專利名稱：納米自清潔真絲綢及制品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種紡織品，特別是一種采用納米技術制造的納米自清潔真絲綢及制品。
背景技術：
隨著人們對保護環(huán)境和節(jié)約能源的認識的提高以及人們生活水平的提高，對材料的性能提出了新的要求，從而開展了包括具有三防功能(即防水、防油及防塵)織物在內(nèi)的有關材料自清潔技術的研究。如日本專利特開平9-71437號公報中公開了具有自清潔功能的窗戶用玻璃，是在玻璃表面賦予氧化鈦薄膜。日本專利特開平9-72761號公報中公開了具有自清潔功能的儀器用玻璃罩，也是利用了氧化鈦。
中國專利CN 1284525A中記載，表觀接觸角隨粗糙度因子的增大而單調(diào)地增加，即粗糙度越大液體在材料表面上的表觀接觸角越大，因此該發(fā)明中使用了平均粒徑為納米級的固體微粒，因為納米級微粒具有很大的比表面積，從而提高粗糙度因子，給形態(tài)學效應做出了貢獻。
中國專利申請03115252.X公開了“常壓介質(zhì)阻擋放電聚合制備納米顆粒膜雙疏涂層方法”，其是在常壓室溫下，把氟碳氣態(tài)單體通過介質(zhì)阻擋放電激發(fā)單體聚合，在織物、纖維、塑料薄膜、玻璃、陶瓷等基質(zhì)材料表面涂覆一層極薄的納米顆粒膜結(jié)構的雙疏薄膜，從而使基質(zhì)材料具有拒水、拒油功能。其處理溫度低，克服了化學整理方法因溫度過高(超過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)，可能出現(xiàn)纖維回縮、取向結(jié)構破壞、力學性能損傷等不良現(xiàn)象。但防污效果不十分理想，且存在著拒水、拒油、防污的耐久性和耐洗性差的問題。
中國專利申請01115854.9公開了“一種自清潔合成纖維的制法”，其是將經(jīng)包覆的納米TiO2與樹脂共混后紡絲并經(jīng)對纖維表面進行了等離子刻蝕制得。
中國專利申請93114055.2公開了“一種疏水、憎油、防塵、防紫外線織物及其加工工藝”，它是將棉、麻、絲、合成纖維等織物面料浸漬在含有無機氟化物、有機硅化合物、表面活性劑、膠粘劑及納米陶瓷等的水溶液中，浸漬10秒至5分鐘，脫去多余的溶液后在50～200℃下干燥、定型制得。
中國專利申請02160342.1公開了“納米三防滌綸織物的整理方法”，它是將滌綸織物采用浸軋方法對其進行整理，浸軋過程中滌綸織物在整理液中的浸漬溫度為室溫，浸漬時間為0.5～1分鐘，浸軋后滌綸織物的帶液率為70～80％，在溫度為100～110℃預烘1～2分鐘，在溫度為130～180℃焙烘3～5分鐘；整理液中的有機氟三防劑用量為30～100克/升，復合納米材料分散液用量為0.5～3克/升，分散液為含納米氧化鈦與氧化鋅的分散體系，其含固量為10～25％，柔軟型自交聯(lián)粘合劑用量為6～20克/升，其余為水。
真絲綢高貴華麗、輕盈飄逸、手感柔軟、服用舒適，對皮膚又有保健功能，可稱天然纖維的“皇后”，其消費市場屬中上等。但真絲綢染色牢度差、穿著及清洗過程中容易起皺和收縮，從而大大影響了其性能，且至今沒有有關真絲綢自清潔技術的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是開發(fā)一種具有防污功能的環(huán)保型納米自清潔真絲綢及制品。
本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為該種納米自清潔真絲綢及制品，其特征在于它是通過采用含有納米級無機固體顆粒的有機氟整理劑對真絲綢或制品用浸漬、涂層或噴霧方法進行處理，使真絲綢或制品形成具有疏水、疏油雙疏特性的表面而得到，所述的有機氟整理劑為含有10～70g/L的有機氟樹脂、5～30g/L納米級無機固體顆粒的水體系。
