專利名稱：一種多功能處理劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及精細(xì)化工領(lǐng)域和紡織加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)產(chǎn)品的易于料理性、功能性提出了越來越高的要求，多功能化織物、服裝則適應(yīng)了人們生活需求的發(fā)展方向，多功能整理劑恰能滿足產(chǎn)品加工的這一基本要求。
雖然在產(chǎn)業(yè)用紡織品尤其是國(guó)防用紡織產(chǎn)品中，有個(gè)別整理劑可以實(shí)現(xiàn)三種以上的功能，但是繁瑣的加工流程、過高的助劑添加量，都很難用于服用紡織品加工。所以，目前的服裝類紡織品多功能化整理中只能同時(shí)為織物提供1～3種功能。在前述的多項(xiàng)功能中，一般需要分別采用以下技術(shù)手段●采用氟樹脂類整理劑，使織物獲得防水透濕、防油、防沾污功能。單一的氟樹脂會(huì)為織物帶來良好的整理效果，但是為達(dá)到這一預(yù)期的效果，常需要有足夠高的氟樹脂添加量和較高的烘焙加工條件。專利US5688309、US4946992、CN1189524A、CN95193350等系列防水透濕整理劑雖然能夠提供較好的防水透濕、防油、防沾污功能，但其接觸角仍低于150°，還不能滿足更高的防油、防水透濕、防沾污功能要求。為進(jìn)一步提高上述功能，通常需要使用高密度紡織品作為基礎(chǔ)材料，并由此構(gòu)造仿荷葉表面形態(tài)的效應(yīng)。顯然，這種途徑針對(duì)低密度的紡織品，尤其是針織品的功能整理加工，單一的氟樹脂整理劑存在缺陷。雖然CN1315483A發(fā)明的整理劑能夠?yàn)榭椢锾峁?50°以上的接觸角，但是其所賦予織物的功能仍較單一。
●采用氧化物進(jìn)行陶瓷整理可以獲得遠(yuǎn)紅外功能，專利CN92109783.2提供的整理方法所得到的織物手感粗糙。也有專利CN99120783.1、CNO1108354.9、CNO1136675.3將超細(xì)粉氧化物添加到高聚物中，再進(jìn)行紡絲得到遠(yuǎn)紅外纖維，如遠(yuǎn)紅外滌綸、遠(yuǎn)紅外丙綸、遠(yuǎn)紅外粘膠纖維等。在這些加工中所用的整理劑主要為微米級(jí)或亞納米級(jí)氧化物固體粉末，而且整理中無需過多考慮與其他功能整理劑間的相容性。
●采用金屬氧化物如TiO2作為光敏化劑以實(shí)現(xiàn)材料的自清潔功能、抗菌功能。日本專利特開平9-71437、特開平9-72761都成功地將其用于玻璃等表面實(shí)現(xiàn)自清潔功能；中國(guó)專利CN1370806將納米級(jí)氧化物添加在塑料表面實(shí)現(xiàn)抗菌功能。但是，在紡織品功能整理中尚未見直接使用納米級(jí)金屬氧化物實(shí)現(xiàn)抗菌加工的專利報(bào)道。
●采用甲殼素及其衍生物實(shí)現(xiàn)抗菌功能。甲殼素作為少數(shù)幾個(gè)天然陽離子高聚物對(duì)細(xì)菌的滋生有強(qiáng)烈的抑制作用，已成功用于紡織品的整理加工。但仍然存在有添加用量過多、抗菌持久性不良等問題，而且只能為紡織品提供單一的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是克服上述已有技術(shù)功能單一、不能集合更多(三種功能)功能的缺陷，通過表面改性納米級(jí)氧化物與氟樹脂的協(xié)同作用，發(fā)明一種集防水透濕功能、防油功能、防沾污功能、發(fā)射遠(yuǎn)紅外的保健功能、抗菌功能、光催化自清潔功能等為一體的多功能化整理劑。其中，納米級(jí)表面改性氧化物不僅能夠提供發(fā)射遠(yuǎn)紅外功能、抗菌功能、光催化自清潔功能，而且也能為織物表面尤其是纖維表面提供高粗糙度的形態(tài)，為體現(xiàn)荷葉效應(yīng)提供幾何學(xué)基礎(chǔ)，當(dāng)使用具有疏水性表面改性氧化物時(shí)，會(huì)同時(shí)表現(xiàn)出良好的防水透濕功能和一定的防油功能、防沾污功能。納米級(jí)尺度的顆粒形態(tài)，不會(huì)對(duì)織物的手感產(chǎn)生不良影響。但是，由于納米級(jí)氧化物與紡織纖維間的親和力很差，加工中不能被纖維有效吸收，影響了加工效率和最終效果。本發(fā)明的目的之二是解決含納米級(jí)氧化物的整理劑與紡織纖維間的親和力較低的缺陷問題。通過調(diào)節(jié)加工方法達(dá)到提高納米級(jí)氧化物向纖維表面轉(zhuǎn)移或吸附的能力、提高加工效率、提高納米級(jí)氧化物利用率的目的。
