专利名称：一种低碳光固化单向导湿整理剂及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属于纺织品功能整理剂及其制备和应用领域，特别涉及一种低碳光固化单向导湿整理剂及其制备方法和应用。
背景技术：
随着生活水平的提高，人们对休闲和运动纺织品的服用性和功能性要求越来越高，人们期盼高品质产品，追求健康、舒适和品位的愿望日益增长。特殊功能性纺织品层出不穷，其中休闲服与运动服相互渗透和融为一体的趋势也日益受广大消费者的青睐。运动员进行剧烈的竞技运动时会伴随着大量的汗液排出，而汗液带来的黏附和潮湿感往往会影响运动员的状态，如何保持运动时体表的干爽舒适，是一项重要的研究课题。对于普通大众来说，夏季的炎炎高温带来的湿粘感也让很多人烦躁难耐。消费者迫切希望能有一种在夏季或多汗状态下穿着舒适的服装，改善湿热的状态。基于人体对舒适度要求带来的市场需求，开发单向导湿织物具有重要的现实意义。单向导湿是通过织物内外层的亲、疏水性不同，即织物外层亲水而内层大部分疏水，汗液从内层小部分亲水的部位传输到织物的亲水性外层，并在外层快速蒸发。大部分疏水性的内层使人体出汗时穿着不沾身，加之织物外层水分快速蒸发带走大量的热量，进而使人体感觉凉爽。然而，大多数研究所选用的疏水性化学物质为有机氟类整理剂，虽然它具有良好的使用效果和耐洗效果，然而该类整理剂价格昂贵，且长碳链含氟整理剂具有高度生物累积性，极难降解，对人体健康和环境都存在潜在威胁；另一方面，常规的大分子有机硅类化合物很难达到有机氟类的拒水效果。这些拒水整理剂整理后都需要焙烘，消耗大量的能量，不符合国家绿色环保、低能耗的现代经济发展主题。通过溶胶-凝胶技术构筑的纺织品拒水表面耐洗性能较差，主要是由于纤维表面和Si02无机纳米颗粒间的结合牢度不足，共价交联程度有限，部分Si02颗粒是通过物理吸附而附着在其表面。当拒水织物在实际应用中经多次洗涤后，会使纤维表面纳米Si02等颗完全脱落，拒水薄膜遭到破裂，导致拒水效果变差甚至不复存在。因此，有必要提高拒水织物的耐久性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低碳光固化单向导湿整理剂及其制备方法和应用，该整理剂性质稳定，整理织物后不但获得良好的单向导湿性能和水洗耐久性，而且无需热焙烘，节省大量能量，符合国家绿色环保、低能耗的现代经济发展主题，具有广阔的市场应用前景和良好的社会效益。本发明的一种低碳光固化单向导湿整理剂，所述整理剂为含叠氮基官能团的纳米改性SiO2溶胶。本发明的一种光固化单向导湿整理剂的制备方法，包括(I)将前驱体加入到乙醇与去离子水混合物中，在1(T40°C下搅拌2_4h，逐滴加入氨水，继续添加前驱体，搅拌8-10h ；(2)添加含叠氮基的不同链长烷基或芳烃的硅氧烷，继续搅拌3_8h，制得含叠氮基官能团的纳米改性SiO2溶胶；前驱体、乙醇、去离子水、氨水、前驱体和含叠氮基的不同链长烷基或芳烃硅氧烷的配比为 2-4g 70-95mL 5-30mL :4_6mL :2_4g :l_5g。所述步骤(I)中的前驱体为正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、四甲氧基硅烷、四乙氧
