一种织物用二氧化硅溶胶改性丙烯酸防水剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种织物用二氧化硅溶胶改性丙烯酸防水剂及其制备方法。所述二氧化硅溶胶改性丙烯酸防水剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将硅酸四乙酯、乙醇、盐酸依次加入反应瓶中，室温搅拌20～24小时，加入疏水添加剂，搅拌均匀，得到二氧化硅溶胶；步骤2：将丙烯酸酯单体、功能性单体、其它单体、乳化剂、表面活性剂、稀释剂依次加入反应瓶中，升温搅拌；高压均质，均质液泛蓝光；加入引发剂、链终止剂，升温反应；反应毕，加入二氧化硅溶胶，搅拌均匀，得到二氧化硅溶胶改性丙烯酸防水剂。方案中，使用疏水处理剂改性二氧化硅溶胶，将其与丙烯酸共聚物混合形成双成分体系的防水剂，使其具有超疏水、抗菌、长效疏水的性能。长效疏水的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种织物用二氧化硅溶胶改性丙烯酸防水剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纺织整理
，具体为一种织物用二氧化硅溶胶改性丙烯酸防水剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]科学技术发展推动了纺织行业的进程，舒适化、功能化面料发展需求增多；而具有防水功能的织物就是其中之一。防水性功能面料是指能够在水中不浸透的织物，不同的工艺和技术可以赋予织物以防水功能；其中利用防水剂进行功能性整理是较为简单、迅速的重要方法之一。
[0003]防水剂功能整理织物，是以具有低表面张力的物质改变织物表面纤维的特性，从而达到憎水的目的。传统的织物防水剂通常使用含氟的丙烯酸酯作为处理剂，但是其对环境有伤害，因此为了促进绿色发展，无氟防水剂得到了广泛发展。现有无氟防水剂中，由于使用长链烷基丙烯酸酯，使得手感偏硬、耐洗涤性差；部分无氟防水剂中使用有机硅氧烷与丙烯酸酯共聚，用以增加柔软手感和耐洗涤性；但是，该种方式由于表面未呈现微纳米结构，并不具有超疏水性质，长效疏水性仍然有待提高。部分无氟防水剂中加入了二氧化硅纳米粒子用以增加超疏水性，但是其还存在分散性差、附着性低、耐洗涤性差的问题。
[0004]因此，解决上述问题，制备一种织物用二氧化硅溶胶改性丙烯酸防水剂具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种织物用二氧化硅溶胶改性丙烯酸防水剂及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种织物用二氧化硅溶胶改性丙烯酸防水剂的制备方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1：将硅酸四乙酯、乙醇、盐酸依次加入反应瓶中，室温搅拌20～24小时，加入疏水添加剂，搅拌均匀，得到二氧化硅溶胶；
[0009]步骤2：将丙烯酸酯单体、功能性单体、其它单体、乳化剂、表面活性剂、稀释剂依次加入反应瓶中，升温搅拌；高压均质，均质液泛蓝光；加入引发剂、链终止剂，升温反应；反应毕，加入二氧化硅溶胶，搅拌均匀，得到二氧化硅溶胶改性丙烯酸防水剂。
[0010]较为优化地，硅酸四乙酯、乙醇、盐酸、疏水添加剂的比例为20mL:80mL:4mL:0.1～0.4g。
[0011]较为优化地，步骤2中，升温搅拌过程中，温度为60～65℃，搅拌时间为1～1.5小时；高压均质过程中，压力为15～20MPa，均质次数为3～5次；升温反应过程中，温度为70～75℃，反应时间为3～5小时。
[0012]较为优化地，所述疏水添加剂为十六烷基三乙氧基硅烷、羟基封端硅油中一种或两种；
[0013]所述丙烯酸酯单体为烷基丙烯酸酯和苄基丙烯酸酯的混合物；所述乳化剂为司盘80、十八烷基三甲基氯化铵、冰乙酸的混合物；
[0014]所述烷基丙烯酸酯为丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯中一种或两种；所述苄基丙烯酸酯为丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苄基酯中一种或两种；所述功能性单体为烯丙基甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯中一种或两种；所述其它单体为苯乙烯；所述表面活性剂为三丙二醇；所述稀释剂为水；所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、2,2
‑
偶氮二(2
‑
甲基丙基咪)二盐酸盐中一种或多种；所述链终止剂为十二硫醇。
[0015]较为优化地，所述二氧化硅溶胶改性丙烯酸防水剂的原料包括以下组分，按重量计，40～60份烷基丙烯酸酯、3～5份苄基丙烯酸酯、1～3份功能单体、3～5份其他单体、0.5～1.5份司盘80、0.5～1.5份十八烷基三甲基氯化铵、2～4份冰乙酸、10～15份表面活性剂、80～120份稀释剂、0.2～0.5引发剂、0.1～0.2链终止剂、1.5～6份二氧化硅溶胶。
[0016]较为优化地，步骤1中，将羧甲基纤维素、乙醇依次加入反应瓶中搅拌均匀；加入硅酸四乙酯，搅拌均匀，加入盐酸，室温搅拌10～12小时；加入植酸混合液，搅拌2～3小时；加入疏水添加剂，搅拌均匀，得到二氧化硅溶胶。