本發(fā)明是一種多功能處理劑，其特征在于通過表面改性納米級(jí)氧化物與氟樹脂協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)多功能化效果；其多功能是集防水透濕功能、防油功能、防沾污功能、發(fā)射遠(yuǎn)紅外功能、抗菌功能、光催化自清潔功能等為一體。
本發(fā)明中添加的氟樹脂能夠?yàn)槔w維提供足夠低的表面張力，以降低纖維表面能、減少污物的沾附趨勢(shì)，從而達(dá)到防水透濕功能、防油功能、防沾污功能。當(dāng)其與納米級(jí)氧化物共混使用時(shí)，因納米級(jí)氧化物粒子的高比表面積作用，會(huì)增大氟樹脂在纖維表面的單分子層吸附量，一方面強(qiáng)化氟樹脂在纖維表面的分布密度，另一方面也進(jìn)一步強(qiáng)化了由納米級(jí)氧化物粒子構(gòu)造的荷葉效應(yīng)，其與納米級(jí)氧化物粒子構(gòu)成荷葉效應(yīng)的結(jié)構(gòu)(見說明書附1)。
本發(fā)明的典型構(gòu)成為重量體積比1～100g/L 表面改性納米級(jí)氧化物5～100g/L 氟樹脂0～10g/L 甲殼素或其衍生物0～10g/L 交聯(lián)劑0～0.5g/L 催化劑加適量水至使該處理劑總體積為1L(升)交聯(lián)劑的作用是提高含氟樹脂與納米級(jí)氧化物以及被整理物間的結(jié)合作用，以進(jìn)一步提高使用牢度。交聯(lián)劑可以選用具有雙官能度或多官能度低分子量化合物，如多縮水甘油醚、交聯(lián)劑101、交聯(lián)劑EH、DMDHEU、DMEU、醚化2D樹脂等等。
催化劑的作用是為了提高交聯(lián)劑的交聯(lián)效率，所以催化劑的使用應(yīng)據(jù)交聯(lián)劑的類型進(jìn)行選擇。對(duì)于低溫交聯(lián)的交聯(lián)劑可以不使用催化劑。在需要選用催化劑時(shí)通常選用路易斯酸類簡(jiǎn)單化合物，如MgCl2、Al2(SO)3、ZnCl2、檸檬酸等。
本發(fā)明的整理效果可以通過調(diào)節(jié)表面改性納米級(jí)氧化物與氟樹脂的重量比例實(shí)現(xiàn)多功能化中不同功能的權(quán)重分配。當(dāng)表面改性納米氧化物用量高時(shí)，發(fā)射遠(yuǎn)紅外功能、抗菌功能和光催化自清潔功能將大幅提高；反之，則突出表現(xiàn)為防水透濕功能、防油功能、防沾污功能。
本發(fā)明整理劑除用于紡織品多功能整理加工之外，同樣可以用于塑料、皮革等其他高分子物的多功能整理加工。
本發(fā)明可采用吸附法、浸軋法、低給液快速烘干法、高壓溶液處理法等四種加工工藝方法對(duì)紡織品、塑料、皮革等高分子物質(zhì)予以多功能處理。
具體實(shí)施例[實(shí)施例1]于室溫、快速攪拌下，在500毫升水中，依次添加含固量30％的表面改性納米級(jí)TiO2、SiO2(1∶1共混)分散液30克，甲殼素納米粉3克，低溫交聯(lián)劑EH 8克，分散均勻后，緩慢加入氟樹脂AG710 70克，并補(bǔ)加水至1升。添加氟樹脂AG710結(jié)束后，持續(xù)慢速攪拌40分鐘。
可以用于高光催化自清潔功能，良好的發(fā)射遠(yuǎn)紅外性能、抗菌性能、防水透濕功能、防油功能、防沾污功能的紡織品多功能整理加工。
于室溫、快速攪拌下，在500毫升水中，依次添加含固量30％的表面改性納米級(jí)SiO2分散液30克，低溫交聯(lián)劑EH 8克，分散均勻后，緩慢加入含固量30％氟樹脂AG1400 300克，并補(bǔ)加水至1升。添加氟樹脂AG1400結(jié)束后，持續(xù)慢速攪拌30分鐘。
可以用于生產(chǎn)對(duì)水、正十六烷接觸角大于150°防水透濕功能、防油功能、防沾污功能優(yōu)良的紡織品，同時(shí)也為織物提供良好的發(fā)射遠(yuǎn)紅外功能、抗菌功能。
于室溫、快速攪拌下，在500毫升水中，依次添加含固量30％的表面改性納米級(jí)，ZnO粉末9克，DMDHEU 8克，氯化鎂0.1克，檸檬酸0.04克，分散均勻后，緩慢加入含固量30％氟樹脂AG710 300克，并補(bǔ)加水至1升。添加氟樹脂AG710結(jié)束后，持續(xù)慢速攪拌50分鐘。
可使紡織品獲得高抗菌性、高發(fā)射遠(yuǎn)紅外功能、防水透濕功能、防油功能、防沾污功能。
于室溫、快速攪拌下，在500毫升水中，添加表面改性納米級(jí)ZrO2粉末10克，快速攪拌15分鐘后，依次加入三縮水甘油醚8克，檸檬酸0.06克，，分散均勻后，緩慢加入含固量30％氟樹脂AG710 300克，并補(bǔ)加水至1升。添加氟樹脂AG710結(jié)束后，持續(xù)慢速攪拌30分鐘。
