一种基于醋酸酐-丙烯酸酯类-电子束技术的棉织物疏水整理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于醋酸酐-丙烯酸酯类-电子束技术的棉织物疏水整理方法， 属于功能纺织品领域。
【背景技术】
[0002] 疏水材料凭在人们的日常生活、工业生产等方面越来越受到重视。比如：医护人员 用装、自清洁、高档服装、户外装等方面，疏水材料都发挥了重要作用。棉纤维结构中的有很 多的亲水基团，及较多空隙的多孔结构，导致它易于被各种污染液污染，所以研究制备出具 有疏水性能的棉织物具有一定的使用价值和不可估量的经济意义。
[0003] 棉纤维化学结构上羟基具有化学活性可与疏水试剂发生键合反应制备出疏水产 品。疏水整理的常规化学试剂一般为低表面能的长链烷烃类、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。纺织功能整理的传统工艺为热加工方法，该工艺存在 反应条件苛刻、设备操作复杂等问题，属于耗时、耗力、耗料、耗能工艺。
[0004] 棉纤维为纤维素纤维，含丰富的羟基极性基团。低表面能化合物如丙烯酸酯类不 溶于水，但可溶于非极性的烷烃、烯烃和极性的醇类溶剂。醇类溶剂与烷烃类及烯烃类溶剂 相比较，有低毒、刺激性小、成本低等优点。但是丙烯酸酯类和溶剂分子对棉纤维的吸附速 率有差异，极性的醇类比丙烯酸酯类或非极性的烷烃、烯烃更快速的吸附到棉纤维上，这导 致采用醇类溶剂时，浸乳工艺吸附在棉纤维上的基本为极性溶剂，而低表面能化合物的含 量非常少。经电子束辐照后低表面物质不能有效覆盖织物，织物疏水性无法改善。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述问题，本发明提供了一种基于醋酸酐-丙烯酸酯类-电子束技术的 棉织物疏水整理方法，首先利用醋酸酯在温和条件下减少羟基含量，即酯化纤维素（降低 极性溶剂和丙烯酸酯类对纤维素纤维的吸附速率差异），再利用电子束辐照技术将以醇类 为溶剂的低表面能的丙烯酸酯类化学键合到棉织物上，制备出疏水织物。
[0006] 本发明方法是利用电子束技术将丙烯酸酯类化学接枝到醋酸酐预酯化的棉织物 上，得到具有疏水性能的纺织品；主要包括以下步骤：
[0007] (1)醋酸酐预酯化棉纤维；
[0008] (2)将醋酸酐预酯化的棉织物浸渍含丙烯酸酯类化合物的醇类溶剂，然后乳车乳 压多余溶液；
[0009] (3)采用剂量为33_65KGy的电子束辐照，然后烘干织物，得到具有疏水性能的棉 织物。
[0010] 在本发明的一种实施方式中，所述醋酸酐预酯化棉纤维，是将棉织物浸渍在含碘 的醋酸酐中，浴比1:15-1:40,碘浓度为l-4g/L，室温处理1-4小时。
[0011] 在本发明的一种实施方式中，所述醇类溶剂中丙烯酸酯类化合物的质量分数为 20% -80%。
[0012] 在本发明的一种实施方式中，所述丙烯酸酯类化合物是丙烯酸酯或者甲基丙烯酸 酯，或者是这两类的混合。
[0013] 在本发明的一种实施方式中，所述丙烯酸酯类化合物包括以下任意一种或者两种 以上的混合：丙烯酸正己酯、丙烯酸正庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸 十一烷基酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸十四烷基酯、丙烯酸十五烷基 酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酸十七烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙 烯酸正庚酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸十一烷基酯、 甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十四烷基酯、甲基丙烯酸十五 烷基酯、甲基丙烯酸十六烷基酯、甲基丙烯酸十七烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯。以上物 质均含有长链烷烃，可有效降低棉织物表面能量；同时以上物质均含有烯烃基团，在电子束 作用下即能与棉织物发生接枝聚合。
