一种防酸碱整理剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于印染助剂技术领域，具体涉及一种防酸碱整理剂及其制备方法和应 用。
【背景技术】
[0002] 劳动者在从事生产、搬运、倾倒、调制酸碱，修理或清洗化学装置等职业活动中，均 有可能引起由强酸、强碱、磷和氢氟酸等化学物质所致的烧伤，穿着适当的化学防护服，能 够有效地阻隔无机酸、碱等有害化学物质，使之不能与皮肤接触，可以最大限度地保护操作 人员的人身安全。
[0003] 传统的防酸碱工作服是在基材织物上涂布一层不透水的橡胶或塑料涂层剂，起到 防止酸碱液渗透的作用。这种防酸织物存在笨重、不透气、不透湿，而且整个服装笨重不便， 舒适性极差。穿着防酸碱工作服的劳动者本来就在工作环境比较恶劣的情况下操作，这种 舒适性极差的防护服对操作者的健康和工作效率显然是很不利的。市场上也有透气型的防 酸碱服装，但由于防护性能差，只能适用于酸强度低，不连续工作的场合，不适用于强酸强 碱下连续工作的情况。
[0004] 中国专利申请CN103694484A公开了一种水性氟碳织物三防整理剂，其包括单体 (全氟丙烯酸酯、丙烯酸月桂酸酯、羟甲基丙烯酰胺等)，引发剂、软化剂和交联固化剂，所述 交联固化剂为中国专利申请CN103668957A中公开的由双羟基氟醚（HO-Rf-OH)与二异氰 酸酯单体在封闭剂下反应制得，该整理剂抗水抗油，耐水洗，但是其防酸碱性能差。
[0005] 综上所述，有必要研发一种防酸碱整理剂，其可在织物表面形成保护膜，能防止强 酸、强碱、强氧化剂等多种化学物质的侵蚀，且兼具透气舒适、柔软轻便、易洗涤等优点。
【发明内容】
[0006] 为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种防酸碱整理剂及其制备方 法，该防酸碱整理剂成膜性好，可在织物表面形成均匀、致密、化学惰性的保护膜，能防止被 酸碱液及各种化学物质的润湿和渗透，可以抵御强酸、强碱、强氧化剂的侵蚀，且兼具透气 舒适、柔软轻便、易洗涤等优点。
[0007] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下： 一种防酸碱整理剂，包括以下重量浓度计的组分：防水防油整理剂80~120g/L、增强剂 30~60g/L和成膜催化剂10~20g/L; 所述防水防油整理剂由以下重量份的原料制备而成：丙烯酸十三氟辛酯110~130份、 丙烯酸十八酯11〇~130份、羟甲基丙烯酰胺3~6份、偏氯乙烯50~70份、乳化剂40~50份、助 溶剂90~110份、引发剂0. 5~0. 7份和水450~550份； 所述增强剂为氧化聚乙烯蜡乳液； 所述成膜催化剂由以下重量份的原料制备而成：异氰酸酯三聚体90~110份、端甲基聚 乙二醇20~30份、封闭剂40~60份、有机溶剂10~20份和水350~400份。
[0008] 进一步的，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚AE09和十八烷基三甲基氯化铵的组 合物，所述脂肪醇聚氧乙烯醚AE09和十八烷基三甲基氯化铵的重量比为2 : 1。
[0009] 进一步的，所述助溶剂为二乙二醇丁醚或二丙二醇丁醚。
[0010] 进一步的，所述引发剂为过硫酸铵或偶氮二异丁脒。
[0011] 进一步的，所述端甲基聚乙二醇为端甲基聚乙二醇MPEG500、端甲基聚乙二醇 MPEG1000和端甲基聚乙二醇MPEG2000中的至少一种。
[0012] 进一步的，所述封闭剂为硅烷偶联剂KH-550、亚硫酸氢钠或丁酮肟。
[0013] 进一步的，所述有机溶剂为丙酮或丁酮。
[0014] 本发明防酸碱整理剂的制备方法包括以下步骤： (1) 防水防油整理剂的制备： 51、 把引发剂配制成质量浓度为10%的引发剂水溶液，备用；往乳化剂加入水，升温至 75~85°C，搅拌溶解30min，得到乳化剂溶液； 52、 取3/5所述乳化剂溶液，加入丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十八酯、羟甲基丙烯酰胺 和偏氯乙稀，在25~35°C乳化50~60min，乳化完毕，得到预乳液，备用； 53、 取2/5所述乳化剂溶液放入带回流冷凝器的反应釜中，加入1/10所述预乳液，升温 至70~80°C，加入所述引发剂水溶液2份，保温反应25~35min; 54、 升温至80~85°C，滴加9/10所述预乳液并在110~130min内滴加完毕，滴加所述预乳 液的同时每隔15min滴加所述引发剂水溶液0. 