本发明涉及服装面料技术领域，特别涉及一种多功能免洗服装面料。
背景技术
在日常生活中，衣服难免会沾油、咖啡、灰尘等污渍。这些污渍即影响衣服的正常使用，也为微生物提供了繁殖的环境。所以随着人们生活质量的提高，人们对服装提出了更高的穿着标准，功能性服装面料的开发及应用是当前服装行业的一个研究热点。如冬季保暖内衣大多厚重、清洗困难，多次清洗又会造成服用性能的损失且内衣在贴身穿着时极易滋生细菌，引起织物的降解和色变，危害人体健康。
目前，开发免洗面料的途径主要是对面料进行光催化整理。光催化免洗面料是利用纳米tio2在紫外光下催化降解的机理，将其负载于面料可以制备出具有免洗面料功能的面料。光催化免洗面料可以节约大量的水资源并减少能源消耗，对环境的可持续发展有着巨大的贡献，在水资源日渐匮乏的今天显得尤为重要，因而有着巨大的发展前景和市场潜力。但由于纳米tio2的光吸收范围及催化效率还不够理想，纳米tio2颗粒与织物的相互作用较差，纳米颗粒易脱落等因素的影响，至今仍未有成熟的光催化免洗面料上市。
技术实现要素：
本发明的主要目的是提出一种多功能免洗剂及经其处理得到的服装面料，该多功能免洗剂具有免洗、防水、去污、抗菌及阻燃等特点。
为实现上述目的，本发明提出一种多功能免洗剂，按照重量份数计，该多功能免洗剂包括：氟碳化合物共聚物1-5份；脂肪酸甘油酯5-10份；二烷基二甲基铵盐2-5份；烷基三甲基铵盐8-11份；聚季鏻铵盐1-5份；季铵盐5-10份；纳米二氧化硅5-10份；氨基硅烷5-10份；乙醇10-20份；去离子水75-85份。
优选地，所述聚季鏻铵盐的粘度范围为600-700mpa.s。
优选地，所述的氨基硅烷包括γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷中的任意一种或多种的组合物。
优选地，所述纳米二氧化硅的粒径为10-20nm。
优选地，所述多功能免洗剂还包括聚有机硅氧烷，所述聚有机硅氧烷的重量份数为3-5份。
优选地，所述多功能免洗剂还包括十二烷基苯磺酸钠，所述十二烷基苯磺酸钠的重量份数为8-10份。
优选地，所述多功能免洗剂还包括阻燃剂，所述阻燃剂的重量份数为2-11份。
本发明还提供一种服装面料，所述服装面料采用上述多功能免洗剂处理坯布制得。
优选地，所述坯布采用棉纤维、粘胶纤维、竹纤维及大豆蛋白纤维混纺编织而成。
优选地，所述棉纤维、所述粘胶纤维、所述竹纤维以及所述大豆蛋白纤维的重量比为40～50:22～25:10～15:10～15。
本发明技术方案提供的多功能免洗剂，加入了纳米二氧化硅、氨基硅烷基、聚季鏻铵盐，其中，通过氨基硅烷对纳米二氧化硅进行改性，使硅烷改性纳米二氧化硅具有良好的吸附功能，可与氟碳化合物共聚物和聚季鏻铵盐结合；氟碳化合物共聚物具有优异的防水防油作用，聚季鏻铵盐和季铵盐的复配物具有良好的抗菌作用，通过硅烷改性纳米二氧化硅的桥梁作用，使得氟碳化合物共聚物跟硅烷改性纳米二氧化硅以及聚季鏻铵盐和季铵盐的复配物相互交缠结合在一起，形成保护物质，从而赋予织物面料较好的防水、去污、抗菌等性能。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出了一种多功能免洗剂及经其处理得到的服装面料，其中，该多功能免洗剂具有免洗、防水、去污、抗菌等特点。
