[发明专利]一种织物拒水拒油整理剂、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种纺织品的后整理技术，特别涉及一种织物整理剂、制备方法及其应用。

背景技术

在织物后整理过程中发现，用含氟烷基化合物对织物进行整理可以赋予织物优异的双疏性能—疏水疏油性，由此开发了一系列拒水拒油整理剂，这些研究极大地丰富了有机氟材料研究领域, 并成为其中一个重要分支, 得到了国内外科研工作者的极大关注。经60多年的研究发展, 含氟织物整理剂已商品化并占有很大的市场。

含氟丙烯酸酯聚合物整理剂是一种应用最广泛的含氟织物整理剂，其有效成分主要为含C₈～C₁₀的全氟烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯聚合物。其中，碳链长度为八碳的全氟辛基衍生物具有非常优异的低表面能和拒水拒油效果。因此，在最近几十年中全氟辛基聚合物型织物整理剂得以广泛应用。但是，由于长碳链全氟化合物很难降解，存在迁移性和累积毒性，欧盟已经全面禁止生产和使用全氟辛基磺酰胺衍生物（PFOS），禁用范围不仅仅包括全氟辛基磺酰胺，还包括含全氟辛基的一系列化合物、助剂和材料。美国和日本也即将停止生产含有全氟辛烷基磺酰化物的助剂和制品。作为织物生产和出口大国，PFOS在我国有相当大的市场，面对全球禁用PFOS的趋势，研制短氟碳链替代品已经成为当前含氟织物整理剂的关注热点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种原料安全，工艺简便，适合于工业化生产，既能保持织物原有的服用性能和手感，又能有效提高织物的拒水拒油效果的整理剂、制备方法及其应用。

为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案是提供一种织物拒水拒油整理剂，它为一种硅氧键交联的聚合物乳液，具有如下结构： 

其中，Rf 为 -(CH₂)₂ (CF₂)₆F；R为-CH₂-或 –CH₂CH₂-；R′为H 或 –CH₃ ；m=5～12；n=2～4；o=20～35；p=2～5 ；q=10～25。

一种如上所述的织物拒水拒油整理剂的制备方法，包括如下步骤：

1、按重量计，将1～3份非离子型表面活性剂和1～3份阴离子表面活性剂加入到270份水中，在高速剪切乳化机中于8000～11000转/分钟转速条件下乳化处理1～15分钟；再加入30份十三氟辛基丙烯酸酯单体、40～50份丙烯酸丁酯单体、20～25份甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯甲基单体、2～4份羟烷基丙烯酸酯单体和0.5～2份双（丙烯酰氧丙基）四甲基二硅氧烷，混合液在8000 ～11000转/分钟的转速下搅拌处理15～30分钟，得到混合单体预乳液；

2、将得到的混合单体预乳液在搅拌及N₂保护，温度为50～90℃的条件下，加入8～10份质量浓度为5～20%的引发剂水溶液，反应2～12小时，冷却后得到一种硅氧键交联的聚合物乳液，即织物拒水拒油整理剂。

本发明所述的非离子型表面活性剂为AEO-9、斯盘-60、吐温-80中的一种。所述的阴离子表面活性剂为SDS。所述的羟烷基丙烯酸酯为羟甲基丙烯酸酯和羟乙基丙烯酸酯中的任意一种。所述的水性引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的任意一种。

本发明的一个优选方案是：步骤1中双（丙烯酰氧丙基）四甲基二硅氧烷的加入量为1～1.5份。步骤2中的反应温度为70～80℃。

本发明技术方案还包括一种如上所述的织物拒水拒油整理剂的应用，其方法是：将制备得到的织物拒水拒油整理剂稀释至聚合物质量浓度为5～20%，得到织物整理工作液，在轧车上对织物进行拒水拒油整理，工艺条件为：轧余率90～110%，预烘温度90～110℃，预烘时间1～3 min，焙烘温度160℃～180℃，焙烘时间2～5min。

本发明的机理是：采用十三氟辛基丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯、羟烷基丙烯酸酯和双（丙烯酰氧丙基）四甲基二硅氧烷单体进行乳液共聚合，反应式如下：