一种复合高分子表面活性剂、其制备方法及在泡沫涂层工艺中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于纺织面料的后整理技术领域，具体涉及一种复合高分子表面活性剂、 其制备方法及在泡沫涂层工艺中的应用。
【背景技术】
[0002] 随着人们对生活水平的要求越来越高，各种功能性纺织品层出不穷。在生活中不 管是成年人还是孩子，都难免会不小心弄脏衣服，像红酒、咖啡、牛奶、蔬菜汤汁等等，而且 这种污渍越擦越难看，如果是在公共场合，会影响个人形象，如果是小孩子，将衣服弄脏更 是常事，经常使做妈妈的为了保持孩子的清洁而不停的忙碌，因此具有防水防污功能的服 装具有很大的市场前景。三防剂在十几年前就已经出现在市场上，但是使用三防剂对纺织 品整理以后，三防剂渗透进布料的纤维，使纤维失去吸湿性，如果服装贴身穿着，就会失去 吸湿排汗的能力，而且手感较硬，影响服装的舒适度，因此防水防污的面料一直没有在日常 穿着的服装市场上推广开来。
[0003] 泡沫整理工艺是20世纪70年代末受能源危机的影响，在国外迅速发展起来的。它 具有给料量低、节约染化药剂、节能节水、降低成本、提高纺织品附加值等优点，能够实现纺 织品的单面染整，比如单面防污效果，使纺织品接触泡沫的一面形成防水防污的能力，而未 接触泡沫的一面保持原有的吸湿排汗的性能，也就是单面涂层，因此通过泡沫涂层实现单 面防污效果一度成为纺织品后整理行业研宄的热点。但是泡沫涂层存在一个明显的缺点， 因为受到发泡剂和稳泡剂性能的限制，导致泡沫的带液量极少，形成的涂层非常薄，而且涂 层与纤维的结合不够牢固，涂层后的纺织品经过水洗以后，涂层便被破坏，使纺织品失去防 水防污的效果，这种不耐水洗的缺点限制了单面防污技术的推广。
[0004] 如果单纯增加防污剂的浓度，一方面会受到溶解度的限制，另外一个方面是如果 防污剂浓度过高，而溶液的量较少，防污剂无法在溶液的牵引下向纤维内部渗透，容易堆积 的布料的表面，使得大部分防污剂没有与纤维活性基团接触，而无法形成稳定的结合力，简 单的冲洗就可以把表面的防污剂冲洗掉，而使布料防污功能快速的丧失，另外较高浓度的 防污剂堆积在布料的表面还会造成布料变硬，影响布料的手感。
[0005] 单面防污技术的关键是保证在涂层过程中，防污剂不会渗透到布料的另一面，也 就是需要控制涂层过程中的带水量，以80支，190*100的纯棉面料为例，单位面积质量为 105g/m 2,水份刚好渗透到对面时的吸水率为94%，也就是吸水量为98. 7g，为了保证防污剂 不渗透到布料的另一面，那么单位面积布料接受涂层的带水量应少于50g即可满足要求， 在这个范围内，如果增加防污剂的用量和带水量，可以使防污剂与布料活性基团充分接触， 形成牢固的结合，可以提高面料的防污性能和牢固程度。这就需要增加泡沫的带液量，带液 量的增加会导致泡沫稳定性降低，因此如何同时提高泡沫的带液量和稳定性成为泡沫染整 技术的难题。
[0006] 泡沫是一种热力学不稳定体系，泡沫生成时伴随着液体表面积的增加，系统的表 面能也相应增加，加入表面活性剂以后，溶液的表面张力大为降低，不仅容易起泡，也有利 于泡沫的稳定性，但是单纯的降低表面张力并不能充分保证泡沫的稳定性，只有当表面膜 具有一定的强度，能形成多面体的泡沫时，有效降低液膜的表面张力，才能降低表面张力排 液的压差，防止液膜变薄，有利于泡沫的稳定性。另外液膜粘度也有利改善泡沫的稳定性， 液膜本体粘度大有助于提高膜的耐冲击性和减缓排液作用，液膜表面粘度越大，越有利于 提高液膜的强度，也有利增强泡沫的稳定性。最后，液膜的致密性也是增强液膜强度的因素 之一。因此总结下来，要想提高泡沫的稳定性，需要改善表面活性剂的起泡性、粘度、成膜强 度和致密性，如果能够提高泡沫稳定剂的以上四个性能，就可形成带液量高的高稳定泡沫。
[0007] 高分子表面活性剂是指分子量在103~106之间，又具有表面活性的物质，与低分子 表面活性剂相比，高分子表面活性剂具有溶液粘度高，成膜性能好、致密性好的优点。
【发明内容】