可使紡織品獲得高抗菌性、高發(fā)射遠(yuǎn)紅外功能、防水透濕功能、防油功能、防沾污功能。
于室溫、快速攪拌下，在500毫升水中，依次添加含固量30％的表面改性納米級(jí)TiO2分散液30克，低溫交聯(lián)劑EH 8克，分散均勻后，緩慢加入含固量30％氟樹脂AG710 250克，并補(bǔ)加水至1升。添加氟樹脂AG710結(jié)束后，持續(xù)慢速攪拌40分鐘。
可使紡織品獲得高抗菌性能、高光催化自清潔功能、高防水透濕功能、防油功能、防沾污功能，和良好的發(fā)射遠(yuǎn)紅外功能。


圖1是整理后纖維表面形成的荷葉效應(yīng)結(jié)構(gòu)示意圖，其進(jìn)一步強(qiáng)化了由納米級(jí)氧化物粒子構(gòu)造的荷葉效應(yīng)，即氟樹脂處在納米離子表面而共同構(gòu)成的幾何形態(tài)更逼真于荷葉表面納米蠟晶的形態(tài)結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種多功能處理劑，其特征在于通過表面改性納米級(jí)氧化物與氟樹脂協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)多功能化效果；其多功能是集防水透濕功能、防油功能、防沾污功能、發(fā)射遠(yuǎn)紅外功能、抗菌功能、光催化自清潔功能等為一體。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多功能處理劑其特征在于中添加的氟樹脂能夠?yàn)槔w維提供足夠低的表面張力，以降低纖維表面能、減少污物的沾附趨勢(shì)，從而達(dá)到防水透濕功能、防油功能、防沾污功能。
3.如權(quán)利要求2所述的一種多功能處理劑其特征在于當(dāng)氟樹脂與納米級(jí)氧化物共混使用時(shí)，因納米級(jí)氧化物粒子的高比表面積作用，會(huì)增大氟樹脂在纖維表面的單分子層吸附量，一方面強(qiáng)化氟樹脂在纖維表面的分布密度，另一方面也進(jìn)一步強(qiáng)化了由納米級(jí)氧化物粒子構(gòu)造的荷葉效應(yīng)；其與納米級(jí)氧化物粒子構(gòu)成荷葉效應(yīng)的結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種多功能處理劑其特征在于本發(fā)明的典型構(gòu)成(重量體積比)為1～100g/L 表面改性納米級(jí)氧化物5～100g/L 氟樹脂0～10g/L 甲殼素或其衍生物0～10g/L 交聯(lián)劑0～0.5g/L 催化劑加適量水至使該處理劑總體積為1L(升)
5.如權(quán)利要求4所述的一種多功能處理劑其特征在于交聯(lián)劑的作用是提高含氟樹脂與納米級(jí)氧化物以及被整理物間的結(jié)合作用，以進(jìn)一步提高使用牢度。交聯(lián)劑可以選用具有雙官能度或多官能度低分子量化合物，如多縮水甘油醚、交聯(lián)劑101、交聯(lián)劑EH、DMDHEU、DMEU、醚化2D樹脂等等。
6.如權(quán)利要求4所述的一種多功能處理劑其特征在于催化劑的作用是為了提高交聯(lián)劑的交聯(lián)效率，所以催化劑的使用應(yīng)據(jù)交聯(lián)劑的類型進(jìn)行選擇。對(duì)于低溫交聯(lián)的交聯(lián)劑可以不使用催化劑。在需要選用催化劑時(shí)通常選用路易斯酸類簡(jiǎn)單化合物，如MgCl2、Al2(SO)3、ZnCl2、檸檬酸等。
全文摘要
本發(fā)明是一種多功能處理劑，其特征在于通過表面改性納米級(jí)氧化物與氟樹脂協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)多功能化效果；其多功能是集防水透濕功能、防油功能、防沾污功能、發(fā)射遠(yuǎn)紅外功能、抗菌功能、光催化自清潔功能等為一體。
文檔編號(hào)D06M15/256GK1528971SQ200310100439
公開日2004年9月15日 申請(qǐng)日期2003年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月16日
發(fā)明者姚金波, 張志 , 張梅榮, 欒尊國(guó), 張朝清, 朱虹 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古鄂爾多斯羊絨集團(tuán)有限責(zé)任公司