[0014] 在本发明的一种实施方式中，所述醇类溶剂为以下任意一种或者两种以上的混 合：甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇。
[0015] 在本发明的一种实施方式中，所述步骤（2)中浸渍的时间为1-10分钟。
[0016] 在本发明的一种实施方式中，所述步骤（2)中乳车乳压的乳压率为60-120%。
[0017] 在本发明的一种实施方式中，所述步骤（3)中烘干温度为60_120°C。
[0018] 在本发明的一种实施方式中，所述步骤（4)中烘干时间为2-10分钟。
[0019] 在本发明的一种实施方式中，所述方法具体是：（1)将棉织物浸渍在含碘的醋酸 酐中，浴比1:15-1:40,碘浓度为l_4g/L，室温处理1-4小时；（2)将醋酸酐预酯化的棉织 物浸渍于含丙烯酸酯类化合物质量分数为20% -80%的醇类溶剂，浸渍时间为1-10分钟， 然后采用乳压率60-120 %进行乳车乳压；（2)采用剂量为33-65KGy的电子束辐照，然后于 60-120°C下烘干织物，得到具有疏水性能的棉织物。
[0020] 本发明的有益效果：
[0021] (1)按本发明方法进行棉织物的疏水整理，采用电子书辐射进行低能辐射，克服了 紫外光整理需要光催化剂、等离子体加工需要真空、y射线整理设备造价昂贵且加工难易 控制的缺点，更适合产业化生产；同时避免了常规工艺高温、强碱、强酸条件下造成的织物 强力下降；
[0022] (2)本发明方法采用丙烯酸酯类降低织物表面能量，避免了全氟类化学试剂能引 起的环境问题，同时采用醇溶液作为溶剂，避免了极性溶剂如烷烃类、烯烃类的毒性、刺激 性和成本较高问题，此外也避免了采用传统热加工工艺导致的污染及成本问题；
[0023] (3)按本发明方法得到的产品均匀性、重复性好、成本低，对织物损伤小，具有重大 社会和经济意义。
【具体实施方式】
[0024] 静态接触角测试：将布样置于载玻片上，滴加10yL蒸馏水，利用接触角测量系统 (数字显微镜接触角测试仪，美国盈爱iNEQ集团）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。
[0025] 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。
[0026] 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。
[0027] 织物断裂强度测试：参照GB/T3923. 1-2013《织物拉伸性能断裂强力和断裂伸长 率的测定条样法》，利用YG(B)026D-250织物断裂强力仪（温州市大荣纺织仪器有限公司） 测量布样撕裂时的断裂强度。
[0028] 实施例1
[0029] 织物：纯棉机织布（40SX40S/133*72)
[0030] 1)醋酸酐预酯化棉纤维
[0031] 处方：醋酸酐
[0032] 碘 2g/L
[0033] 浴比 1:25
[0034] 方法：棉织物浸渍上述醋酸酐，室温处理2小时。用饱和硫代硫酸钠还原至染液无 色，水洗烘干备用。
[0035] 2)棉织物浸渍含丙烯酸酯类化合物的有机溶液lmin后，乳车乳压多余溶液
[0036] 处方：甲基丙烯酸正己酯：20 %
[0037] 溶剂：甲醇
[0038] 方法：织物一浸一乳反应液，乳余率60%左右。
[0039] 3)电子束辐照后，烘箱烘干织物
[0040] 方法：辐照剂量33KGy，辐照后烘箱105°C烘干2分钟。
[0041] 表1本实施例方法处理前后棉织物物理性能
[0042]
[0043] 产品疏水效果重复性：按实施例1整理的棉织物，经过10次分批次整理，每次整理 的静态水接触角的波动范围为122±5°。
[0044] 产品疏水效果均匀性：整理后织物上任意5点测量静态水接触角的波动范围为 135±5°，产品没有出现水滴渗透现象。
[0045] 实施例2
[0046] 织物：纯棉机织布（40SX40S/133*72)
[0047] 1)醋酸酐预酯化棉纤维 [0048] 处方：醋酸酐
[0049] 碘lg/L
[0050] 浴比 1:25
[0051] 方法：棉织物浸渍上述醋酸酐，室温处理3小时。用饱和硫代硫酸钠还原至染液无 色，水洗烘干备用。
[0052] 2)棉织物浸渍含丙烯酸酯类化合物的有机溶液lOmin后，乳车乳压多余溶液