所述的浸漬整理條件是以有機氟整理劑為工作液，浴比為1∶10～1∶60，在15～45℃溫度下浸漬10～40min，再軋液，軋液率為70～90％時對真絲綢或制品進行預烘，預烘溫度70～90℃，時間為5～30min，然后在100～130℃下烘焙1～4min。
所述的涂層整理條件是以由50～70wt％有機氟整理劑、2～5wt％增稠劑、1～2wt％消泡劑、氨水及余量的水組成的溶液為工作液，其中氨水用于調(diào)節(jié)pH為8～9，室溫下對真絲綢或制品涂層，其后在70～90℃預烘5～30min，然后在100～130℃下烘焙1～4min。
所述的噴霧整理條件是以有機氟整理劑為工作液，室溫下對真絲綢或制品噴霧，其后在70～90℃預烘5～30min，然后在100～130℃下烘焙1～4min。
所述的有機氟整理劑中進一步含有硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑、氯化鎂及異丙醇中至少一種，硅烷偶聯(lián)劑的含量為0～50g/L、交聯(lián)劑的含量為0～7g/L、氯化鎂的含量為0～0.1g/L、異丙醇的含量為0～30g/L。
所述的無機固體顆?？梢允亲灾苹蚴惺鄣娜我庖环N粒徑為10～100nm的氧化硅、氮化硅、水滑石、氧化鈦、氧化鋅或它們之間任意組合及任意比例的混合物等，混合使用時無機固體顆粒的總計使用量保持不變，即在整理劑中含有5～30g/L，這些固體顆粒還可以事先經(jīng)過表面改性。具有大比表面積的納米級固體顆粒起到提高粗糙度因子的作用，從而使水和油等液體在材料表面上的接觸角進一步增加。
所述的有機氟樹脂為丙烯酸氟烴酯類樹脂。如美國3M公司的Scotchgard FC、杜邦公司的Zepel、日本大金工業(yè)株式會社的Unidyne TG、旭硝子公司的Asahigard AG或汽巴的Oleophobol C等。有機氟化合物不論在水中還是在有機溶劑中，都可以大幅度降低溶液的表面張力，表現(xiàn)出優(yōu)異的疏水性和疏油性。有機氟整理劑的表面張力很低，其潤濕性和滲透力好，可以在各種不同物質(zhì)的表面很容易潤濕和鋪展。而且有機氟整理劑性能穩(wěn)定，整理后的織物可以保持良好的手感和優(yōu)異的透氣性。
所述的硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三叔丁基過氧硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷、雙-[γ-(三乙氧基)丙基]四硫化物、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(2，3-環(huán)氧丙基)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-巰丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三(丙烯酰乙氧基)硅烷、甲基三(甲基丙烯酰乙氧基)硅烷、甲基三(環(huán)氧乙基甲氧基)硅烷或苯基三乙氧基硅烷。硅烷偶聯(lián)劑的親水基團和納米級無機固體顆粒表面的羥基結(jié)合，而硅烷偶聯(lián)劑的疏水基團和整理劑中的有機氟樹脂相結(jié)合，有效防止納米級無機固體顆粒之間的團聚，使之能夠穩(wěn)定、均勻地分散在整理劑中。
