一种无氟拒水防污整理剂及其制备方法和应用
【专利摘要】本发明属于纺织品整理剂领域，具体涉及一种无氟拒水防污整理剂及其制备方法和应用，所述整理剂包括体系A和体系B，所述整理剂中体系A与体系B的重量比为1:(0.6～0.8)，所述体系A由壳寡糖0.3～3％、水性聚氨酯1～10％以及余量的水组成，所述体系B为改性纳米二氧化硅溶胶。本发明提供了一种无氟拒水防污整理剂，经本发明整理剂处理后的织物具有超拒水以及防污的效果，同时织物能保持良好的手感和透气性，并具有优异的抗菌性和防毡缩性，且其制备工艺操作简单，适于推广应用。
【专利说明】
-种无氣拒水防污整理剂及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明属于纺织品整理剂领域，具体设及一种无氣拒水防污整理剂及其制备方法 和应用。
【背景技术】
[0002] 超拒水表面通常是指固体表面与水的静态接触角大于150%能否达到超拒水由固 体表面化学组成和微观结构共同决定，其在科学研究、工农业生产、日常生活等诸多领域有 广泛的应用前景。随着科技的飞速发展，超拒水功能纺织品，W其独特的自清洁、抗污染等 性能，日益受到人们的青睐。超拒水纺织品可广泛应用于医护人员用装、防雨/雪服、帐篷、 军用作战服等方面，具有巨大的潜在市场，并能促进经济效益和社会效益。
[0003] 纺织品拒水防污整理具有悠久的历史，已研究或使用过的整理剂种类众多，主要 有金属皂类(侣皂和错皂）、蜡和蜡状物质、金属络合物、化晚类衍生物、径甲基化合物、有机 娃和含氣化合物等。目前常用的纺织品整理剂主要是有机娃和含氣化合物。含氣整理剂通 过降低织物表面自由能从而达到拒水的目的，然而该类整理剂价格昂贵，且对人体及生态 环境具有一定的危害。此外，有机氣整理织物后，虽然能够显著降低织物表面能，但不能提 高织物表面微观粗糖度，难W达到超拒水的要求。因此有必要提倡使用无氣的织物整理剂。
[0004] 中国专利申请201210474026.0公开了一种织物耐久拒水整理剂，该发明由W下重 量份的成分组成：甲基含氨硅油乳液3~5份，环氧树脂10~20份，丙酬20~30份，醋酸锭1~ 3份，聚乙締醇10~20份，氨氧化钢0.2~0.8份，尿素3~8份，氯化钢1~3份，邻苯二甲酸二 甲醋1~3份，水120~200份。该发明具有耐水洗、干洗，遇到酸、碱及亲水性表面活性剂等 物质不会降低织物的拒水效果，经该整理剂的织物，不仅防水透气效果良好，而且手感非常 好。但是该整理剂无法达到超拒水的效果，且其不具有防污的作用。
[0005] 因此有必要提出一种无氣，同时兼具超拒水和防污功能的织物整理剂。
【发明内容】
[0006] 为了解决现有技术中无氣整理剂无法同时达到超拒水和防污的功能，本发明的目 的在于提供一种织物整理剂及其制备方法和应用，经本发明整理剂处理后的织物具有超拒 水W及防污的效果，同时能够保持优异的手感和透气性，并具有良好的抗菌性和防拉缩性， 且其制备工艺操作简单，适于推广应用。
[0007] 本发明提供了一种无氣拒水防污整理剂，包括体系A和体系B，所述整理剂中体系A 与体系B的重量比为1:(0.6~0.8)，所述体系A由壳寡糖0.3~3%、水性聚氨醋1~10% W及 余量的水组成，所述体系B为改性纳米二氧化娃溶胶。
[000引优选地，所述整理剂中体系A与体系B的重量比为1:0.6,所述体系A由壳寡糖 0.8 %、水性聚氨醋6 % W及余量的水组成。
[0009]优选地，所述体系B由W下步骤制得：
[0010]51、将模数〇为2~3.5的水玻璃用蒸馈水稀释至溶液含娃量为1~^*%，得水玻璃 溶液;在时速为10~12ml/min的揽拌状态下，按水玻璃溶液:混合液=1:1的重量比将上述 水玻璃溶液W1~2滴/s的速度滴加到由氨水和乙醇按1: (0.2~0.5)的重量比组成的混合 液中，55~60°C反应25~30min;
