一种防水透湿型棉织物涂层剂的制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种防水透湿型棉织物涂层剂的制备方法与应用，其特征是先制备中空多孔纤维素微球；然后将丙烯酸、烯丙基缩水甘油醚、丙烯酸丁酯等单体进行聚合和乳化，制得聚丙烯酸酯类乳液；最后将中空多孔纤维素微球与聚丙烯酸酯类乳液复合得到中空多孔纤维素微球/聚丙烯酸酯类复合乳液，此乳液为防水透湿型棉织物涂层剂；该涂层剂对棉织物进行涂层整理，制得防水透湿型涂层棉织物。本发明专利技术制备的防水透湿型涂层棉织物的耐静水压达到6400～7250Pa，其透湿量达到250～270g/(m

Preparation and Application of a Waterproof and Moisture Permeable Coating Agent for Cotton Fabrics

The invention relates to a preparation method and application of a waterproof and moisture permeable cotton fabric coating agent, which is characterized by preparing hollow porous cellulose microspheres first, then polymerizing and emulsifying acrylic monomers, allyl glycidyl ether, butyl acrylate and other monomers, and preparing polyacrylate emulsion. Finally, hollow porous cellulose microspheres and polyacrylate emulsion are combined to obtain hollow porous materials. The emulsion is a waterproof and moisture permeable cotton fabric coating agent. The coating agent is used to finish the cotton fabric, and the waterproof and moisture permeable cotton fabric is prepared. The water-proof and moisture-permeable coated cotton fabric prepared by the invention has a hydrostatic pressure of 6400-7250 Pa and a moisture permeability of 250-270g/(m).

【技术实现步骤摘要】
一种防水透湿型棉织物涂层剂的制备方法与应用
本专利技术属于织物涂层
，具体涉及一种防水透湿型棉织物涂层剂的制备方法与应用。
技术介绍
防水透湿织物又称为“会呼吸的织物”，是指水在一定压力下不渗入织物，而人体散发的汗气能通过织物扩散传递到外界，不致在皮肤和衣服间积累或冷凝，使人感觉到发闷的功能性织物。防水性是指织物对具有一定压力的外部水透过时产生的阻抗性能；透湿性即汗液在织物中的吸收、传递、扩散的性能。目前，涂层织物具有很多优点，涂层可以赋予织物不同的功能，如：防水、阻燃、抗静电和防水透湿等，涂层织物通常采用涂层剂对织物进行涂层整理制得。涂层剂的种类繁多，其中，聚丙烯酸酯类涂层剂和聚氨酯类涂层剂是当今广泛使用的织物涂层整理剂。聚丙烯酸酯类乳液作为一类防水透湿涂层剂，具有加工成的织物柔软、胶膜透明度高、耐候性好、良好的抗水防绒等性能，但是由于防水透湿性相对较低，舒适性较差的缺点，使其应用受限。