[0008] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种性能优异的复合高 分子表面活性剂、其制备方法及在泡沫涂层中的应用，该复合高分子表面活性剂与发泡剂、 增稠剂、三防剂和水复配后形成一种泡沫涂层剂，该泡沫涂层剂可以保证面料能形成一面 防污、一面吸汗功能的前提下，保证防污涂层的厚度和牢固性，以此来保证面料防污性能的 持久性，使面料多次水洗后依然具有很好的防污功能。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明采取的一种技术方案是： 一种复合高分子表面活性剂，其结构式为：
【主权项】
1. 一种复合高分子表面活性剂，其特征在于：其结构式为：
其中，n为30~70之间的整数。
2. 根据权利要求1所述的复合高分子表面活性剂，其特征在于：所述的复合高分子表 面活性剂由壳聚糖、马来酸和二甲基二三氟丙烯基氯化铵在催化剂的作用下反应生成，其 中，所述的壳聚糖(按单元体计)、所述的马来酸、所述的二甲基二三氟丙烯基氯化按的投料 摩尔比为 1:1. 8~2. 2:0. 9~L2， 所述的二甲基二三氟丙烯基氯化铵的结构式为：
3. -种如权利要求1所述的复合高分子表面活性剂的制备方法，其特征在于：将壳聚 糖、马来酸和二甲基二三氟丙烯基氯化铵在催化剂的作用下，在90°C~110°C下反应生成所 述的复合高分子表面活性剂，其中，所述的壳聚糖(按单元体计)、所述的马来酸、所述的二 甲基二三氟丙烯基氯化铵的投料摩尔比为1:1. 8~2. 2:0. 9~1. 2， 所述的二甲基二三氟丙烯基氯化铵的结构式为：
4. 根据权利要求3所述的复合高分子表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述的催 化剂为硝酸铈铵。
5. 根据权利要求3或4所述的复合高分子表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述 的二甲基二三氟丙烯基氯化铵的制备方法为：将三氟丙烯和N，N-二甲基胺在有机溶剂和 碱的存在下，在20°C~40°C下恒温反应5h~7h，然后加入盐酸调节pH为8~9,抽滤，浓缩干燥 后即得所述的二甲基二三氟丙烯基氯化铵，其中，所述的三氟丙烯和所述的N，N-二甲基胺 的投料摩尔比为1:0. 9~1. 2。
6. 根据权利要求5所述的复合高分子表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述的有 机溶剂为异丙醚，所述的碱为氢氧化钠或者碳酸钠。
7. -种泡沫涂层剂，其特征在于：包括权利要求1所述的复合高分子表面活性剂、发 泡剂、增稠剂、三防剂和水，所述的复合高分子表面活性剂、所述的发泡剂、所述的增稠剂、 所述的三防剂、所述的水的投料质量比为1:0. 9~1. 2:0. 4~0. 6:9~11:100。
8. 根据权利要求7所述的泡沫涂层剂，其特征在于：所述的发泡剂为十二烷基硫酸 钠。
9. 一种防污布料，其特征在于：包括布料本体、形成在所述的布料本体的一面上的涂 层，所述的涂层由权利要求7或8所述的泡沫涂层剂构成。
10. -种防污布料的制备方法，其特征在于：将权利要求7或8所述的泡沫涂层剂进行 发泡，然后通过泡沫涂层机的泡沫施加器将发泡后的泡沫涂层剂涂敷在布料的一面上，所 述的布料的行进速度为10m/s~14m/s，经涂敷后的布料在150°C~170°C下烘干即得所述 的防污布料。
【专利摘要】本发明涉及一种复合高分子表面活性剂、其制备方法及在泡沫涂层工艺中的应用，将壳聚糖、马来酸和二甲基二三氟丙烯基氯化铵在催化剂的作用下，在90℃~110℃下反应生成复合高分子表面活性剂。通过将复合高分子表面活性剂与小分子表面活性剂复配，再加入增稠剂和三防剂后形成一种起泡性能好，溶液粘度高，泡沫液膜强度大，致密性好的泡沫涂层剂，应用于纺织染整行业的泡沫涂层工艺，可以实现对泡沫液膜厚度的控制，在一定范围内增加泡沫的带液量，也就增加了单面涂层的厚度，增强了涂层的牢固性，解决了单面涂层不耐水洗的问题。
【IPC分类】D06M101-06, D06M15-13, C08B37-08, D06M13-262, D06M15-03
【公开号】CN104844729
【申请号】CN201510237126
【发明人】陈艳珍, 刘宇清, 关晋平, 黄海彬, 张仁海
【申请人】苏州棠华纳米科技有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月12日