5份，所述预乳液滴加完毕后保温25~35min， 降至室温，过滤出料即得防水防油整理剂； (2) 成膜催化剂的制备： 在合成设备的上釜加入端甲基聚乙二醇，保持温度在30°C以上，下釜加入异氰酸酯三 聚体、有机溶剂和月桂酸二丁基锡，开启搅拌，将下釜加热至55~65°C，滴加上釜物料，滴加 过程中用冷却水控制温度在55~65°C，滴加时间控制在0. 5~3h内，保温反应I. 5~2. 5h，升温 75~85°C，加入封闭剂，保温反应30~120min，降温至室温，搅拌下加入水，加水完毕，继续搅 拌30~40min，过滤出料即得成膜催化剂； (3) 防酸碱整理剂的制备： 按照重量浓度计，防水防油整理剂80~120g/L、增强剂30~60g/L、成膜催化剂10~20g/L，取增强剂与所述防水防油整理剂、成膜催化剂混合，加水，搅拌均匀即得。
[0015] 再进一步的，所述月桂酸二丁基锡的加入量为异氰酸酯三聚体重量的 0. 010-0. 014%〇
[0016] 本发明防酸碱整理剂的防酸碱机理与拒水、拒油防护原理基本相同，即降低织物 的表面张力，增大接触角，防止被润湿和渗透，但是常规的防水防油剂由于其反应性和成膜 性差，易造成织物表面成膜不均匀，易被渗透，所以很难达到良好的防酸碱效果。因此，本发 明研发了一种新的防水防油整理剂，其以丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十八酯、羟甲基丙烯酰 胺和偏氯乙烯共聚，得到具有良好的反应成膜性能的有机氟乳液，交联成膜后，形成低表面 张力状态，有效防止酸碱及各种化学品的润湿和渗透。
[0017]为了进一步增强所述防水防油整理剂的性能，本发明使用氧化聚乙烯蜡乳液作为 增强剂，同时研制一种成膜催化剂。氧化聚乙烯蜡乳液是一种核壳结构的纳米高分子聚合 物乳液，具有抗酸碱官能团形成的外壳和成膜致密的内层多元聚合物结构，其与所述防水 防油整理剂交联，形成耐酸耐碱及耐各种化学品的协同效应；在高温焙烘时可在织物表面 均匀铺展，在随后冷却过程中其特殊的内核纳米结构形成聚集态微观分相，表现为成膜表 面凹凸不平，大大增加了织物比表面积。本发明所述成膜催化剂在月桂酸二丁基锡的催化 下端甲基聚乙二醇与异氰酸酯三聚体聚合，形成一种常温下稳定，在特定温度条件下具有 高度反应活性的特殊聚氨酯类化合物，其可促进所述防水防油整理剂和氧化聚乙烯蜡乳液 进一步交联，同时协同在织物上形成高力学性能和高化学稳定性的网状保护膜。
[0018] 同时，本发明还提供了上述防酸碱整理剂在防护服中的应用，其可用于整理纯棉、 涤棉、涤塔夫和尼龙塔夫等多种面料，显著提高织物的耐酸压、耐强酸碱等功能，经本发明 防酸碱整理剂处理的织物可制成防护服并广泛用于军工、医疗、油田等各种特殊化学领域。
[0019] 因此，与现有技术相比，本发明的优势在于： (1)本发明所述防水防油整理剂与增强剂及成膜催化剂三种组分有机结合，形成的防 酸碱整理剂可在织物表面形成特殊的纳米微结构粗糙表面，产生巨大的比表面能，获得有 较大接触角的疏水状态张力，增大接触角，有效防止被酸碱液及各种化学物质的润湿和渗 透；同时由于形成化学惰性的保护膜均匀、致密，可以抵御强酸、强碱、强氧化剂等的侵蚀， 经本产品处理后的织物可有效避免酸碱液对人体的喷溅和渗透，具有耐酸透时间长，耐酸 压高的优良性能，兼具透气透湿，穿着舒适性好、柔软轻便、易洗涤且耐洗涤等功能性和舒 适性的优点，可应用于防护服中，广泛用于军工、医疗、油田等各种特殊化学领域。
[0020] (2)本发明防酸碱整理剂不含APE0,可应用于纯棉、涤棉、涤塔夫和尼龙塔夫等多 种面料，织物处理后仍能符合Oeko-TexStandard100标准；并且本发明防酸碱整理剂成 膜性好，性能优异，制备工艺稳定、条件易控，具有很好的应用前景。
【具体实施方式】
[0021] 下面通过实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于这些实施例。
[0022] 本发明实施例中所述氧化聚乙稀錯乳液为德国巴斯夫集团的产品PoligenWE6。 所述异氰酸酯三聚体