针对聚丙烯酸酯乳液缺陷进行了多种改性，如：环氧树脂或聚氨酯改性丙烯酸乳液；交联改性；无机纳米材料改性等，这些改性针对不同类型的织物均有一定的效果，然而，用于棉织物的防水透湿性的涂层剂尚未见报道。织物的防水透湿性能改性的研究较多，如：中国专利申请号200310120808.5公布了防水、防寒、透湿的聚氨酯涂层布及其生产工艺，该专利报道的涂层剂是以聚氨酯为主要原料制得。中国专利申请号200710145401.6公布了一种防水透湿涂层剂组合物及其应用，该专利在聚氨酯涂层剂中添加微孔木质素微细粉。现有的技术很多是以简单的复配制得的涂层剂，对于需要水洗的涂层织物，这些涂层剂的有效成分在水洗过程中难免流失。涂层棉织物在纺织品中应用广泛，占据较高比例，但由于其在防水透湿方面不尽完美，其防水透湿改性方面还有较大的提升空间。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服以往技术的不足，提供一种防水透湿型棉织物涂层剂的制备方法与应用。本专利技术制备了一种中空多孔纤维素微球/聚丙烯酸酯类复合乳液，该乳液用于棉织物的涂层整理后，涂层棉织物的防水透湿性能明显提高，其防水性能主要由棉织物表面的聚丙烯酸酯涂层膜产生，其透湿性能主要由纤维素微球内部的空孔径提供通道。本专利技术所述的一种防水透湿型棉织物涂层剂的制备方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：(1)水包油乳液的制备：将纤维素在冰醋酸中溶胀2～4h，然后将其溶于乙酸酐和乙酸的混合溶液中，向体系中滴加硫酸，其中，乙酸酐和乙酸的体积比为1∶1～1.5，硫酸的用量为乙酸酐和乙酸总体积的1.0～1.5％，在55℃下反应2～5h，反应结束后，用氢氧化钠中和体系中的硫酸至pH为7～8，然后将上述反应物倒入蒸馏水中沉淀出醋酸纤维素，最后将所得醋酸纤维素多次离心冲洗至中性，再真空干燥；将所得的干燥醋酸纤维素溶于二氯甲烷，得到澄清透明的溶液，向上述溶液中加入司盘80，搅拌混合均匀，其中，醋酸纤维素、司盘80的重量比为1∶0.1～0.15，将上述混合液加入到十二烷基磺酸钠的水溶液中，不断搅拌，得到水包油乳液，其中，二氯甲烷、十二烷基磺酸钠水溶液的体积比为1∶5～7；十二烷基磺酸钠水溶液的质量分数为0.75～1.0％；(2)中空多孔纤维素微球的制备：控制条件缓慢蒸发水包油乳液中的二氯甲烷，蒸发4～6h，将蒸发剩余物进行离心分离得到纤维素微球，用蒸馏水冲洗所得纤维素微球以除去其中的十二烷基磺酸钠，然后再用乙醇多次清洗以除去司盘80，最后真空干燥，得到纯净的中空多孔纤维素微球，中空多孔纤维素微球如图1所示；(3)聚丙烯酸酯类乳液的制备：称取适量的十二烷基苯磺酸钠、辛烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂、丙烯酸、烯丙基缩水甘油醚、丙烯酸丁酯和过硫酸铵等，其中，十二烷基苯磺酸钠(g)、辛烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂(g)、丙烯酸(mol)、烯丙基缩水甘油醚(mol)、丙烯酸丁酯(mol)和过硫酸铵(g)的质量体积比为：0.5～1∶1～2∶0.1～0.2∶0.1～0.2∶0.1～0.2∶0.5～1；将全部的十二烷基苯磺酸钠、辛烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂和占总量1/3的丙烯酸、烯丙基缩水甘油醚、丙烯酸丁酯和过硫酸铵引发剂溶解于适量的去离子水中，均匀搅拌，控制温度为75～85℃，搅拌1～2h；然后将剩余2/3的丙烯酸、烯丙基缩水甘油醚、丙烯酸丁酯和过硫酸铵引发剂溶于适量去离子水