本发明提出的多功能免洗剂，按照重量份数计，包括：氟碳化合物共聚物1-5份；脂肪酸甘油酯5-10份；二烷基二甲基铵盐2-5份；烷基三甲基铵盐8-11份；聚季鏻铵盐10-15份；季铵盐5-10份；纳米二氧化硅5-10份；氨基硅烷5-10份；乙醇10-20份；去离子水75-85份。
其中，聚季鏻铵盐为高分子阳离子化合物，带有正电荷，能与纳米二氧化硅表面的负电荷发生中和并相互吸附结合。硅烷改性纳米二氧化硅具有良好的吸附功能，可与氟碳化合物共聚物和长链状的聚季鏻铵盐结合；且氟碳化合物共聚物具有优异的防水防油作用，将纳米二氧化硅一端上带有的羟基包容在内后，使纳米二氧化硅结合在氟碳化合物共聚物上，从而通过硅烷改性纳米二氧化硅的桥梁作用，使得氟碳化合物共聚物跟硅烷改性纳米二氧化硅以及聚季鏻铵盐和季铵盐的复配物相互交缠结合在一起，形成长链状的保护物质。需要指出的是，采用聚季鏻铵盐和季铵盐进行复配，可赋予服装面料良好的抗菌性能。
在本实施例中，所述聚季鏻铵盐的制备主要分两步，首先以环氧氯丙烷和二甲胺作为反应单体，乙二胺为交联剂，通过逐步聚合反应制备聚季铵盐；然后利用醚化接枝反应，将带有p+的四羟甲基硫酸磷接枝到聚季铵盐的侧链上。具体地，聚季鏻铵盐的制备方法包括：
第一步，聚季铵盐的合成
将装有温度计、冷凝管、搅拌器的四口烧瓶置于冰水浴中，向烧瓶加入二甲胺水溶液，待反应体系的温度降至10℃左右，用常压滴液漏斗缓慢滴加环氧氯丙烷，整个滴加过程始终保持反应体系的温度为10℃—20℃，滴完后加入少量交联剂，继续反应一段时间得到聚季铵盐，整个反应过程始终保持机械搅拌。
第二步，聚季铵盐与四羟甲基硫酸磷的醚化接枝反应
取第一步产物20ml加入装有温度计、冷凝管、搅拌器和常压滴液漏斗的四口烧瓶。在不断搅拌的情况下，待水浴升温至65℃，通过滴液漏斗缓慢滴加naoh作为催化剂，滴完以后恒温反应一段时间，最后得到淡黄色的粘稠液体，即聚季鏻铵盐。其中，该聚季鏻铵盐的结构式如下：
在本实施例中，所述聚季鏻铵盐的粘度范围为600-700mpa.s。因为在制备聚季鏻铵盐时，当聚季鏻铵盐的粘度过大，会导致其阳离子度减小，所以为了使得聚季鏻铵盐具有合适的粘度和阳离子度，选择控制聚季鏻铵盐的粘度范围为600-700mpa.s。本实施例制备的多功能免洗剂中，通过加入聚季鏻铵盐，一方面可以提高该多功能免洗剂对经其改性处理的织物的吸附作用，提高该多功能免洗剂的改性效果；另一方面该多功能免洗剂带有较多的正电荷，可以提高改性织物的抗菌能力；同时，聚季鏻铵盐含有n原子和p原子，还可赋予改性织物良好的阻燃性能。
当采用本申请的多功能免洗剂对织物进行处理时，由于织物纤维带有羟基，可与纳米二氧化硅所携带未与氟碳化合物共聚物结合的一端上的羟基相互亲和，从而使得纳米二氧化硅与织物纤维之间结合更加牢固，使长链状的保护物质缠绕在织物纤维的外表面，而远离织物纤维表面的一端所带有的氟碳化合物共聚物，使织物与外环境产生隔离，使织物表面整体不易吸附水、油污、灰尘等杂质；同时，聚季鏻铵盐带有较多的正电荷，可以提高改性织物的抗菌能力；聚季鏻铵盐含有n原子和p原子，还可赋予改性织物良好的阻燃性能。
进一步地，所述多功能免洗剂还包括聚有机硅氧烷，所述聚有机硅氧烷的重量份数为3-5份。
