一种无氟耐静水压持久防水纯棉帆布的加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于纺织工业的技术领域，涉及全棉、涤棉面料的加工方法，具体涉及一种 无氟耐静水压持久防水纯棉帆布的加工方法。
【背景技术】
[0002] 紧密织物（如帆布、帐篷布、防雨服装、油布、涂层布等）的抗渗水性能是防雨织物 的一项极为重要的特性指标，以织物承受的静水压来表示透过织物所遇到的阻力，在国际 贸易中广泛使用ISO 811-1981或GB/T 4744-1997纺织物抗渗水性测定一静水压试验法，还 有美国AATCC21-2001、德国DIN 53886等试验方法。
[0003] 目前市场上耐静水压面料的生产方法以涂层法和有机氟整理居多，或者是采用涂 层+有机氟的复合整理方法。上述生产方法都存在生产流程长、加工成本高的问题，而采用 有机氟整理存有PFOA PFOS对环境和人体安全的潜在危害。
[0004] 含氟烷基化合物中，全氟辛烧磺酸盐/酯(Perfluorooctane Sulphonate,缩写 PF0S)、全氣辛酉爱（Perfluorooctanoic Acid)和全氣辛酉爱铵（Ammonium Perfluorooctanoate,均缩写为PFOA)是许多氟碳防水防油剂的重要单体。广义的PFOS是全 氟辛烷磺酸盐/酯的各种衍生物及含有这些衍生物的聚合体的代名词。PFOS分子式为CF 3 (CF2) 7S03，其由17个氟原子和8个碳原子组成烃链(简称C8)，烃链末端连接一个磺酰基。其 结构简式为：
[0006] 式中:父=〇他，卤素，胺等
[0007] PFOA学称全氟辛酸也称十五氟辛酸，化学结构式为：
[0009] PFOA还可表示全氟辛酸铵，但主要用在灭火泡沫中。PFOA作为疏水基碳链全氟化 的含氟表面活性剂，是目前国内外纺织品用"三防"整理剂中仅次于PFOS的重要原料。
[0010] PFOS持久性强，且极难分解，即使在浓硫酸中煮Ih也不会分解。目前，在任何环境 条件下测试，其都未出现水解、光解或生物降解现象。据美国环境保护署污染预防和有毒物 管理办公室的有关研究，在50°C水中，调节pH值至I. 5-11.0，PF0S未显示出任何分解的迹 象，也没有任何生物降解现象。目前唯一确定的是高温可将其焚化，而低温焚化能否潜在降 解还不清楚。
[0011] PFOS能够拒水拒油，一旦被生物体摄取后，其一般优先粘附在蛋白质上，其中大部 分与血液中的血浆蛋白结合，其余则累积于肝脏和肌肉组织中。它不仅会使人体呼吸系统 出现问题，而且会导致新生婴儿死亡。研究表明，在高等动物体内已发现高浓度的PFOS，且 累积水平是已知的有机氯农药和二噁英等持久有机污染物的数百倍甚至数千倍，是一种新 的持久性环境污染物。试验证明，动物体内PFOS含量达2mg/kg时，即可导致死亡。
[0012] PFOS有远距离环境迀移能力，其污染范围十分广泛。全世界范围（包括北极地区） 被调查的地下水、地表水和海水，以及野生动物和人体内，无一例外都存在PF0S，但其迀移 过程尚不清楚。
[0013] 从我国最近的水质调查情况看，上海黄浦江水的PFOA为1594.83mg/L，PF0S为 26.46mg/L，远高于长江水;上海地表水污染状况严重，高于国外部分城市的地表水。全国部 分地区自来水和其它水体中的PFOS污染情况表明，我国水环境中广泛存在PFOS污染。另外， 我国人体血液中也存在不同程度的PFOS污染，其中辽宁部分地区人体血液中的PFOS污染较 为严重，其它城市和国外报道的检出值相当。
【发明内容】
[0014] 本发明为解决现有技术中耐静水压面料生产方法上的缺陷，本发明的目的是提供 一套流程短、能耗低、无 PF0A、PF0S潜在危害的，又能满足染整加工要求的、切实可行的耐静 水压持久防水的生产方法。
[0015] 本发明为实现其目的采用的技术方案是：
[0016] -种无氟耐静水压持久防水纯棉帆布的加工方法，本方法采用纯棉坯布，经过坯 检、翻缝、烧毛、冷堆-短蒸水洗、染色、平幅清洗、拉幅处理、无氟防水整理、预缩处理后，即 得到无氟耐静水压持久防水纯棉帆布，所述的无氟防水整理的操作如下：
[0017] 首先制备无氟防水整理液，该无氟防水整理液由下述成分混配而成:无氟防水剂 RSH-NFl 80-240g/L，增效剂 18-24g/L，醋酸 0 · 3-1 · Og/L;
[0018] 接着，将坯布用上述无氟防水整理液进行浸、乳处理，乳余率60-70% ;
[0019] 而后，在110-130°C下进行焙烘。