所述的交聯(lián)劑是交聯(lián)劑EH(如上海五四助劑廠生產(chǎn))、交聯(lián)劑MH(如遼寧大連市輕化工研究所生產(chǎn))、三聚氰胺樹脂或二羥甲基二羥基乙烯脲(2D樹脂)等。
所述的消泡劑為有機硅類消泡劑，如有機硅消泡劑RJ-03(北京化工二廠生產(chǎn))、有機硅消泡劑DYXBG-03(河北石家莊東洋化工有限公司生產(chǎn))或消泡平滑劑SAF(上海助劑廠生產(chǎn))等；烷基醚磷酸酯類，如消泡劑GP(上海助劑廠生產(chǎn))；烷基磷酸酯和硅油的混合物，如消泡劑DP(陜西西安大華化工有限公司生產(chǎn))等。
所述的增稠劑為丙烯酸類增稠劑，如增稠劑HD(上海助劑廠生產(chǎn))、增稠劑P-91(遼寧沈陽助劑廠生產(chǎn))、合成增稠劑PF(江蘇常州市東風粘合劑廠生產(chǎn))、合成增稠劑CB-21(山東煙臺印染助劑廠生產(chǎn))或增稠劑8201(江蘇南通化工研究所實驗廠生產(chǎn))等。
本發(fā)明的基本原理是在特定的表面上建造納米尺寸幾何形狀互補的結(jié)構，由于在納米尺寸低凹的表面可使吸附氣體原子穩(wěn)定存在，所在宏觀表面上相當于有一層穩(wěn)定的氣體薄膜，使油或水無法與材料表面直接接觸，從而使材料的表面呈現(xiàn)雙疏性。經(jīng)過納米雙疏技術處理過的紡織服裝材料不僅有卓越的疏水疏油特性，達到防污的目的，而且不會改變原有織物的各項性能。
在本發(fā)明中，我們通過含有納米級無機固體顆粒的有機氟整理劑在真絲綢及制品上進行表面雙疏修飾，在不改變織物材料母體的條件下，賦予織物表面疏水、疏油、防塵的性質(zhì)。納米級無機固體顆粒賦予真絲綢及制品以高的粗糙度因子，從而進一步提高疏水、疏油性能，使真絲綢及制品不沾水、不沾油，具有自清潔功能，而且具有優(yōu)良的耐久性和耐洗性。再者，納米級無機固體顆粒本身具有一定的導電性能，可以降低纖維表面的電荷，從而降低了污物通過電荷間的靜電吸附到纖維上的機會，增強了防污效果。更為重要的是，在形成雙疏界面后，洗滌服裝時可以少用或不用洗滌劑，可節(jié)約洗滌用水，大大提高服裝環(huán)保性。該納米自清潔技術不僅使昂貴的真絲綢或其制品更加美觀、增加使用壽命，而且在環(huán)保、節(jié)能方面具有顯著的社會及經(jīng)濟效益。
具體實施例方式
以下對本發(fā)明作進一步詳細描述。
實施例一取2g真絲綢紗線放入含有日本旭硝子公司AG-710有機氟樹脂24g/L、平均粒徑30nm的氧化硅5g/L、γ-氨丙基三乙氧基硅烷10g/L、2D樹脂6g/L、氯化鎂0.1g/L和異丙醇20g/L的水體系中，浴比為1∶20，在40℃浸漬30min，然后軋液，使軋液率為70％，放進烘箱，在90℃預烘5min，繼續(xù)在110℃烘焙1.5min，得到納米自清潔真絲綢紗線。
實施例二將真絲綢針織品裁成5cm見方的樣品，在室溫下，用含有日本旭硝子AG-710有機氟樹脂70g/L，平均粒徑50nm的氧化鋅20g/L，乙烯基三叔丁基過氧硅烷20g/L的水體系對上述空氣低溫等離子體處理后的織物進行噴霧，然后放進烘箱，在70℃預烘30min，繼續(xù)在100℃烘焙4min，得到納米自清潔真絲綢針織品。
實施例三將真絲綢精紡面料裁成5cm見方的樣品，放入含有日本旭硝子公司AG-7000有機氟樹脂30g/L，平均粒徑30nm的氧化鈦30g/L，乙烯基三乙氧基硅烷50g/L，三聚氰胺樹脂3g/L，氯化鎂0.1g/L和異丙醇30g/L的水體系中，浴比為1∶60，在40℃浸漬30min，然后軋液，使軋液率為80％，放進烘箱，在90℃預烘10min，繼續(xù)在120℃烘焙2min，得到納米自清潔真絲綢精紡面料。