聚有机硅氧烷含有硅氧键，键长较长，硅氧键相互之间连接会形成长链状结构，具有良好的柔顺效果。硅氧键还具有较低的表面张力，增强了本申请中的防水性能。在使用本申请的过程中，与织物纤维表面相交织，从而使织物中纤维变得柔软。
更进一步地，所述多功能免洗剂还包括十二烷基苯磺酸钠，所述十二烷基苯磺酸钠的重量份数为8-10份。
十二烷基苯磺酸钠中分别带有磺酸钠基团和十二烷基苯基团，分别具有亲水和疏水性能，其亲水的一端可与纳米二氧化硅亲和，且与纤维表面携带的亲水基团相亲和，而疏水的一端露于外部，达到疏水的效果。而十二烷基苯磺酸钠与纳米二氧化硅所携带的电荷相同，均为负电荷，与二烷基二甲基铵盐、烷基三甲基铵盐和聚季鏻铵盐表面携带的正电荷中和，防止由于正电荷过多而导致纳米二氧化硅全部与烷基三甲基铵盐相结合，从而使本申请中还剩有纳米二氧化硅，为聚季鏻铵盐与纳米二氧化硅结合创造条件，形成不易粘附灰尘、污渍等杂质的保护膜。
另外，为了提高多功能免洗剂的阻燃性能，所述多功能免洗剂还包括阻燃剂，所述阻燃剂的重量份数为2-11份。
具体而言，所述阻燃剂包括硼酸和硼砂。硼酸，为白色粉末状结晶或三斜轴面鳞片状光泽结晶，溶于水，可作为耐热防火织物的添加成分。硼酸单独或者与硼砂一起使用，对减少棉织物中的可燃性有特殊效果，改变其氧化反应，促进“碳化”的形成，因此可阻燃。
在上述实施例中，所述多功能免洗剂的制备方法包括如下步骤：(1)按上述配比将氨基硅烷和纳米二氧化硅进行混合，得到硅烷改性纳米二氧化硅；(2)将其中一部分硅烷改性纳米二氧化硅与氟碳化合物共聚物、烷基三甲基铵盐、脂肪酸甘油酯置于去离子水中，超声充分混合；(3)将二烷基二甲基铵盐、聚有机硅氧烷与(2)中的混合物混合均匀；(4)将十二烷基苯磺酸钠、阻燃剂、聚季鏻铵盐、季铵盐及剩余的硅烷改性纳米二氧化硅超声充分混合；(5)将(3)中获得的混合物与(4)中获得的混合物进行超声波处理，制得多功能免洗剂。
其中，所述的氨基硅烷包括γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷中的任意一种或多种的组合物。优选地，所述的氨基硅烷为γ-氨丙基三甲氧基硅烷。优选地，所述纳米二氧化硅的粒径为10-20nm。
经超声波处理，硅烷改性纳米二氧化硅在含有脂肪酸甘油酯的水相中充分分散，加速其与氟碳化合物共聚物以及烷基三甲基铵盐的相互作用。经充分超声混合后，氟碳化合物共聚物、硅烷改性纳米二氧化硅以及烷基三甲基铵盐相互交缠结合在一起，形成长链状的保护物质。加入聚有机硅氧烷和二烷基二甲基铵盐进行分散，防止长链状的保护物质团聚。在超声波作用下，纳米二氧化硅中的微孔打开，可更好地跟聚季鏻铵盐发生吸附作用，从而相互结合形成具有耐脏效果的保护膜。将已形成的长链状的保护物质和保护膜相互混合并超声处理，使长链状的保护物质可均匀分散于保护膜中，使用本申请处理织物时，可使分散有长链状的保护物质的保护膜覆盖于织物表面，且长链状的保护物质与织物纤维相互缠绕，待干燥后，对织物纤维与织物纤维之间、对织物纤维表面形成保护，从而使织物具有优异且持久的防水和防污效果。
本发明还提供一种服装面料，所述服装面料采用上述多功能免洗剂处理坯布制得。