[0011] S2、继续加入含氨量为0.1~0.2%的含氨硅油I和含氨量为0. . 3~0.5%的含氨娃 油n，55~60 °C反应25~30min后加入十六烷基S甲氧基硅烷，55~60°C反应25~30min，即 得改性纳米二氧化娃溶胶。
[0012] 优选地，所述改性纳米二氧化娃溶胶中所述含氨硅油I、含氨硅油EW及十六烷基 S甲氧基硅烷的总重量为3~4%。
[0013] 优选地，所述含氨硅油I、含氨硅油EW及十六烷基=甲氧基硅烷的重量比为1: (0.6~0.9):(1~1.25)。
[0014] 优选地，所述含氨硅油I、含氨硅油EW及十六烷基=甲氧基硅烷的重量比为1: 0.6:1.25〇
[0015] 相应地，本发明还提供了上述无氣拒水防污整理剂的制备方法，包括W下步骤：
[0016] i)体系A的制备:将壳寡糖0.3~3%和水性聚氨醋1~10%溶于水中，混合均匀，得 体系A;
[0017] ii)体系B的制备；
[001引Sl、将模数n为2~3.5的水玻璃用蒸馈水稀释至溶液含娃量为1~4wt%，在时速为 10~12ml/min的揽拌状态下，按水玻璃溶液:混合液=1:1的重量比将上述水玻璃溶液W1 ~2滴/s的速度滴加到由氨水和乙醇按1:(0.2~0.5)的重量比组成的混合液中，55~60°C 反应25~30min;
[0019] S2、继续加入含氨量为0.1~0.2 %的含氨硅油I和含氨量为0.3~0.5 %的含氨娃 油n，55~60 °C反应25~30min后加入十六烷基S甲氧基硅烷，55~60°C反应25~30min，得 体系B;
[0020] 扭）将所述体系A与所述体系B按1: (0.6~0.8)的重量比混合均匀，即得。
[0021] 优选地，所述改性纳米二氧化娃溶胶中所述含氨硅油I、含氨硅油EW及十六烷基 S甲氧基硅烷的总重量为3~4%。
[0022] 优选地，所述含氨硅油I、含氨硅油EW及十六烷基=甲氧基硅烷的重量比为1: (0.6~0.9):(1~1.25)，
[0023] 除此之外，本发明还提供了上述无氣拒水防污整理剂的应用方法，包括W下步骤：
[0024] 将织物清洗干净后，置于所述整理剂中二浸二社，压力为1~3kgf/cm2,社余率为 70%~80%，将经整理后的织物65~80°C预烘3~5min，然后120~180°C赔烘1~5min。
[0025] 与现有技术相比，本发明的无氣拒水防污整理剂具有W下优势：
[0026] 1)本发明整理剂不含有害成分氣，对人体和自然环境无危害，且其制备简单，成本 低，易于实施，适于大力推广应用。
[0027] 2)本发明整理剂中体系A改性纳米二氧化娃溶胶能够在织物表面形成超拒水表 层，加入体系B水性聚氨醋和壳寡糖，提高了织物的抗菌性能和防拉缩性能，两者协同增效， 使得经整理后的织物同时具有超拒水和防污的功能，且能保持织物的手感和透气性，并具 有良好的抗菌性和防拉缩性。
【具体实施方式】：
[0028] W下通过【具体实施方式】的描述对本发明作进一步说明，但运并非是对本发明的限 审IJ，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可W做出各种修改或改进，但是只要不脱离本 发明的基本思想，均在本发明的范围之内。
[0029] 实施例1、一种无氣拒水防污整理剂
[0030] 本发明实施例1所述无氣拒水防污整理剂包括体系A和体系B，所述整理剂中体系A 与体系B的重量比为1:0.7,所述体系A由壳寡糖0.3%、水性聚氨醋8% W及余量的水组成， 所述体系B为改性纳米二氧化娃溶胶。