[0017]较为优化地，所述羧甲基纤维素、硅酸四乙酯、乙醇、盐酸、疏水添加剂的加入比例为0.02～0.03g:20mL:80mL:4mL:0.3～0.4g。
[0018]较为优化地，所述植酸混合液是以植酸为溶剂，以0.01～0.02g/mL的硝酸铈铵为溶质，混合得到的。
[0019]较为优化地，所述盐酸与植酸混合液中植酸的体积比为4:(2～3)。
[0020]较为优化地，一种织物用二氧化硅溶胶改性丙烯酸防水剂的制备方法制备得到的二氧化硅溶胶改性丙烯酸防水剂。
[0021]本技术方案中，使用疏水处理剂改性二氧化硅溶胶，将其与丙烯酸共聚物混合形成双成分体系的防水剂，由于体系中含有疏水剂改性的二氧化硅纳米粒子，使得其用于织物后表面呈现微纳结构，具有超疏水、抗菌、长效疏水的性能。
[0022](1)方案中，是在酸性条件下制备的酸性二氧化硅溶胶，相较于碱性二氧化硅凝胶，粒径分散均匀性更好，且酸性硅溶胶在织物上的附着力更加，使得防水剂的耐洗涤性更好。由于硅溶胶中二氧化硅是亲水性的，因此使用十六烷基三乙氧基硅烷、羟基封端硅油作为疏水剂将其改性，使得其呈现疏水性，同时抑制了纳米粒子的团聚，增加了其在聚丙烯共聚物的分散性、和一定相容性(聚丙烯共聚物链段中含有烷基链等疏水性链段)。同时疏水剂和二氧化硅纳米粒子在织物表面形成纳米结构粗高度，使得织物表面呈现疏水性、增加了耐磨性、耐洗涤性。
[0023]方案中，并未与常见方案中，使用有机硅氧烷改性聚丙烯共聚物增加疏水性，因为其方式，疏水性和耐洗涤性、长效疏水性不佳。也并未将硅酸四乙酯直接加入在聚丙烯共聚物共聚过程中原位产生纳米粒子；因为有机硅氧烷或硅酸四乙酯在聚合或原位生成中会水解，影响聚丙烯酸乳液的稳定性，使得防水剂造成缺陷，影响长效疏水性能。
[0024](2)聚丙烯共聚物质，使用了具有极性环氧键的单体作为单体，因为极性基团可以增强防水剂在织物表面的附着力，从而增加其耐洗涤性。同时方案中使用作为其他单体加入，使得聚丙烯共聚物嵌段中存在韧性链段，增加防水剂在织物表面的柔性、降低硬度。使得二氧化硅溶胶改性丙烯酸防水剂用于织物后具有良好的柔软性和弹性。
[0025](3)方案中，为进一步增加长效疏水性，进一步对二氧化硅溶胶进行二次修饰，增强其在聚丙烯共聚物乳液中的分散性、相容性，增加其在织物上的附着力。
[0026]其一，制备二氧化硅溶胶中，在水解之前加入了羧甲基纤维素，其是一种纤维素胶类，具有增稠、成膜的作用。其加入可以增加其在防水剂中的分散性，增加防水剂在织物上的附着力，增强耐洗涤性。需要说明的是，其应在硅酸四乙酯水解之前加入，增加纳米粒子成型的均匀性和稳定性，水解之后加入，性能会下降。
[0027]其二，制备二氧化硅溶胶中，在最后阶段加入了植酸混合液，首先植酸的加入进一步增加了二氧化硅溶胶在防水剂中的稳定性、分散性。同时植酸在后续二氧化硅溶胶中掺杂增加后续纳米粒子的生长速率，同时协同增强了阻燃性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种织物用二氧化硅溶胶改性丙烯酸防水剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将硅酸四乙酯、乙醇、盐酸依次加入反应瓶中，室温搅拌20～24小时，加入疏水添加剂，搅拌均匀，得到二氧化硅溶胶；步骤2：将丙烯酸酯单体、功能性单体、其它单体、乳化剂、表面活性剂、稀释剂依次加入反应瓶中，升温搅拌；高压均质，均质液泛蓝光；加入引发剂、链终止剂，升温反应；反应毕，加入二氧化硅溶胶，搅拌均匀，得到二氧化硅溶胶改性丙烯酸防水剂。2.根据权利要求1所述的一种织物用二氧化硅溶胶改性丙烯酸防水剂的制备方法，其特征在于：硅酸四乙酯、乙醇、盐酸、疏水添加剂的比例为20mL:80mL:4mL:0.1～0.4g。3.根据权利要求2所述的一种织物用二氧化硅溶胶改性丙烯酸防水剂的制备方法，其特征在于：步骤2中，升温搅拌过程中，温度为60～65℃，搅拌时间为1～1.5小时；高压均质过程中，压力为15～20MPa，均质次数为3～5次；升温反应过程中，温度为70～75℃，反应时间为3～5小时。4.根据权利要求1所述的一种织物用二氧化硅溶胶改性丙烯酸防水剂的制备方法，其特征在于：所述疏水添加剂为十六烷基三乙氧基硅烷、羟基封端硅油中一种或两种；所述丙烯酸酯单体为烷基丙烯酸酯和苄基丙烯酸酯的混合物；所述乳化剂为司盘80、十八烷基三甲基氯化铵、冰乙酸的混合物；所述烷基丙烯酸酯为丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯中一种或两种；所述苄基丙烯酸酯为丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苄基酯中一种或两种；所述功能性单体为烯丙基甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯中一种或两种；所述其它单体为苯乙烯；所述表面活性剂为三丙二醇；所述稀释剂为水；所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、2,2
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【专利技术属性】
技术研发人员：张旭建，黄兵，孙瑞凌，张引弟，宗雅君，
申请(专利权)人：江苏瑞洋安泰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：