一种基于丙烯酸酯类-改性硅球-电子束技术的棉织物疏水整理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于丙烯酸酯类‑改性硅球‑电子束技术的棉织物疏水整理方法，属于功能纺织品领域。本发明专利技术方法采用电子束辐射技术，这种方法可以在室温反应，能耗低，无需添加引发剂，反应时间短，可显著节约生产成本；单体选用长链丙烯酸酯，可显著降低织物表面的自由能，同时避免含氟类试剂易产生的环保问题；加入改性二氧化硅可提高织物表面的粗糙度，同时避免二氧化硅硅球因单纯物理吸附导致的附着牢度低的问题。结合低表面能与提高织物表面粗糙度的方法，通过电子束一步辐照接枝聚合技术，得到具有优异疏水性能的纺织品。

A kind of acrylic based on modified silicon ball electron beam technology for cotton fabric hydrophobic finishing method

The invention discloses a acrylate based on modified silica ball electron beam technology for cotton fabric hydrophobic finishing method, belonging to the field of functional textiles. The method of the invention adopts electron beam irradiation technology, this method can be in at room temperature, low energy consumption, without the addition of the initiator, the reaction time is short, can significantly save the cost of production; monomer with long chain acrylic fabric, can significantly reduce the surface free energy, and avoid environmental problems easy to produce fluorine reagent; adding modified silica can improve the fabric surface roughness, while avoiding silica ball for a simple physical adsorption leads to the problem of low adhesion fastness. In combination with the low surface energy and the method of improving the surface roughness of the fabric, the textiles with excellent hydrophobic properties were obtained by the one-step irradiation grafting polymerization of the electron beam.

