[发明专利]一种纳米改性含氟织物整理剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米改性含氟织物整理剂的制备方法，其内容包括：制备有机氟和环氧改性的纳米Si02水分散液和制备短碳链低含量有机氟改性的丙烯酸酯共聚物乳液，再将二者按一定比例复配，构成纳米改性含氟织物整理剂。其优点是：有机氟和环氧改性的纳米Si02水分散液在整理剂中同时提供微观粗糙度和低表面张力，短碳链低含量有机氟改性的丙烯酸酯共聚物乳液提供良好的基材附着力，构成的纳米改性含氟织物整理剂在保持满足纺织品要求的拒水拒油性的情况下，总有机氟用量减少，原料成本降低，节省氟资源，并提高耐用性。

技术领域

本发明涉及织物整理助剂领域，尤其是一种纳米改性含氟织物整理剂的制备方法。

背景技术

纳米改性含氟织物整理剂，通常是指将无机纳米材料引入含氟聚丙烯酸酯等有机高聚物体系，通过模仿荷叶效应的拒水自洁原理，将纳米材料和低表面能材料相结合，构建具有拒水、拒油的低表面能微结构和微观粗糙表面，而获得较高的拒水拒油功能。

低表面能化学物质主要有含氟材料和有机硅氧烷等，表面微观结构粗糙化可以通过引入无机纳米材料来实现，如二氧化硅(Si02)、二氧化钛、氧化锌、碳纳米管、银粒子等。其中纳米二氧化硅(Si02)是目前应用较多、世界上工业化产量最大的纳米无机材料，具有原料来源广泛、化学性质稳定、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、绝缘性好等优异性能。所以，目前纳米材料改性含氟织物整理剂的研究，主要集中的纳米Si02对有机氟共聚物的改性。

纺织品用纳米改性含氟丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法主要有两种：物理共混法和原位聚合法。物理共混法是先分别制备纳米Si02分散液和含氟共聚物乳液，然后将纳米Si02分散液直接均匀地分散于聚合物基体中的方法。如CN201410808751.6一种含氟拒水拒油整理剂及其制备方法，其中，有机氟单体占单体总质量的29～35％。原位聚合法是先制备改性纳米氧化物，再将其分散于反应体系中，引发聚合，制备无机/有机复合材料的方法。如CN200910035910.2，一种含有改性纳米氧化物短支链含氟拒水拒油整理剂的制备方法；CN201010515759.5一种有机—无机复合乳液拒水拒油整理剂及其应用。其中，有机氟单体分别占单体总质量的60～65％、30～40％。

物理共混法，操作简单，适合于各种形态的纳米粒子，两个组分的混合比例可以任意调整，易于实现工业化。但由于纳米Si02与聚合物的简单混合，与聚合物基体的相容性不佳，且易使纳米粒子团聚，不易使纳米特性充分发挥。

原位聚合法是一种克服无机/有机高分子材料在复合过程中纳米粒子的团聚的有效方法。但在乳液聚合中的原位聚合，由于纳米粒子作用，易使残渣量增加、单体转化率降低，当纳米粒子添加量大于3％时尤为明显。

目前,在纺织品整理剂方面的研究中，模仿荷叶自洁原理所采用的方法，基本都是将较高表面能的纳米材料和低表面能材料相结合,构建微结构粗糙表面，而获得较高的拒水拒油功能。

有资料表明，荷叶表面的超疏水性，来自于其自身的微米级乳突和纳米级蜡质的微纳米双微观结构：荷叶表面有序分布着平均直径为5～9μm、平均高度约为11～13μm的乳突，乳突顶端长满了纳米级结构的绒毛，整个表面被100～300nm的蜡晶所覆盖；而荷叶的基本化学成分是叶绿素、纤维素、淀粉等多糖类的碳水化合物，是易被水润湿的亲水性物质。也就是说，实际上的构成荷叶表面微纳米结构的粒子具有疏水性，而承截该双微观结构的基础具有亲水性。

可见，如果将纳米材料改性为低能表面，如同荷叶表面的微粒一样，即构建微观粗糙，又提供疏水性，那么，连接和固定纳米微粒的基膜材料可以降低其拒水性，对于材料整体而言，可以在不改变拒水性能的情况下，节省拒水材料的使用量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种纳米改性含氟织物整理剂的制备方法，在保持满足纺织品要求的拒水拒油性的情况下，可减少有机氟用量，原料成本降低，节省氟资源，并提高耐用性。