后滴加到刚刚搅拌的混合溶液中，滴加时间控制在2～3h，滴加完毕后，保温2～3h，即制得聚丙烯酸酯类乳液涂层剂，此乳液放置一月，不发生分层现象即可；(4)乳液的混合：将步骤(2)制备的中空多孔纤维素微球与步骤(3)制备的乳液混合，其中，步骤(2)制备的中空多孔纤维素微球(g)与步骤(3)制备的乳液(mL)的质量体积比为1︰10～20，将混合后的溶液在高速分散匀质机上搅拌1～2h，搅拌温度为50～60℃，即可得到中空多孔纤维素微球/聚丙烯酸酯类复合乳液，此乳液为防水透湿型棉织物涂层剂；本专利技术的另一目的在于提供一种上述制得的防水透湿型棉织物涂层剂的应用，具体方案为：在绷架上将棉织物紧绷，将涂层剂用刮刀均匀涂刮于棉织物上，涂布量干重为20～25g/m2，于90℃烘干2分钟，于140～170℃焙烘3分钟。本专利技术具有如下显著特点：(1)本专利技术制备了一种中空多孔纤维素微球，其内部的中空孔径可为汗水向外排除提供通道；本专利技术成功地制备了稳定的中空多孔纤维素微球/聚丙烯酸酯类复合乳液，此乳液放置一月，不发生分层现象。本专利技术的制备方法简单，对环境无污染，具有很强的市场推广前景。(2)本专利技术制备的涂层剂的成膜光泽呈较少的鱼鳞纹或无鱼鳞纹，与采购的涂层剂相近；其拉伸强度略低于采购的涂层剂；其断裂伸长率高于采购的涂层剂；胶膜吸水率比采购的涂层剂略低，由此认为，本专利技术制备的涂层剂与采购的涂层剂的性能指标接近。(3)棉织物经过本专利技术制备的涂层剂涂层整理后，涂层棉织物的耐静水压达到6400～7250Pa，明显高于采购的涂层织物；其表面抗湿性也优于采购的涂层织物，说明其具有很强的防水功能；其透湿量达到250～270g/(m2·24h)，明显高于采购的涂层织物，说明其具有很强的透湿功能。涂层棉织物经过10次水洗后，其各项指标没有明显下降，特别是手感也没有变硬，说明涂层织物的稳定性和耐久性均很好。附图说明图1中空多孔纤维素微球示意图具体实施方式以下所述实施例详细说明了本专利技术。实施例1在本实施例中，一种防水透湿型棉织物涂层剂采用如下方法制备而成，包括如下步骤：(1)水包油乳液的制备：将5g纤维素在冰醋酸中溶胀2h，然后将其溶于30mL乙酸酐和30mL乙酸的混合溶液中，向体系中滴加硫酸，其中，硫酸的用量为乙酸酐和乙酸总体积的1.0％，在55℃下反应2h，反应结束后，用氢氧化钠中和体系中的硫酸至pH为7.6，然后将上述反应物倒入蒸馏水中沉淀出醋酸纤维素，最后将所得醋酸纤维素多次离心冲洗至中性，再真空干燥；将所得的5g干燥醋酸纤维素溶于50mL二氯甲烷，得到澄清透明的溶液，向上述溶液中加入0.5g司盘80，搅拌混合均匀，将上述混合液加入到质量分数为0.75％的250mL十二烷基磺酸钠水溶液中，不断搅拌，得到水包油乳液；(2)中空多孔纤维素微球的制备：控制条件缓慢蒸发水包油乳液中的二氯甲烷，蒸发4～6h，将蒸发剩余物进行离心分离得到纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防水透湿型棉织物涂层剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)水包油乳液的制备：将纤维素在冰醋酸中溶胀2～4h，然后将其溶于乙酸酐和乙酸的混合溶液中，向体系中滴加硫酸，在55℃下反应2～5h，反应结束后，用氢氧化钠中和体系中的硫酸至pH为7～8，然后将上述反应物倒入蒸馏水中沉淀出醋酸纤维素，最后将所得醋酸纤维素多次离心冲洗至中性，再真空干燥；将所得的干燥醋酸纤维素溶于二氯甲烷，得到澄清透明的溶液，向上述溶液中加入司盘80，搅拌混合均匀，将上述混合液加入到十二烷基磺酸钠的水溶液中，不断搅拌，得到水包油乳液，其中，二氯甲烷、十二烷基磺酸钠水溶液的体积比为1∶5～7；(2)中空多孔纤维素微球的制备：控制条件缓慢蒸发水包