其中，所述处理坯布的过程包括：将坯布加入多功能免洗剂中进行充分的超声浸渍；将充分浸渍后的面料在100-200℃温度下进行烘干；将烘干后的面料进行打卷。坯布在多功能免洗剂中超声浸渍，使得多功能免洗剂中的有效成分可快速且充分地进入坯布的纤维之间，甚至渗透至纤维内部，从而使坯布中的纤维受到多功能免洗剂中有效成分的充分保护；经100-200℃温度烘干后，浸泡过程中与坯布纤维充分结合的多功能免洗剂中的有效成分会随着烘干过程中水分的散失而牢固地与纤维结合，在坯布纤维的表面形成疏水、亲水物质相互交错排列，从而使坯布既可达到优异的抗水效果，又具有耐脏的效果。
具体地，所述坯布采用棉纤维、粘胶纤维、竹纤维及大豆蛋白纤维混纺编织而成。在本实施例中，所述棉纤维、所述粘胶纤维、所述竹纤维以及所述大豆蛋白纤维的重量比为40～50:22～25:10～15:10～15。
在此，需要说明的是，坯布在多功能免洗剂中超声浸渍时，小分子季铵盐可渗透到纤维的内部，对纤维内部进行改性，而大分子聚季鏻铵盐则主要吸附在纤维的表面，实现对纤维表面的改性。如此，通过小分子季铵盐与大分子聚季鏻铵盐的复配改性，可以更好地实现对纤维进行改性，赋予纤维优异的抗菌性等。
下面将结合具体实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
实施例1：
一种多功能免洗剂，按照重量份数计，包括：氟碳化合物共聚物1份；
脂肪酸甘油酯5份；二烷基二甲基铵盐2份；烷基三甲基铵盐8份；聚季鏻铵盐1份；季铵盐5份；纳米二氧化硅5份；氨基硅烷5份；乙醇10份；去离子水75份。
其中，所述聚季鏻铵盐的粘度为600mpa.s；所述纳米二氧化硅的粒径为10-20nm。
一种服装面料，所述服装面料采用上述多功能免洗剂处理坯布制得。其中，所述处理坯布的过程包括：将坯布加入多功能免洗剂中进行充分的超声浸渍；将充分浸渍后的面料在100-200℃温度下进行烘干；将烘干后的面料进行打卷。
实施例2：
一种多功能免洗剂，按照重量份数计，包括：氟碳化合物共聚物2.5份；
脂肪酸甘油酯7份；二烷基二甲基铵盐3份；烷基三甲基铵盐9份；聚季鏻铵盐3份；季铵盐7份；纳米二氧化硅7份；氨基硅烷7份；乙醇15份；去离子水80份。
其中，所述聚季鏻铵盐的粘度为650mpa.s；所述纳米二氧化硅的粒径为10-20nm。
一种服装面料，所述服装面料采用上述多功能免洗剂处理坯布制得。其中，所述处理坯布的过程包括：将坯布加入多功能免洗剂中进行充分的超声浸渍；将充分浸渍后的面料在100-200℃温度下进行烘干；将烘干后的面料进行打卷。
实施例3：
一种多功能免洗剂，按照重量份数计，包括：氟碳化合物共聚物4份；脂肪酸甘油酯8份；二烷基二甲基铵盐4份；烷基三甲基铵盐10份；聚季鏻铵盐4份；季铵盐9份；纳米二氧化硅8份；氨基硅烷9份；乙醇18份；去离子水80份。
其中，所述聚季鏻铵盐的粘度为680mpa.s；所述纳米二氧化硅的粒径为10-20nm；所述多功能免洗剂还包括十二烷基苯磺酸钠，所述十二烷基苯磺酸钠的重量份数为8-10份。
一种服装面料，所述服装面料采用上述多功能免洗剂处理坯布制得。其中，所述处理坯布的过程包括：将坯布加入多功能免洗剂中进行充分的超声浸渍；将充分浸渍后的面料在100-200℃温度下进行烘干；将烘干后的面料进行打卷。
实施例4：
一种多功能免洗剂，按照重量份数计，包括：氟碳化合物共聚物5份；脂肪酸甘油酯10份；二烷基二甲基铵盐5份；烷基三甲基铵盐11份；聚季鏻铵盐5份；季铵盐10份；纳米二氧化硅10份；氨基硅烷10份；乙醇20份；去离子水85份。