[0031 ]制备方法：
[0032] i)体系A的制备:将壳寡糖和水性聚氨醋溶于水中，混合均匀，得体系A;
[0033] ii)体系B的制备；
[0034] Sl、将模数n为2的水玻璃用蒸馈水稀释至溶液含娃量为4wt%，得水玻璃溶液;在 时速为lOml/min的揽拌状态下，按水玻璃溶液:混合液=1:1的重量比将上述水玻璃溶液W 1滴/s的速度滴加到由氨水和乙醇按1:0.2的重量比组成的混合液中，60°C反应30min;
[0035] S2、继续加入含氨量为0.1%的含氨硅油I和含氨量为0.4%的含氨硅油n，60°C反 应30min后加入十六烷基S甲氧基硅烷，60°C反应30min，得体系B;
[0036] 化）将所述体系A与所述体系B混合均匀，即得。
[0037] 其中所述改性纳米二氧化娃溶胶中所述含氨硅油I、含氨硅油EW及十六烷基= 甲氧基硅烷的总重量为3%，所述含氨硅油I、含氨硅油EW及十六烷基=甲氧基硅烷的重 量比为1:0.8:1。
[0038] 实施例2、一种无氣拒水防污整理剂
[0039] 本发明实施例2所述无氣拒水防污整理剂包括体系A和体系B，所述整理剂中体系A 与体系B的重量比为1:0.6,所述体系A由壳寡糖0.8%、水性聚氨醋6% W及余量的水组成， 所述体系B为改性纳米二氧化娃溶胶。
[0040] 制备方法：
[0041] i)体系A的制备:将壳寡糖和水性聚氨醋溶于水中，混合均匀，得体系A;
[0042] ii)体系B的制备；
[0043] Sl、将模数n为2的水玻璃用蒸馈水稀释至溶液含娃量为4wt%，得水玻璃溶液;在 时速为lOml/min的揽拌状态下，按水玻璃溶液:混合液=1:1的重量比将上述水玻璃溶液W 1滴/s的速度滴加到由氨水和乙醇按1:0.3的重量比组成的混合液中，60°C反应30min;
[0044] S2、继续加入含氨量为0.2%的含氨硅油I和含氨量为0.3%的含氨硅油n，60°C反 应30min后加入十六烷基S甲氧基硅烷，60°C反应30min，得体系B;
[0045] 化）将所述体系A与所述体系B混合均匀，即得。
[0046] 其中所述改性纳米二氧化娃溶胶中所述含氨硅油I、含氨硅油EW及十六烷基= 甲氧基硅烷的总重量为4%，所述含氨硅油I、含氨硅油EW及十六烷基=甲氧基硅烷的重 量比为 1:0.6:1.25。
[0047] 实施例3、一种无氣拒水防污整理剂
[0048] 本发明实施例3所述无氣拒水防污整理剂包括体系A和体系B，所述整理剂中体系A 与体系B的重量比为1:0.8,所述体系A由壳寡糖1%、水性聚氨醋10% W及余量的水组成，所 述体系B为改性纳米二氧化娃溶胶。
[0049]制备方法参考实施例2。
[(K)加]对比例1、一种无氣拒水防污整理剂
[0051] 本发明对比例1所述无氣拒水防污整理剂包括体系A和体系B，所述整理剂中体系A 与体系B的重量比为1:0.6,所述体系A由壳聚糖0.8%、水性聚氨醋6% W及余量的水组成， 所述体系B为改性纳米二氧化娃溶胶。
[0052] 由于壳聚糖难溶于水，因此先将壳聚糖溶于醋酸溶液或者盐酸溶液后，再加入到 水性聚氨醋溶液中制得体系A，其余步骤如实施例2所述制备方法。
[0053] 对比例1与实施例2的区别在于，用壳聚糖替换壳寡糖。
[0054] 对比例2、一种无氣拒水防污整理剂
[0055] 本发明对比例2所述无氣拒水防污整理剂包括体系A和体系B，所述整理剂中体系A 与体系B的重量比为1:0.6,所述体系A由壳寡糖0.8%、水性聚氨醋6% W及余量的水组成， 所述体系B为改性纳米二氧化娃溶胶。
[0056] 按相同的步骤重复实施例2制备方法，但步骤ii)中含氨硅油I、含氨硅油n W及十 六烷基=甲氧基硅烷的重量比为1:1 :〇。
