一種基于醋酸酐-丙烯酸酯類-電子束技術(shù)的棉織物疏水整理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于醋酸酐-丙烯酸酯類-電子束技術(shù)的棉織物疏水整理方法， 屬于功能紡織品領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 疏水材料憑在人們的日常生活、工業(yè)生產(chǎn)等方面越來(lái)越受到重視。比如：醫(yī)護(hù)人員 用裝、自清潔、高檔服裝、戶外裝等方面，疏水材料都發(fā)揮了重要作用。棉纖維結(jié)構(gòu)中的有很 多的親水基團(tuán)，及較多空隙的多孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致它易于被各種污染液污染，所以研究制備出具 有疏水性能的棉織物具有一定的使用價(jià)值和不可估量的經(jīng)濟(jì)意義。
[0003] 棉纖維化學(xué)結(jié)構(gòu)上羥基具有化學(xué)活性可與疏水試劑發(fā)生鍵合反應(yīng)制備出疏水產(chǎn) 品。疏水整理的常規(guī)化學(xué)試劑一般為低表面能的長(zhǎng)鏈烷烴類、全氟類。全氟類化學(xué)試劑由 于能引起環(huán)境問(wèn)題，應(yīng)用受到了限制。紡織功能整理的傳統(tǒng)工藝為熱加工方法，該工藝存在 反應(yīng)條件苛刻、設(shè)備操作復(fù)雜等問(wèn)題，屬于耗時(shí)、耗力、耗料、耗能工藝。
[0004] 棉纖維為纖維素纖維，含豐富的羥基極性基團(tuán)。低表面能化合物如丙烯酸酯類不 溶于水，但可溶于非極性的烷烴、烯烴和極性的醇類溶劑。醇類溶劑與烷烴類及烯烴類溶劑 相比較，有低毒、刺激性小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是丙烯酸酯類和溶劑分子對(duì)棉纖維的吸附速 率有差異，極性的醇類比丙烯酸酯類或非極性的烷烴、烯烴更快速的吸附到棉纖維上，這導(dǎo) 致采用醇類溶劑時(shí)，浸乳工藝吸附在棉纖維上的基本為極性溶劑，而低表面能化合物的含 量非常少。經(jīng)電子束輻照后低表面物質(zhì)不能有效覆蓋織物，織物疏水性無(wú)法改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于醋酸酐-丙烯酸酯類-電子束技術(shù)的 棉織物疏水整理方法，首先利用醋酸酯在溫和條件下減少羥基含量，即酯化纖維素（降低 極性溶劑和丙烯酸酯類對(duì)纖維素纖維的吸附速率差異），再利用電子束輻照技術(shù)將以醇類 為溶劑的低表面能的丙烯酸酯類化學(xué)鍵合到棉織物上，制備出疏水織物。
[0006] 本發(fā)明方法是利用電子束技術(shù)將丙烯酸酯類化學(xué)接枝到醋酸酐預(yù)酯化的棉織物 上，得到具有疏水性能的紡織品；主要包括以下步驟：
[0007] (1)醋酸酐預(yù)酯化棉纖維；
[0008] (2)將醋酸酐預(yù)酯化的棉織物浸漬含丙烯酸酯類化合物的醇類溶劑，然后乳車乳 壓多余溶液；
[0009] (3)采用劑量為33_65KGy的電子束輻照，然后烘干織物，得到具有疏水性能的棉 織物。
[0010] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述醋酸酐預(yù)酯化棉纖維，是將棉織物浸漬在含碘 的醋酸酐中，浴比1:15-1:40,碘濃度為l-4g/L，室溫處理1-4小時(shí)。
[0011] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述醇類溶劑中丙烯酸酯類化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 20% -80%。
[0012] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述丙烯酸酯類化合物是丙烯酸酯或者甲基丙烯酸 酯，或者是這兩類的混合。
[0013] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述丙烯酸酯類化合物包括以下任意一種或者兩種 以上的混合：丙烯酸正己酯、丙烯酸正庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸 十一烷基酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸十四烷基酯、丙烯酸十五烷基 酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酸十七烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙 烯酸正庚酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸十一烷基酯、 甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十四烷基酯、甲基丙烯酸十五 烷基酯、甲基丙烯酸十六烷基酯、甲基丙烯酸十七烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯。以上物 質(zhì)均含有長(zhǎng)鏈烷烴，可有效降低棉織物表面能量；同時(shí)以上物質(zhì)均含有烯烴基團(tuán)，在電子束 作用下即能與棉織物發(fā)生接枝聚合。
[0014] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述醇類溶劑為以下任意一種或者兩種以上的混 合：甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇。
[0015] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟（2)中浸漬的時(shí)間為1-10分鐘。