其中，所述聚季鏻铵盐的粘度为700mpa.s；所述纳米二氧化硅的粒径为10-20nm。
一种服装面料，所述服装面料采用上述多功能免洗剂处理坯布制得。其中，所述处理坯布的过程包括：将坯布加入多功能免洗剂中进行充分的超声浸渍；将充分浸渍后的面料在100-200℃温度下进行烘干；将烘干后的面料进行打卷。
对比例1：
一种多功能免洗剂，按照重量份数计，包括：氟碳化合物共聚物4份；脂肪酸甘油酯8份；二烷基二甲基铵盐4份；烷基三甲基铵盐10份；季铵盐5份；纳米二氧化硅8份；氨基硅烷9份；乙醇18份；去离子水80份。
其中，所述纳米二氧化硅的粒径为10-20nm。
一种服装面料，所述服装面料采用上述多功能免洗剂处理坯布制得。其中，所述处理坯布的过程包括：将坯布加入多功能免洗剂中进行充分的超声浸渍；将充分浸渍后的面料在100-200℃温度下进行烘干；将烘干后的面料进行打卷。
对比例2：
一种多功能免洗剂，按照重量份数计，包括：氟碳化合物共聚物4份；脂肪酸甘油酯8份；二烷基二甲基铵盐4份；烷基三甲基铵盐10份；聚季鏻铵盐5份；纳米二氧化硅8份；氨基硅烷9份；乙醇18份；去离子水80份。
其中，所述纳米二氧化硅的粒径为10-20nm。
一种服装面料，所述服装面料采用上述多功能免洗剂处理坯布制得。其中，所述处理坯布的过程包括：将坯布加入多功能免洗剂中进行充分的超声浸渍；将充分浸渍后的面料在100-200℃温度下进行烘干；将烘干后的面料进行打卷。
对比例3：
一种多功能免洗剂，按照重量份数计，包括：氟碳化合物共聚物4份；脂肪酸甘油酯8份；二烷基二甲基铵盐4份；烷基三甲基铵盐10份；聚季鏻铵盐1份；季铵盐5份；纳米二氧化硅8份；氨基硅烷9份；乙醇18份；去离子水80份。
其中，所述聚季鏻铵盐的粘度为800mpa.s；所述纳米二氧化硅的粒径为10-20nm。
一种服装面料，所述服装面料采用上述多功能免洗剂处理坯布制得。其中，所述处理坯布的过程包括：将坯布加入多功能免洗剂中进行充分的超声浸渍；将充分浸渍后的面料在100-200℃温度下进行烘干；将烘干后的面料进行打卷。
为了对本发明制备的服装面料的性能进行研究，对上述实施例1至实施例4、及对比例1至对比例3制备的服装面料分别进行了测试，测试结果如下：
表1服装面料测试结果
其中，柔软性测试采用多人触摸的方式测定，规定最高等级为5，等级越高，织物柔软性越好。拒水性测试以水滴在织物表面3min后的接触角表征(接触角大于130°即说明表面具有较好的拒水性)，采用静态接触角测试仪测试；抗菌性测试，使用的是大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，采用振荡烧瓶法测试。
根据表1可知，经过本发明实施例1至实施例4制得的服装面料，具有较好的手感，且水滴在服装面料的表面3min后的接触角都大于130°，说明该服装面料具有较好的拒水性；另外，经过本发明实施例1至实施例4制得的服装面料，还具有较高的抑菌率，抗菌性较好。而对比例1中，由于未加入聚季鏻铵盐，导致经过处理的服装面料的柔软性差、拒水性差、且抗菌性也较差。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。