[0057] 对比例2与实施例2的区别在于，改变了步骤ii)中含氨硅油I、含氨硅油EW及十 六烷基=甲氧基硅烷的重量比，具体为增加了含氨硅油n的用量。
[0化引对比例3、一种无氣拒水防污整理剂
[0059] 本发明对比例3所述无氣拒水防污整理剂包括体系A和体系B，所述整理剂中体系A 与体系B的重量比为1:0.6,所述体系A由壳寡糖0.8%、水性聚氨醋6% W及余量的水组成， 所述体系B为改性纳米二氧化娃溶胶。
[0060] 按相同的步骤重复实施例2制备方法，但步骤ii )中不加入含氨硅油I，增加含氨娃 油n的用量。
[0061] 对比例4与实施例2的区别在于，步骤ii)中去掉了含氨硅油I，增加了含氨硅油n 的用量。
[0062] 对比例4、一种无氣拒水防污整理剂
[0063] 本发明对比例4所述无氣拒水防污整理剂包括体系A和体系B，所述整理剂中体系A 与体系B的重量比为1:0.6,所述体系A由壳寡糖0.8%、水性聚氨醋6% W及余量的水组成， 所述体系B为改性纳米二氧化娃溶胶。
[0064] 按相同的步骤重复实施例2制备方法，但步骤ii)中不加入含氨硅油n，增加含氨 硅油I的用量。
[0065] 对比例4与实施例2的区别在于，步骤ii )中去掉了含氨硅油n，增加了含氨硅油I 的用量。
[0066] 对比例5、一种无氣拒水防污整理剂
[0067] 本发明对比例5所述无氣拒水防污整理剂包括体系A和体系B，所述整理剂中体系A 与体系B的重量比为1:0.6,所述体系A由壳寡糖0.8%、水性聚氨醋6% W及余量的水组成， 所述体系B为改性纳米二氧化娃溶胶。
[0068] 按相同的步骤重复实施例2制备方法，但步骤ii)中不加入十六烷基=甲氧基娃 烧，增加含氨硅油巧日含氨硅油n的用量。
[00例对比例5与实施例2的区别在于，步骤ii)中去掉了十六烷基S甲氧基硅烷，增加了 含氨硅油I和含氨硅油n的用量。
[0070] 对比例6、一种无氣拒水防污整理剂
[0071] 本发明对比例6所述无氣拒水防污整理剂包括体系A和体系B，所述整理剂中体系A 与体系B的重量比为1:0.6,所述体系A由壳寡糖0.8%、水性聚氨醋6% W及余量的水组成， 所述体系B为改性纳米二氧化娃溶胶。
[0072] 按相同的步骤重复实施例2制备方法，但步骤ii)中先加入十六烷基=甲氧基娃 烧，再加入含氨硅油I和含氨硅油n。
[0073] 对比例6与实施例2的区别在于，改变了步骤ii)中十六烷基S甲氧基硅烷、含氨娃 油I和含氨硅油n的添加顺序。
[0074] 试验例一、使用效果测试
[00巧]将上述实施例1~3W及对比例1~6所得整理剂通过本发明权利要求10所述的二 浸二社工艺对棉织物进行整理，整理完毕后对上述织物的手感、拉缩率W及抑菌率进行测 试，测试结果如表1所示。
[0076] 手感测试:五位有经验技术员通过用手触摸的的方式来感觉织物处理后蓬松度、 柔软度、回弹性和滑爽度等综合因素来进行评价，手感共分6个等级，级别越高越好，6级最 好，1级最低。
[0077] 拉缩率测试:参照ISO 6330及IWS TM NO.31测试标准及方法。
[0078] 抑菌率测试:按FZ/T 01021-92试验方法进行测试。
[0079] 表1测试结果
[0080]
[0081]
[0082] 由表1可知，经本发明实施例1~3无氣拒水防污整理剂处理后，棉织物具有优异的 手感和良好的抑菌性能，同时其拉缩率大大减小，达到5~6级;抑菌率均达到95 % W上，其 中W实施例2无氣拒水防污整理剂的各方面的整理效果最佳。