[0016] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟（2)中乳車乳壓的乳壓率為60-120%。
[0017] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟（3)中烘干溫度為60_120°C。
[0018] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟（4)中烘干時(shí)間為2-10分鐘。
[0019] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述方法具體是：（1)將棉織物浸漬在含碘的醋酸 酐中，浴比1:15-1:40,碘濃度為l_4g/L，室溫處理1-4小時(shí)；（2)將醋酸酐預(yù)酯化的棉織 物浸漬于含丙烯酸酯類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20% -80%的醇類溶劑，浸漬時(shí)間為1-10分鐘， 然后采用乳壓率60-120 %進(jìn)行乳車乳壓；（2)采用劑量為33-65KGy的電子束輻照，然后于 60-120°C下烘干織物，得到具有疏水性能的棉織物。
[0020] 本發(fā)明的有益效果：
[0021] (1)按本發(fā)明方法進(jìn)行棉織物的疏水整理，采用電子書(shū)輻射進(jìn)行低能輻射，克服了 紫外光整理需要光催化劑、等離子體加工需要真空、y射線整理設(shè)備造價(jià)昂貴且加工難易 控制的缺點(diǎn)，更適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；同時(shí)避免了常規(guī)工藝高溫、強(qiáng)堿、強(qiáng)酸條件下造成的織物 強(qiáng)力下降；
[0022] (2)本發(fā)明方法采用丙烯酸酯類降低織物表面能量，避免了全氟類化學(xué)試劑能引 起的環(huán)境問(wèn)題，同時(shí)采用醇溶液作為溶劑，避免了極性溶劑如烷烴類、烯烴類的毒性、刺激 性和成本較高問(wèn)題，此外也避免了采用傳統(tǒng)熱加工工藝導(dǎo)致的污染及成本問(wèn)題；
[0023] (3)按本發(fā)明方法得到的產(chǎn)品均勻性、重復(fù)性好、成本低，對(duì)織物損傷小，具有重大 社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 靜態(tài)接觸角測(cè)試：將布樣置于載玻片上，滴加10yL蒸餾水，利用接觸角測(cè)量系統(tǒng) (數(shù)字顯微鏡接觸角測(cè)試儀，美國(guó)盈愛(ài)iNEQ集團(tuán)）測(cè)量水滴靜態(tài)接觸角。在同塊布樣的五 個(gè)不同點(diǎn)測(cè)量，得到平均值。
[0025] 淋水實(shí)驗(yàn)：根據(jù)CNS10461-1983(2004)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，利用沾水儀YB813(溫州市大榮 紡織儀器有限公司）檢測(cè)織物淋水性能。
[0026] 靜水壓實(shí)驗(yàn)：參照GB/T4744-2013《紡織品防水性能的檢測(cè)和評(píng)價(jià)靜水壓法》，利 用織物滲水性測(cè)定儀YG(B) 812 (溫州市大榮紡織儀器有限公司）測(cè)定織物耐靜水壓性能。
[0027] 織物斷裂強(qiáng)度測(cè)試：參照GB/T3923. 1-2013《織物拉伸性能斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng) 率的測(cè)定條樣法》，利用YG(B)026D-250織物斷裂強(qiáng)力儀（溫州市大榮紡織儀器有限公司） 測(cè)量布樣撕裂時(shí)的斷裂強(qiáng)度。
[0028] 實(shí)施例1
[0029] 織物：純棉機(jī)織布（40SX40S/133*72)
[0030] 1)醋酸酐預(yù)酯化棉纖維
[0031] 處方：醋酸酐
[0032] 碘 2g/L
[0033] 浴比 1:25
[0034] 方法：棉織物浸漬上述醋酸酐，室溫處理2小時(shí)。用飽和硫代硫酸鈉還原至染液無(wú) 色，水洗烘干備用。
[0035] 2)棉織物浸漬含丙烯酸酯類化合物的有機(jī)溶液lmin后，乳車乳壓多余溶液
[0036] 處方：甲基丙烯酸正己酯：20 %
[0037] 溶劑：甲醇
[0038] 方法：織物一浸一乳反應(yīng)液，乳余率60%左右。
[0039] 3)電子束輻照后，烘箱烘干織物
[0040] 方法：輻照劑量33KGy，輻照后烘箱105°C烘干2分鐘。
[0041] 表1本實(shí)施例方法處理前后棉織物物理性能
[0042]
[0043] 產(chǎn)品疏水效果重復(fù)性：按實(shí)施例1整理的棉織物，經(jīng)過(guò)10次分批次整理，每次整理 的靜態(tài)水接觸角的波動(dòng)范圍為122±5°。
[0044] 產(chǎn)品疏水效果均勻性：整理后織物上任意5點(diǎn)測(cè)量靜態(tài)水接觸角的波動(dòng)范圍為 135±5°，產(chǎn)品沒(méi)有出現(xiàn)水滴滲透現(xiàn)象。
[0045] 實(shí)施例2
[0046] 織物：純棉機(jī)織布（40SX40S/133*72)
[0047] 1)醋酸酐預(yù)酯化棉纖維 [0048] 處方：醋酸酐
[0049] 碘lg/L
[0050] 浴比 1:25
[0051] 方法：棉織物浸漬上述醋酸酐，室溫處理3小時(shí)。用飽和硫代硫酸鈉還原至染液無(wú) 色，水洗烘干備用。
[0052] 2)棉織物浸漬含丙烯酸酯類化合物的有機(jī)溶液lOmin后，乳車乳壓多余溶液