實施例四將真絲綢針織品裁成5cm見方的樣品，用下述組成的工作液進行涂層整理。
以由60wt％有機氟整理劑、5wt％增稠劑P-91、2wt％清泡劑有機硅消泡劑RJ-03、氨水及余量的水組成的溶液為工作液，其中氨水用于調(diào)節(jié)pH為8，其中有機氟整理劑是含有日本旭硝子AG-480有機氟樹脂40g/L，平均粒徑60nm的水滑石10g/L，甲基三(環(huán)氧乙基甲氧基)硅烷30g/L，2D樹脂4g/L，氯化鎂0.1g/L和異丙醇30g/L的水體系。
室溫下對真絲綢針織品進行涂層，然后放進烘箱，在90℃預烘5min，繼續(xù)在130℃烘焙1min，得到納米自清潔真絲綢針織品。
實施例五將真絲綢織物裁成5cm見方的樣品，放入含有汽巴的Oleophobol C有機氟樹脂70g/L，平均粒徑100nm的氧化硅5g/L，平均粒徑40nm的氧化鋅10g/L，乙烯基三叔丁基過氧硅烷20g/L，交聯(lián)劑MH 1g/L的水體系中，浴比為1∶10，在15℃浸漬40min，然后軋液，使軋液率為85％，放進烘箱，在85℃預烘15min，繼續(xù)在115℃烘焙2min，得到納米自清潔真絲綢織物。
實施例六將真絲綢織物裁成30cm見方的樣品，在室溫下，用含有杜邦公司的Zepel有機氟樹脂60g/L，平均粒徑30nm的氮化硅15g/L，γ-氨丙基三乙氧基硅烷10g/L，異丙醇5g/L的水體系對真絲綢織物進行噴霧，然后放進烘箱，在70℃預烘30min，繼續(xù)在100℃烘焙4min，得到納米自清潔真絲綢織物。
實施例七將真絲綢織物裁成10cm見方的樣品，用下述組成的工作液進行涂層整理。
以由70wt％有機氟整理劑、2wt％增稠劑HD、2wt％消泡劑GP、氨水及余量的水組成的溶液為工作液，其中氨水用于調(diào)節(jié)pH為9。其中有機氟整理劑是含有日本旭硝子AG-7000有機氟樹脂30g/L，平均粒徑100nm的氧化硅10g/L，平均粒徑40nm的氧化鋅5g/L，平均粒徑50nm的氧化鈦3g/L，2D樹脂3g/L和氯化鎂0.05g/L的水體系。
室溫下對真絲綢織物涂層，然后放進烘箱，在80℃預烘5min，繼續(xù)在110℃烘焙4min，得到納米自清潔真絲綢織物。
實施例八將真絲綢織物裁成10cm見方的樣品，用下述組成的工作液進行涂層整理。
以由50wt％有機氟整理劑、4wt％增稠劑HD、1wt％消泡劑GP、氨水及余量的水組成的溶液為工作液，其中氨水用于調(diào)節(jié)pH為9。其中有機氟整理劑是含有日本旭硝子AG-7000有機氟樹脂70g/L，平均粒徑100nm的氧化硅20g/L，平均粒徑40nm的氧化鋅5g/L，平均粒徑50nm的氧化鈦3g/L，2D樹脂3g/L和氯化鎂0.05g/L的水體系。
室溫下對真絲綢織物涂層，然后放進烘箱，在80℃預烘5min，繼續(xù)在110℃烘焙4min，得到納米自清潔真絲綢織物。
實施例九取2g真絲綢紗線放入含有日本旭硝子公司AG-710有機氟樹脂10g/L、平均粒徑30nm的氧化硅5g/L、γ-氨丙基三乙氧基硅烷10g/L、2D樹脂2g/L、氯化鎂0.05g/L和異丙醇20g/L的水體系中，浴比為1∶45，在40℃浸漬30min，然后軋液，使軋液率為70％，放進烘箱，在90℃預烘5min，繼續(xù)在110℃烘焙1.5min，得到納米自清潔真絲綢紗線。
實施例十將真絲綢織物裁成30cm見方的樣品，在室溫下，用含有杜邦公司的Zepel有機氟樹脂40g/L，平均粒徑30nm的氮化硅15g/L，γ-氨丙基三乙氧基硅烷10g/L，MH樹脂1g/L，異丙醇5g/L的水體系對真絲綢織物進行噴霧，然后放進烘箱，在70℃預烘30min，繼續(xù)在100℃烘焙4min，得到納米自清潔真絲綢織物。
