[发明专利]一种含氟硅核-壳型织物整理剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于织物功能性整理剂制备领域，具体涉及一种含氟硅核-壳型织物整理剂及其制备方法和应用。 

背景技术

    随着人们消费观念的变化，多功能纺织品越来越受到追捧。其中具有拒水拒油功能的纺织品广泛应用于户外运动装、医护人员服装等领域，具有较大的市场需求。织物拒水拒油整理剂中最常见的是含氟织物整理剂，目前国内含氟织物整理剂主要依赖进口，技术成熟的公司有美国杜邦、3M公司、德国Hoechst、法国Atochem公司、日本旭硝子等。 

    众所周知含氟丙烯酸酯聚合物整理剂由于氟碳键的键能大，极化率小，而具有较低的表面自由能和较低的表面张力，具有高表面活性、高化学稳定性、高热稳定性和憎水憎油的特性，能够明显降低织物表面张力，赋予织物较好的拒水拒油性。但是含氟丙烯酸酯单体价格高，预乳化难，不易引发，不能高效参与共聚反应，导致含氟单体的有效利用率低，提高含氟单体利用率尤为迫切。另外受荷叶效应的启发，适当的粗糙度能使固体表面具有超疏水，即在织物表面添加纳米氧化物能构成微纳二元结构可以增加拒水拒油整理效果。 

2005年Matyjaszewski课题组提出了通过电子转移活化再生原子转移自由基聚合(AGET ATRP)方法，该方法中：（1）反应体系中引入无生物毒性的维生素C或葡萄糖等作为还原剂，可以把体系中高价态的金属盐原位还原成低价态的原子转移自由基聚合催化剂，因此体系可在一定量氧气存在下进行聚合反应。这对工业生产过程意义重大。（2）反应条件温和，分子设计能力强，可用于制备各种结构共聚物和均聚物，体系中加入增溶剂后，体系“高效、绿色”，可降低单体的用量。 

发明内容

本发明目的在于提供一种含氟硅核-壳型织物整理剂及其制备方法和应用，通过引入纳米二氧化硅，与有机氟结合，通过在织物表面构造微纳二元结构，增强织物整理剂的拒水拒油效果。 

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 

一种含氟硅核-壳型织物整理剂包括以下重量份的组成：

纳米二氧化硅           0.1-0.2份；

硅烷偶联剂             0.1-0.2份；

三乙胺                 0.1-0.2份；

2-溴代异丁酰溴         0.2-0.4份；

含氟单体               5-20份；

非含氟单体             10-30份；

复配乳化剂             1-10份；

增溶剂                 0.1-1份；

催化剂                 0.005-0.01份，

配位剂                 0.005-0.01份，

还原剂                 0.01-0.05份；

去离子水               38-83份。

所述的纳米二氧化硅的粒径为50-400nm。 

所述的含氟单体为甲基丙烯酸十七氟癸酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、全氟聚醚丙烯酸酯中的一种；所述的非含氟单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯中的两种以上。 

所述的复配乳化剂为十二烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐单硬脂酸酯、十六十八醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中一种或两种。所述的增溶剂为β-环糊精。所述的催化剂为溴化铜或溴化铁；所述的配位剂为2,2-联吡啶或五甲基二乙基三胺；所述的还原剂为抗坏血酸、辛酸亚锡或维生素C。 

制备方法包括以下步骤： 

1）制备引发剂：在无水乙醇中加入纳米二氧化硅，然后滴加硅烷偶联剂，25-40℃、100-500r/min搅拌1-4h，加热至50-100℃回流1-10h，10-30℃、5000-10000r/min离心5-20min，沉淀用无水乙醇洗涤3-5次，在40-70℃、-100 kPa下真空干燥 120-240min，加入到甲苯或二氯甲烷中，置于冰水浴中，加入三乙胺和2-溴代异丁酰溴反应10-30h，10-30℃、5000-10000 r/min离心5-20 min，沉淀用无水乙醇洗涤3-5次，即得引发剂；

所述的无水乙醇的体积与纳米二氧化硅的质量比为10:1；

所述的甲苯或二氯甲烷的体积与纳米二氧化硅的质量比为10:1；