B两容器，A中加入钛酸丁酯与无水乙醇，B中加入与A中等量的 无水乙醇、一定量水与冰醋酸。A、B中溶液置于磁力搅拌器下搅拌均匀，B中溶液缓慢加入 A，磁力搅拌继续搅拌，反应直凝胶后，不再搅拌，静置24h后备用。
[0041] 3)钛酸丁酯涂层整理：凝胶稀释溶剂为无水乙醇，稀释倍数为20,搅拌均匀后， 将BTCA预处理织物在凝胶分散液中两浸两轧，每5min轧一次，乳液率为90-100%，预烘为 70°C4min，焙烘为 110°C30min。
[0042] 4)十八烷基胺整理：
[0043] 处方：甲醇为溶剂
[0044]氨水1%(g/g)
[0045]十八烷基胺4% (g/g)，
[0046] 方法：浴比：1:30 [0047] 温度：室温
[0048] 两浸两轧，乳余率90-100%，乳车轧毕后，再在110°C温度下烘焙3min。
[0049] 表1本实施例方法处理前后棉织物疏水性能
【主权项】
1. 一种基于钛酸丁酯涂层的棉疏水织物整理方法，其特征在于，联合表面粗糙整理与 低表面能整理，得到具有疏水性能的棉纺织品；主要包括以下步骤： (1)棉织物的预处理：将棉织物在含质量百分数为1-6%的1，2, 3, 4-丁烷四羧酸、 1-8%的次亚磷酸钠的溶液中两浸两轧，乳余率80-120%，乳压后70-100°C烘干1-5分钟， 然后160-180 °C下烘焙1-3分钟； ⑵钛酸丁酯凝胶制备：在A容器中加入体积比为1:1~1:6的钛酸丁酯与溶剂，B容 器中加入与A容器中等量的溶剂，及水和抑制剂，其中，水的用量为A容器中钛酸丁酯体积 的〇. 1-1倍，抑制剂用量为A容器中钛酸丁酯体积的0. 01-0. 2倍；两容器内化学物质搅拌 均匀后，将B容器中液体缓慢滴加到A容器中，凝胶12-36h，得到TBT凝胶； (3) 钛酸丁酯涂层整理：将钛酸丁酯凝胶用醇类溶剂按体积比1:5-1:60稀释后，再加 入BTCA预处理后的棉织物，采用两浸两轧工艺，轧液率控制在80%-120%，60-100°C预烘， 110-150 °C 烘 10-60 分钟； (4) 十八烷基胺整理：将十八烷基胺按照质量分数1-8%、氨水以质量分数0. 5-5%溶 于醇类溶剂，两浸两轧，乳余率90-100%，乳车轧毕后，100-150°C焙烘1-5分钟。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2)所述溶剂为无水乙醇、甲醇、丙 醇、异丙醇的一种或几种的混合物。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2)所述抑制剂为冰醋酸、盐酸或三 乙醇胺。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2) A容器中钛酸丁酯与溶剂的体积 比为 1:3-1:5。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2)B容器中水的用量为钛酸丁酯体 积的0. 2-0. 4倍，抑制剂的用量为钛酸丁酯体积的0. 05-0. 1倍。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3)所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、丙 醇、异丙醇或丁醇中的一种或几种的混合物。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3)将钛酸丁酯凝胶用醇类溶剂按体 积比1:10-1:20稀释。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4)十八烷基胺的质量分数为 3-5 % 〇
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4)氨水的质量分数为1-4%。
10. 根据权利要求1-9任一所述方法制备得到的棉织物。
【专利摘要】本发明公开了一种基于钛酸丁酯涂层的棉疏水织物整理方法，属于功能纺织品领域。本发明采用1,2,3,4-丁烷四羧酸对织物进行预处理来增加织物与后续化学试剂反应的能力，起到桥梁作用；钛酸四丁酯在水解、缩聚，在织物表面形成颗粒物质，起到粗糙织物的功能；长链烷烃类十八烷基胺可有效降低织物的表面能量，同时避免了全氟类能引起的环境问题。本发明采用传统的浸、轧、烘、焙工艺，产品均匀性、重复性好、成本低。因整个整理过程采用的1,2,3,4-丁烷四羧酸、钛酸四丁酯与十八烷基胺在弱酸弱碱条件下进行，焙烘温度低，织物受到的损伤小。本发明可广泛用于棉织物的疏水功能整理。
【IPC分类】D06M11-46, D06M13-192, D06M11-60, D06M101-06, D06M11-70, D06M13-328
【公开号】CN104862959
【申请号】CN201510152398
【发明人】杜金梅, 董晶, 高卫东, 王鸿博, 许长海, 孙昌, 汪佳, 张璐璐
【申请人】江南大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月1日