[0083] 与实施例2相比，经对比例1~6无氣拒水防污整理剂处理后，棉织物的手感提升幅 度不明显，尤其是对比例3和对比例6;棉织物的拉缩率与原布样相比有小幅度的降低，但仍 然明显高于实施例2;抑菌率W对比例1最低，仅为76.3%，运说明与壳聚糖相比，壳寡糖更 有利于提高织物的抑菌率，且壳寡糖对手感有一定的提升作用，能一定程度上使棉织物具 有抗拉缩的功能。
[0084] 试验例二、性能测试
[0085] 取本发明实施例1~3W及对比例1~6所得整理剂按试验一所述方法对织物进行 整理，整理完毕后对其拒水性、透气性W及抗污性能进行测试，测试结果如下表2。
[0086] 接触角测定:使用DSA-30接触角分析仪进行织物与水的接触角测试，水量为扣L， 当水滴与织物接触60s后读书，在同一样品的不同位置测量8次，取其平均值。
[0087] 淋洗试验测定：按国标GB/T 4745-19的《纺织织物.表面抗湿性测定方法-沾水试 验法》进行评级。评级标准如下：5级-样品上表面没有湿或沾;4级-样品上表面有轻微的、任 意的湿或沾；3级-样品上表面喷淋点处有湿;2级-样品整个上表面有部分湿；1级-样品整 个上表面全部湿;0级-样品整个上表面和下表面全部湿。
[008引透气性测定:按照GB/T 5453-1985《纺织品透气性的测定》的测定方法测定。
[0089] 抗污性能测定：按照FZ/T 24012-2010《拒水、拒油、抗污羊绒针织品》测定方法进 行测定。评级标准如下：1级-水滴与织物接触面炭黑未去除;2级-水滴与织物接触面有五分 之二的炭黑去除；3级-水滴与织物接触面有五分之S的炭黑去除;4级-水滴与织物接触面 有五分之四的炭黑去除；5级-水滴与织物接触面炭黑完全去除。测试结果如下表2所示。
[0090] 表2测试结果
[0091]
[0092] 由上表可知，原布样经本发明实施例1~3整理剂整理后，接触角有大幅度提高，均 达到150° W上;淋洗等级从1级提高为5级；透气性增加了化.（m2.s) -1;抗污等级均达到5 级，运说明经本发明实施例1~3整理剂整理后的棉织物表面具有超拒水和抗污的功能，同 时织物具有良好的透气性。
[0093] 原布样经对比例1~6整理剂处理后，拒水性能虽有所提高，但仍远远小于实施例2 整理效果，其中W对比例3整理效果最差，对比例4次之，单独使用含氨硅油I或单独使用含 氨硅油n的整理效果均比两者复配使用的整理效果差，且对比数据可知两者按照一定的配 比复配具有协同增效作用。
[0094] 原布样经对比例1~6整理剂处理后，透气性与原布样均有一定的提高，但均相差 不大;各组整理剂抗污性能与实施例2整理剂相比有明显降低。
[00M]综合试验一和试验二的试验结果可得出，经本发明实施例1~3整理剂整理后的棉 织物，具有优异的拒水效果、防污功能和抗菌性能，且织物能够保持良好的手感和透气性， 并具有抗拉缩的作用。其中W实施例2整理剂的整理效果最佳，故实施例2为本发明的最佳 实施例。
[0096] 试验=、不同体系A与体系B配比的整理剂对棉织物整理效果的影响
[0097] 在实施例2的基础上，W单独含有体系A和单独含有体系B的整理剂作为对照组，设 置了含有4种不同体系A与体系B配比的无氣拒水防污整理剂，考察其对棉织物整理的效果。 测试结果如表3所示。
[009引体系A:体系B配比:①（1:0.6);②(1:0.8);③(1:1);④(1:1.5)。
[0100]
[0099] 表3测试结果
[0101]
[0102] 注:各指标测试方法参考试验一和试验二。
[0103] 由上表可知，单独含有体系AW及单独含有体系B的整理剂在手感、拒水性、防污性 能等方面与含有两者复配的整理剂相比均有明显降低，其中W体系A:体系B = I :0.6时，其 整理效果最佳，且两者复配，具有协同增效的作用，具有积极的技术效果。
【主权项】