油乳液中的二氯甲烷，蒸发时间为4～6h；将蒸发剩余物进行离心分离得到纤维素微球，用蒸馏水冲洗所得纤维素微球以除去其中的十二烷基磺酸钠，然后再用乙醇多次清洗以除去司盘80，最后真空干燥，得到纯净的中空多孔纤维素微球；(3)聚丙烯酸酯类乳液的制备：称取适量的十二烷基苯磺酸钠、辛烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂、丙烯酸、烯丙基缩水甘油醚、丙烯酸丁酯和过硫酸铵；将全部的十二烷基苯磺酸钠、辛烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂和占总量1/3的丙烯酸、烯丙基缩水甘油醚、丙烯酸丁酯和过硫酸铵引发剂溶解于适量的去离子水中，均匀搅拌，控制温度为75～85℃，搅拌1～2h；然后将剩余2/3的丙烯酸、烯丙基缩水甘油醚、丙烯酸丁酯和过硫酸铵引发剂溶于适量去离子水后滴加到刚刚搅拌的混合溶液中，滴加时间控制在2～3h，滴加完毕后，保温2～3h，即制得聚丙烯酸酯类乳液涂层剂，此乳液放置一月，不发生分层现象即可；(4)乳液的混合：将步骤(2)制备的中空多孔纤维素微球与步骤(3)制备的乳液混合，将混合后的溶液在高速分散匀质机上搅拌1～2h，搅拌温度为50～60℃，即可得到中空多孔纤维素微球/聚丙烯酸酯类复合乳液，此乳液为防水透湿型棉织物涂层剂。...

【技术特征摘要】
1.一种防水透湿型棉织物涂层剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)水包油乳液的制备：将纤维素在冰醋酸中溶胀2～4h，然后将其溶于乙酸酐和乙酸的混合溶液中，向体系中滴加硫酸，在55℃下反应2～5h，反应结束后，用氢氧化钠中和体系中的硫酸至pH为7～8，然后将上述反应物倒入蒸馏水中沉淀出醋酸纤维素，最后将所得醋酸纤维素多次离心冲洗至中性，再真空干燥；将所得的干燥醋酸纤维素溶于二氯甲烷，得到澄清透明的溶液，向上述溶液中加入司盘80，搅拌混合均匀，将上述混合液加入到十二烷基磺酸钠的水溶液中，不断搅拌，得到水包油乳液，其中，二氯甲烷、十二烷基磺酸钠水溶液的体积比为1∶5～7；(2)中空多孔纤维素微球的制备：控制条件缓慢蒸发水包油乳液中的二氯甲烷，蒸发时间为4～6h；将蒸发剩余物进行离心分离得到纤维素微球，用蒸馏水冲洗所得纤维素微球以除去其中的十二烷基磺酸钠，然后再用乙醇多次清洗以除去司盘80，最后真空干燥，得到纯净的中空多孔纤维素微球；(3)聚丙烯酸酯类乳液的制备：称取适量的十二烷基苯磺酸钠、辛烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂、丙烯酸、烯丙基缩水甘油醚、丙烯酸丁酯和过硫酸铵；将全部的十二烷基苯磺酸钠、辛烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂和占总量1/3的丙烯酸、烯丙基缩水甘油醚、丙烯酸丁酯和过硫酸铵引发剂溶解于适量的去离子水中，均匀搅拌，控制温度为75～85℃，搅拌1～2h；然后将剩余2/3的丙烯酸、烯丙基缩水甘油醚、丙烯酸丁酯和过硫酸铵引发剂溶于适量去离子水后滴加到刚刚搅拌的混合溶液中，滴加时间控制在2～3h，滴加完毕后，保温2～3h，即制得聚丙烯酸酯类乳液涂层剂，此乳液放置一月，不发生分层现象即可；(4)乳液的混合：将步骤(2)制备的中空多孔纤维素微球与步骤(3)制备的乳液混合，将混合后的溶液在高速分散匀质机上搅拌1～2h，搅拌温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张平，邓健，彭雄义，彭帅，梁永红，殷国益，粟斯伟，蔡映杰，王强，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42