【技术实现步骤摘要】
一种基于丙烯酸酯类-改性硅球-电子束技术的棉织物疏水整理方法
本专利技术涉及一种基于丙烯酸酯类-改性硅球-电子束技术的棉织物疏水整理方法，属于功能纺织品领域。
技术介绍
近年来，随着人们水平的提高，纺织品已由单纯的保暖性逐渐向舒适性、功能性方向转化，扩大了纺织品的应用价值。疏水面料具有广阔的应用市场，如户外运动服、防护服等，开发一种简易的织物疏水制备方法具有不可估量的经济意义。棉织物具有穿着舒适、透气等功能受到人们的青睐。但是由于棉纤维分子结构中具有众多羟基，亲水性很强，很容易被水渍污染。棉织物的疏水整理可有效避免以上问题的产生。降低织物表面能能可赋予织物一定的疏水性能，而在此基础上增大织物表面粗糙度可以进一步提升织物的疏水性能。疏水整理的常规化学试剂一般为长链烷烃类、全氟类。全氟类化学试剂由于能引起环境问题，应用受到了限制。传统的二氧化硅微球施加到织物上能增加织物表观粗糙度，但是其无法与棉纤维发生反应，仅仅是附着于纤维表面，牢度极低。纺织功能整理的传统工艺为热加工方法，该工艺存在反应条件苛刻、设备操作复杂等问题，属于耗时、耗力、耗料、耗能工艺。电子辐射技术在聚合物改性方面得到了越来越多的应用，该技术节约能源、能减少废水废气的污染，弥补了传统改性方法的不足。WangLi等人利用乙烯基三甲氧基硅烷改性二氧化硅微球，再将含氟化合物的低表面能试剂接枝到改性硅球上，制备物成膜后具有很好的疏水性能(JournalofColloidandInterfaceScience435(2014)75–82)。但是因为不含能与棉织物反应的化学基团，整理到织物后，牢度会较差；同时含氟试剂能引起环境污染，应用也收到了限制。也有报道将丙烯酸酯类化合物化学接枝到棉织物上，以制备疏水棉织物。利用此法得到的织物虽然具有一定疏水性能，但织物的静态接触角还有待提高。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于丙烯酸酯类-改性硅球-电子束技术的棉织物疏水整理方法。长链丙烯酸酯单体由于含有较长的碳链，可显著降织物低表面自由能。含双建改性硅球是在二氧化硅微球上通过硅氧烷的水解缩聚赋予硅球碳碳双键。丙烯酸酯和改性硅球都含有不饱和双键，在一定条件下，可以与棉纤维发生共价键结合，整理牢度好。本专利技术利用电子辐射技术将含有不饱和双键的丙烯酸酯类化合物和改性硅球接枝到棉织物上。低织物表面能和高粗糙度的共同作用下，获得了具有优异疏水性能的纺织品。所述整理方法是将棉织物浸渍于含有丙烯酸酯类化合物和含双建改性二氧化硅硅球的有机溶剂中，然后轧车轧压多余溶液，再利用电子束辐射接枝，烘干后得到具有疏水性能的棉织物。在本专利技术的一种实施方式中，所述有机溶剂中丙烯酸酯类化合物的质量分数为5％-50％。在本专利技术的一种实施方式中，所述丙烯酸酯类化合物是丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯或其混合。在本专利技术的一种实施方式中，所述丙烯酸酯类化合物包括以下任意一种或者两种以上的混合：丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸十四烷基酯、丙烯酸十五烷基酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酸十七烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十四烷基酯、甲基丙烯酸十五烷基酯、甲基丙烯酸十六烷基酯、甲基丙烯酸十七烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯。在本专利技术的一种实施方式中，所述有机溶剂为烷烃与醇类溶剂的混合液或烯烃类与醇类溶剂的混合液。混合液中烷烃和醇类的质量比为1：1-6：1；烯烃类与醇类的质量比为1：1-6：1。其中烷烃类溶剂包括：己烷、庚烷、辛烷。烯烃类溶剂包括：己烯、庚烯、辛烯。醇类溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇。烷烃或烯烃类有机溶剂可以溶解丙烯酸酯类化合物，醇类溶剂可以提高改性二氧化硅的分散性能。在本专利技术的一种实施方式中，所述含双键改性二氧化硅硅球为通过乙烯基硅氧烷改性剂改性的硅球，改性剂与二氧化硅硅球的质量比为2：1-10：1。在本专利技术的一种实施方式中，所述含双键改性二氧化硅硅球的制备方法具体是：将正硅酸四乙酯的无水乙醇溶液滴入氨水和无水乙醇的混合液，持续搅拌，在温度为25℃条件下反应3h，然后加入乙烯基三甲氧基硅烷，继续反应12小时。在本专利技术的一种实施方式中，所述乙烯基硅氧烷改性剂包括乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷。在本专利技术的一种实施方式中，所述改性二氧化硅硅球的质量分数为1-10％，粒径为100nm-700nm。在本专利技术的一种实施方式中，所述浸渍的时间为5-30分钟。在本专利技术的一种实施方式中，所述轧车轧压的轧压率为60-200％。在本专利技术的一种实施方式中，所述电子束辐照的剂量为16-65KGy。在本专利技术的一种实施方式中，所述方法具体是：(1)将棉织物浸渍于含有质量分数为5％-50％丙烯酸酯类化合物及质量分数为1％-10％改性二氧化硅的有机溶剂中，浸渍时间为5-30分钟，控制带液率为60％-200％；(2)采用剂量为16-65KGy的电子束辐照，烘干后得到具有疏水性能的棉织物。本专利技术的有益效果：(1)按本专利技术方法是采用电子束辐射接枝的方式进行疏水整理，相对于其它疏水整理方法，该方法具有耗时较短，能量利用率高，无需添加引发剂，可以室温进行反应的优点，减少了普通化学方法耗能大及污染严重的缺陷。(2)本专利技术方法选用的单体为丙烯酸酯类单体，避免了全氟类化学试剂能引起的环境问题。改性二氧化硅颗粒表面含有双键可通过电子辐射与丙烯酸酯类及棉纤维发生共价键结合，整理织物牢度高。(3)按本专利技术方法得到的产品疏水效果稳定、重复性好、成本低，具有重大社会和经济意义。附图说明图1为改性前后棉织物扫描电镜图片；其中(a)改性前，(b)改性后；图2为水滴在相当于经30次家庭洗涤前后的改性棉织物上的存在状态；其中(a)水洗前，(b)水洗后。具体实施方式静态接触角测试：将布样置于载玻片上，滴加10μL蒸馏水，利用接触角测量仪(德国Kruss公司，DSA25)测量水滴静态接触角。每块布样测试5个不同位点，并取其平均值。淋水实验：参照GBT4745-2012《纺织品防水性能的检测和评价沾水法》测试标准，利用沾水仪YB813(温州市大荣纺织仪器有限公司)检测织物耐淋水性能。静水压实验：参照GBT4744-2013《纺织品防水性能的检测和评价静水压法》测试标准，利用织物渗水性测定仪YG(B)812(温州市大荣纺织仪器有限公司)测定织物耐静水压性能。实施例1织物：纯棉机织布(40S×40S/133*72)处方：甲基丙烯酸十八酯(质量分数)：5％改性硅球：乙烯基三甲氧基硅烷改性二氧化硅硅球改性剂用量：改性剂与二氧化硅硅球的质量比为6：1改性硅球粒径：100nm改性二氧化硅(质量分数)：1％，溶剂：己烷与乙醇的质量比为6：1浸渍时间：5min轧余率：60％辐射：16kGy处理后织物性能见表1。实施例2织物：纯棉机织布(40S×40S/133*72)处方：丙烯酸十二酯(质量分数)：50％改性硅球：乙烯基三乙氧基硅烷改性二氧化硅硅球改性剂用量：改性剂与二氧化硅硅球的质量比为2：1改性硅球粒径：700nm改性二氧化硅(质量分数)：5％，溶剂：己烯与乙醇的质量比为1：1浸渍时间：30min轧余率：200％辐射：65kGy处理后织物性能见表1。实施例3织物：纯棉机织布(40S×40S/133*72)处方：丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于丙烯酸酯类‑改性硅球‑电子束技术的棉织物疏水整理方法，其特征在于，所述方法是将棉织物浸渍于含有丙烯酸酯类化合物和含双建改性二氧化硅硅球的有机溶剂中，然后轧车轧压多余溶液，再利用电子束辐射接枝，烘干后得到具有疏水性能的棉织物。

【技术特征摘要】
1.一种基于丙烯酸酯类-改性硅球-电子束技术的棉织物疏水整理方法，其特征在于，所述方法是将棉织物浸渍于含有丙烯酸酯类化合物和含双建改性二氧化硅硅球的有机溶剂中，然后轧车轧压多余溶液，再利用电子束辐射接枝，烘干后得到具有疏水性能的棉织物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂中丙烯酸酯类化合物的质量分数为5％-50％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改性二氧化硅硅球的质量分数为1-10％，粒径为100nm-700nm。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述丙烯酸酯类化合物为以下任意一种或者两种以上的混合：丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸十四烷基酯、丙烯酸十五烷基酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酸十七烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十四烷基酯、甲基丙烯酸十五烷基酯、甲基丙烯酸十六烷基酯、甲基丙烯酸十七烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜金梅，董晶，王鸿博，高卫东，张璐璐，许长海，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32