[发明专利]一种乳胶粒减反射的涂层液及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及纺织品助剂及其制备领域，具体涉及一种乳胶粒减反射的涂层液及其制备方法和其在涤纶织物上的应用。

背景技术

涤纶织物具有耐磨、硬挺、易洗、快干等优点，深受消费者欢迎，但由于涤纶纤维表面平滑，少有反应性基团且纤维(n_f＝1.73)与空气(n₀＝1.0)间折光指数差值大，入射光在纤维表面被大量反射，仅小部分光折射进入纤维内部，被染料选择吸收后形成着色光，因此，布面饱和度差，难以呈现诸如墨绿、藏青、紫红、墨黑等浓色效果。特别当纤维纤度降低时，因织物比表面积增高，反射面大幅增加，使染深色问题更为突出，染色织物常呈现一种“白茫茫”的视觉效果。

传统方法中，常采用有机氟、硅树脂后整理，在织物表面形成一层平整的低折射率减反射树脂膜，降低布面对入射光的反射率，以增加透射光和提高染料发色效率，实现浓色效果。但是大量研究表明(“Anti-reflective coatings:A critical,in-depth review”，Energy Environ.Sci.,2011,4,3779–3804)，此类均质减反射膜仅对特定波长具有较高的减反射性能，因此，不仅减反射效率低，而且易引起织物色光的改变，使用有机氟、硅树脂整理织物实现织物增深受到限制。

另有大量研究表明，当光入射面的纳米粗糙结构满足特定条件时，可引起入射光向垂直于织物表面方向的弯曲，从而形成“光捕获”效应，形成一种新的减反射效果，此时光的反射率可降低至0.1％。基于该思想，论文《Nano roughening of PET and PTT fabrics via continuous UV/O3irradiation》(Dyes and Pigments,2006,69,137-143)采用了纳米刻蚀技术，构造了稳定的纳米粗糙表面结构，但该方法依赖于特定加工设备，加工效率低。此外，文献《Nanoporous films with designable porosity prepared with binary polymerlatexes》(Soft Matter,2011,7,2817–2824)等设计了基于溶解性相异粒子共混，并涂覆基材表面，进而结合选择性溶剂去除特定粒子组分，获得纳米粗糙表面的方法。该方法虽然巧妙，但因粗糙表面结构依赖于粒子初始形貌，限制了粒子间相互粘合，因此膜结构稳定性以及膜与基材间的结合牢度都较差。如应用于曲率大且柔性的织物纤维增深时，在织物洗涤及穿着过程中，上述纳米粗糙结构易被大量破坏，造成减发射性能的丧失。

现有技术中，申请号为201210419746.7的发明专利公开了一种共聚乳液型涤纶织物增深剂及其制备方法，助剂主要用于涤纶织物增深加工。助剂基于有机倍半硅氧烷与环氧氯烷改性氨基硅油复配、共聚制备。此外，现有技术申请号为201310713917.1的发明专利公开了一种环保型织物增深剂的制备方法，该技术主要针对涤纶织物做增深处理，发明中采用了有机硅单体、含氟单体对丙烯酸酯共聚物进行改性，生成有机硅(/氟)-丙烯酸酯共聚结构的增深剂，并采用浸轧及浸泡工艺增深整理织物。采用这两种方法时，虽然整理织物获得了增深效果，但专利中未提及助剂在整理织物表面构筑的形貌，也未见基于“纳米粗糙表面”增深织物的描述。

中国专利ZL201210303496.0提出以聚合物包覆二氧化硅，并基于壳层聚合物焙烘成膜，将二氧化硅粘附于织物表面，构筑纳米粗糙结构的方法。之后，申请号201410412286.4中国专利申请中，提出一种基于涤纶纤维塑化粘合二氧化硅，构筑减反射粗糙表面的方法。两种方法中，粗糙结构很大程度依赖于二氧化硅粒径。

相比二氧化硅，乳胶粒的粒径可方便地通过乳化剂浓度以及种类调节，且调控工艺成熟。因此，如能实现基于乳胶粒构筑织物表面粗糙结构，不仅便于调控表面粗糙度，而且通过选择单体，还可进一步降低粗糙表面的折射率。

发明内容

本发明提供了一种乳胶粒减反射的涂层液及其制备方法和其在涤纶织物上的应用，该涂层液可在涤纶织物表面形成低折射率纳米粗糙表面，实现涤纶减反射增深。

一种乳胶粒减反射的涂层液的制备方法，包括以下步骤：

(1)“核-壳”胶乳内核制备：将乳化剂和部分量的水充分搅拌，形成乳化剂水溶液，将制核单体、交联剂加入至乳化剂水溶液中，通保护性气体(如N₂)除氧15～20min，升温至70℃～80℃时，加入引发剂和余量的水，反应2～3h后，得到胶乳的核结构乳液；