1. 一种无氟拒水防污整理剂，其特征在于，包括体系A和体系B，所述整理剂中体系A与 体系B的重量比为1:(0.6~0.8)，所述体系A由壳寡糖0.3~3%、水性聚氨酯1~10%以及余 量的水组成，所述体系B为改性纳米二氧化硅溶胶。2. 如权利要求1所述的无氟拒水防污整理剂，其特征在于，所述整理剂中体系A与体系B 的重量比为1:0.6，所述体系A由壳寡糖0.8%、水性聚氨酯6%以及余量的水组成。3. 如权利要求1或2所述的无氟拒水防污整理剂，其特征在于，所述体系B由以下步骤制 得： 51、 将模数η为2~3.5的水玻璃用蒸馏水稀释至溶液含硅量为1~4wt%，得水玻璃溶 液;在时速为10~12ml/min的搅拌状态下，按水玻璃溶液:混合液=1:1的重量比将上述水 玻璃溶液以1~2滴/s的速度滴加到由氨水和乙醇按1: (0.2~0.5)的重量比组成的混合液 中，55~60°C反应25~30min; 52、 继续加入含氢量为0.1~0.2%的含氢硅油I和含氢量为0.3~0.5%的含氢硅油Π ， 55~60°C反应25~30min后加入十六烷基三甲氧基硅烷，55~60°C反应25~30min，即得。4. 如权利要求3所述的无氟拒水防污整理剂，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅溶胶 中所述含氢硅油I、含氢硅油Π 以及十六烷基三甲氧基硅烷的总重量为3~4%。5. 如权利要求4所述的无氟拒水防污整理剂，其特征在于，所述含氢硅油I、含氢硅油Π 以及十六烷基三甲氧基硅烷的重量比为1:(0.6~0.9):(1~1.25)。6. 如权利要求5所述的无氟拒水防污整理剂，其特征在于，所述含氢硅油I、含氢硅油Π 以及十六烷基三甲氧基硅烷的重量比为1: 〇. 6:1.25。7. 如权利要求1~6任一所述的无氟拒水防污整理剂的制备方法，其特征在于，包括以 下步骤： i)体系A的制备:将壳寡糖0.3~3%和水性聚氨酯1~10%溶于水中，混合均匀，得体系 A； ? )体系B的制备： 51、 将模数η为2~3.5的水玻璃用蒸馏水稀释至溶液含硅量为1~4wt%，得水玻璃溶 液;在时速为10~12ml/min的搅拌状态下，按水玻璃溶液:混合液=1:1的重量比将上述水 玻璃溶液以1~2滴/s的速度滴加到由氨水和乙醇按1: (0.2~0.5)的重量比组成的混合液 中，55~60°C反应25~30min; 52、 继续加入含氢量为0.1~0.2%的含氢硅油I和含氢量为0.3~0.5%的含氢硅油Π ， 55~60°C反应25~30min后加入十六烷基三甲氧基硅烷，55~60°C反应25~30min，得体系 B； m )将所述体系A与所述体系B按1: (0.6~0.8)的重量比混合均匀，即得。8. 如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅溶胶中所述含氢 硅油I、含氢硅油Π 以及十六烷基三甲氧基硅烷的总重量为3~4%。9. 如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述含氢硅油I、含氢硅油Π 以及十六烷 基三甲氧基硅烷的重量比为1:(〇· 6~0.9): (1~1.25)。10. 如权利要求1~6任一所述的无氟拒水防污整理剂的应用，其特征在于，包括以下步 骤： 将织物清洗干净后，置于权利要求所述整理剂中二浸二乳，压力为1~3kgf/cm2,乳余率
【文档编号】D06M13/368GK106012543SQ201610526027
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】储平, 徐有琦
【申请人】无锡嘉加科技有限公司