[0020] 所述的无氟防水剂系阳离子的超支化树状大分子化合物和聚合物，不含ΑΡΕ0、 PFOA和PF0S。本发明所用的无氟防水剂是具有完美树枝形结构的大分子聚合物，该树枝形 聚合物由中心核、与中心核连接的由重复支化单元所组成的内腔、以及与最外层一代重复 支化单元连接的外层基团，该树枝聚合物的特点是相对分子质量可控、分子结构精准、分子 粒径是典型的纳米尺寸、外层分布大量的拒水性基团。本方法是将树枝形聚合物的无氟防 水剂应用于纺织品领域，再结合本技术方案实现了面料较高的静水压和持久的防水效果， 在国内尚属首例。
[0021] 所述的平幅清洗的操作如下：将经过染色处理的坯布置于平幅退浆机上进行清 洗，平幅退浆机上共13个水洗槽，坯布顺次经过13个水洗槽进行清洗，清洗时均加入清洗剂 KST10-30g/L，控制车速30-70m/min、乳余率30-70%、清洗温度70-90°C，并控制最后两个水 洗槽的温度为20_25°C，并在进行最后两个水洗槽清洗时加入AC酸l-3g/L，清洗之后的布面 pH值达5 · 5-6 · 8、毛效 2 8 · Ocm/min 〇
[0022] 所述的拉幅处理为，将平幅清洗后坯布置于热风拉幅定型机中进行拉幅处理，控 制车速35-50m/min，然后于110-130°C下烘干。
[0023]在冷堆-短蒸水洗操作之后、染色处理之前，对坯布进行丝光处理，将冷堆-短蒸水 洗后的坯布置于丝光机中，控制车速40-65m/min，烧碱浓度240-280g/L，浸碱时间30-50s， 回收碱度45-50g/L，此外，丝光机中设置有平洗槽，平洗槽温度85°C。
[0024]在烧碱中加入0.2-lg/L的螯合分散剂。
[0025] 预缩处理时，控制预缩整理机车速30-7Om/min，机缩值3-5%。
[0026] 本发明的有益效果是:本发明选定的纯棉帆布具有透气性好、强力大、密度高的特 点，而较高的组织密度是该类面料取得较高耐静水压的基础;在烘干过程中的温度和配方 中添加的增效剂的双重作用下，树枝形聚合物的无氟防水剂会在纤维表面形成具有较高厚 度和连续性的纳米级防水薄膜，这种纳米级防水薄膜就使得加工的面料具有较高的耐静水 压效果和持久的防水效果。
[0027] 本发明中增效剂的作用是：一是促进树枝形聚合物的无氟防水剂的交联的深度， 这种交联的深度将决定耐静水压和防水效果的好坏;二是将无氟防水剂交联所需的温度进 一步降低，该交联剂本身就是一种催化剂，能够降低交联温度并且在交联温度出现波动时 交联的效果不会受到影响;三是缩短无氟防水剂交联所需要的时间，根据性能与效益的统 一性考虑，在实际生产中，我们不仅要保证加工效果，还要考虑生产效率达到最大，加入交 联剂也是缩短交联时间提升生产效率的有效途径。
[0028]本发明还具有以下优点：
[0029] 1.选用的非氟系防水剂，不含APEO、PFOA和PFOS，对生态环境和人体健康不会产生 危害。
[0030] 2.所加工的面料不仅具有较高的耐静水压功能，而且还有持久的防水性能，能够 达到特种工装和篷布类防护产品的要求。
[0031 ] 3.生产过程中免去焙烘工序，缩短了加工流程，降低了印染能耗。
[0032] 4.经过本发明方法处理得到的纯棉帆布，按照GB/T4744-1997《纺织物抗渗水性测 定-静水压试验法》测试，该纯棉帆布的耐静水压为400mm/H20;按照AATCC22-2001《喷淋试 验法》和AATCC135《织物家庭洗涤尺寸变化》测试，该纯棉帆布的初始防水为100分，20次水 洗的防水为80分以上。
[0033] 5.省去了焙烘工序，本发明选用的树枝形聚合物的无氟防水剂，在较低的温度就 能自身发生交联以及与纤维中的反应性基团发生反应，进而在纤维表面形成具有较高厚度 和连续性的纳米级防水薄膜，从而省去了焙烘工艺。
【附图说明】
[0034] 图1柠檬酸、醋酸、AC酸与整理液pH值的关系图。
[0035] 图中，纵坐标表示pH值，横坐标表示柠檬酸、醋酸、AC酸的用量。
【具体实施方式】
[0036]下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
[0037] 织物规格：
[0038] ①21/2 X 21/2 72X45 57/58 纯棉帆布
[0039] ②21/2 X 10 72X45 57/58 纯棉帆布
[0040] 主要设备：
[0041 ] ]?!1012-20型气体烧毛机、]\01552(：-180平幅水洗机、1^172-9-180直辊丝光机、