基娃烧、甲基二甲氧基娃烧、甲基二乙氧基娃烧中的一种。所述步骤(2)中的含叠氮基的不同链长烷基或芳烃的硅氧烷为叠氮丙基三乙氧基娃烧、置氣丙基二甲氧基娃烧、置氣甲基苯乙基二甲氧基娃烧、置氣甲基苯乙基二乙氧基娃烷、叠氮基十一烷基三甲氧基硅烷、叠氮基十一烷基三乙氧基硅烷中的一种。本发明的一种单向导湿整理剂的应用，应用于纺织品，步骤包括通过印花方式将单向导湿整理糊以图案印制在织物上，烘干，紫外光照射6-10分钟。所述的印花方式为平网印花。所述的图案是边长为O. 5cm的正方形或直径为Icm的圆，单向导湿整理糊整理的面积大于未整理的空白面积，单向导湿整理糊整理的面积为60-80%，空白面积为20-40%。所述的织物为纯棉机织物或针织物。所述的烘干温度为80_90°C，时间4_6min。所述的照射紫外光波长范围为250_270nm。本发明应用溶胶-凝胶技术，以水和乙醇为溶剂，以氨水为催化剂，通过前驱体以及含叠氮基的不同链长烷基硅氧烷下共水解，制备低碳节能单向导湿整理剂，并采用平网印花方式将其应用与不同厚度棉织物的单向导湿整理，赋予棉织物优异的单向导湿性能和水洗耐久性，而且无需热焙烘，节省大量能量，符合国家绿色环保、低能耗的现代经济发展主题，具有广阔的市场应用前景和良好的社会效益。本发明通过加入能与硅氧化物基体发生反应形成共价键的含叠氮基的不同链长烷基硅氧烷，实现对无机纳米SiO2的化学改性。前驱体在氨水的催化作用下形成SiO2球形颗粒。加入含叠氮基的不同链长烷基或芳烃的硅氧烷后，含叠氮基的不同链长烷基或芳烃的硅氧烷水解形成的硅醇可与SiO2表面的S1-OH进行脱水缩合形成S1-O-Si键，从而制得含叠氮基的不同链长烷基或芳烃的的改性Si02溶胶。本发明使用含叠氮基的不同链长烷基或芳烃的的改性Si02溶胶通过印花方式整理纯棉织物，无机纳米组分提高了整理部分纤维的表面粗糙度，叠氮基经紫外光照后与纤维发生共价交联提高水洗耐久性以及有机组分长碳链等疏水性基团降低了整理部分的织物表面自由能，在整理部分形成拒水薄膜，从而具有优异的单向导湿性能。有益.效果( I)本发明的单向导湿整理剂性质稳定，一方面无机纳米组分提高了整理部分纤维的表面粗糙度，另一方面利用改性溶胶中的叠氮基经紫外光照后与纤维发生共价交联提高水洗耐久性以及有机组分长碳链等疏水性基团降低了整理部分的织物表面自由能，在整理部分形成拒水薄膜，从而具有优异的单向导湿性能；(2)本发明的单向导湿整理剂在纯棉织物上的应用，只需紫外照射6-10min，对设备要求性能低，无需热焙烘，节省大量能量；符合国家绿色环保、低能耗的现代经济发展主题，具有广阔的市场应用前景和良好的社会效益；(3)满足开发具有单向导湿性能的高档运动休闲服装的需要。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1将3g正硅酸四乙酯加到95mL乙醇与5mL去离子水混合物中，在20°C下剧烈搅拌4h,逐渐地滴加氨水6ml,继续添加前驱体2g,搅拌6h,在添加2g叠氮基^ 烧基三乙氧基硅烷，继续搅拌4h，制得含叠氮基官能团的纳米改性SiO2溶胶。采用平网印花方式，将含叠氮基官能团的纳米改性Si02溶胶整理糊印制在纯棉织物上，80°C烘干5min，紫外照射6min。采用AATCC TM195-2009《织物的液态水分管理特性》测试整理后导湿快干性能，在同一样品不同位置测量3次，取平均值。测得的单向传输指数达265. 1928。实施例2 将3g正硅酸四甲酯加到90mL乙醇与IOmL去离子水混合物中，在30°C下剧烈搅拌3h，逐渐地滴加氨水5ml，继续添加前驱体3g，搅拌8h，在添加3g叠氮甲基苯乙基三甲氧基硅烷，继续搅拌5h，制得含叠氮基官能团的纳米改性SiO2溶胶。采用平网印花方式，将含叠氮基官能团的纳米改性SiO2溶胶整理糊印制在纯棉织物上，85 烘干4min,紫外照射8min。采用AATCC TM195—2009《织物的液态水分管理特性》测试整理后导湿快干性能，在同一样品不同位置测量3次，取平均值。测得的单向传输指数达277. 8914。实施例3将2g甲基三甲氧基硅烷加到85mL乙醇与15mL去离子水混合物中，在40°C下剧烈搅拌2h，逐渐地滴加氨水4ml，继续添加前驱体4g，搅拌8h，在添加3g叠氮丙基三乙氧基硅烷，继续搅拌5h，制得含叠氮基官能团的纳米改性Si02溶胶。采用平网印花方式，将含叠氮基官能团的纳米改性Si02溶胶整理糊印制在纯棉织物上，90°C烘干3min,紫外照射lOmin。采用AATCC TM195—2009《织物的液态水分管理特性》测试整理后导湿快干性能，在同一样品不同位置测量3次，取平均值。测得的测得的单向传输指数达176. 673。
权利要求
1.一种低碳光固化单向导湿整理剂，其特征在于所述整理剂为含叠氮基官能团的纳米改性SiO2溶胶。
2.根据权利要求1所述的一种低碳光固化单向导湿整理剂的制备方法，包括 Cl)将前驱体加入到乙醇与去离子水混合物中，在1(T40°C下搅拌2-4h，逐滴加入氨水，继续添加前驱体，搅拌8-10h ； (2)添加含叠氮基的不同链长烷基或芳烃的硅氧烷，继续搅拌3-8h，制得单向导湿整理剂； 前驱体、乙醇、去离子水、氨水和含叠氮基的不同链长烷基或芳烃硅氧烷，配比为2_4g :70_95mL :5_30mL :4_6mL l-5g0
3.根据权利要求2所述的一种低碳光固化单向导湿整理剂的制备方法，其特征在于所述步骤(I)中的前驱体为正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基二甲氧基娃烧、甲基二乙氧基娃烧中的一种。
4.根据权利要求2所述的一种低碳光固化单向导湿整理剂的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中的含置氣基的不同链长烧基或芳经的娃氧烧为置氣丙基二乙氧基娃烧、置氣丙基二甲氧基娃烧、置氣甲基苯乙基二甲氧基娃烧、置氣甲基苯乙基二乙氧基娃烧、置氣基十一烷基三甲氧基硅烷、叠氮基十一烷基三乙氧基硅烷中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种低碳固化单向导湿整理剂的应用，其特征在于应用于纺织品，步骤包括 通过印花方式将单向导湿整理糊以图案印制在织物上，烘干，紫外光照射6-10分钟。
6.根据权利要求5所述的一种低碳光固化单向导湿整理剂的应用，其特征在于所述印花方式为平网印花。
7.根据权利要求5所述的一种低碳光固化单向导湿整理剂的应用，其特征在于所述图案是边长为O. 5cm的正方形或直径为Icm的圆，单向导湿整理糊整理的面积大于未整理的空白面积，单向导湿整理糊整理的面积为60-80%，空白面积为20-40%。
8.根据权利要求5所述的一种光固化低碳单向导湿整理剂的应用，其特征在于所述织物为纯棉机织物或针织物。
9.根据权利要求5所述的一种单向光固化低碳导湿整理剂的应用，其特征在于所述烘干温度为80-90°C，时间4-6min。
10.根据权利要求5所述的一种光固化低碳单向导湿整理剂的应用，其特征在于所述照射紫外光波长范围为250-270nm。
全文摘要
本发明涉及一种低碳光固化单向导湿整理剂的制备方法，包括(1)将前驱体投入到乙醇、去离子水混合物中，在10～40℃下剧烈搅拌；(2)缓慢滴加催化剂氨水，搅拌，再添加含叠氮基的不同链长烷基或芳烃的硅氧烷，继续搅拌，得到含叠氮基官能团的低碳节能单向导湿整理剂。本发明的整理剂性质稳定，整理织物后不但获得优异的单向导湿性能和耐久性能，而且无需热焙烘，节省大量能量，符合国家绿色环保、低能耗的现代经济发展主题，具有广阔的市场应用前景和良好的社会效益。
文档编号D06M10/06GK103061106SQ20121059340
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者闵洁, 田太洲, 刘保江, 王明, 向中林, 姚金龙, 黄长根, 唐文君 申请人:东华大学, 江苏联发纺织股份有限公司