權利要求
1.一種納米自清潔真絲綢及制品，其特征在于它是通過采用含有納米級無機固體顆粒的有機氟整理劑對真絲綢或制品用浸漬、涂層或噴霧方法進行處理，使真絲綢或制品形成具有疏水、疏油雙疏特性的表面而得到，所述的有機氟整理劑為含有10～70g/L的有機氟樹脂、5～30g/L納米級無機固體顆粒的水體系。
2.根據(jù)權利要求1所述的納米自清潔真絲綢及制品，其特征在于所述的浸漬整理條件是以有機氟整理劑為工作液，浴比為1∶10～1∶60，在15～45℃溫度下浸漬10～40min，再軋液，軋液率為70～90％時對真絲綢或制品進行預烘，預烘溫度70～90℃，時間為5～30min，然后在100～130℃下烘焙1～4min。
3.根據(jù)權利要求1所述的納米自清潔真絲綢及制品，其特征在于所述的涂層整理條件是以由50～70wt％有機氟整理劑、2～5wt％增稠劑、1～2wt％消泡劑、氨水及余量的水組成的溶液為工作液，其中氨水用于調(diào)節(jié)pH為8～9，室溫下對真絲綢或制品涂層，其后在70～90℃預烘5～30min，然后在100～130℃下烘焙1～4min。
4.根據(jù)權利要求1所述的納米自清潔真絲綢及制品，其特征在于所述的噴霧整理條件是以有機氟整理劑為工作液，室溫下對真絲綢或制品噴霧，其后在70～90℃預烘5～30min，然后在100～130℃下烘焙1～4min。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一權利要求所述的納米自清潔真絲綢及制品，其特征在于所述的有機氟整理劑中進一步含有硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑、氯化鎂及異丙醇中至少一種，硅烷偶聯(lián)劑的含量為0～50g/L、交聯(lián)劑的含量為0～7g/L、氯化鎂的含量為0～0.1g/L、異丙醇的含量為0～30g/L。
6.根據(jù)權利要求1至4中任一權利要求所述的納米自清潔真絲綢及制品，其特征在于所述的無機固體顆粒是氧化硅、氮化硅、水滑石、氧化鈦、氧化鋅或它們之間任意組合及任意比例的混合物。
7.根據(jù)權利要求1至4中任一權利要求所述的納米自清潔真絲綢及制品，其特征在于所述的無機固體顆粒的粒徑為10～100nm。
8.根據(jù)權利要求1至4中任一權利要求所述的納米自清潔真絲綢及制品，其特征在于所述的有機氟樹脂為丙烯酸氟烴酯類樹脂。
9.根據(jù)權利要求5所述的納米自清潔真絲綢及制品，其特征在于所述的硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三叔丁基過氧硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷、雙-[γ-(三乙氧基)丙基]四硫化物、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(2，3-環(huán)氧丙基)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-巰丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三(丙烯酰乙氧基)硅烷、甲基三(甲基丙烯酰乙氧基)硅烷、甲基三(環(huán)氧乙基甲氧基)硅烷或苯基三乙氧基硅烷；所述的交聯(lián)劑是交聯(lián)劑EH、交聯(lián)劑MH、三聚氰胺樹脂或二羥甲基二羥基乙烯脲。
10.根據(jù)權利要求5所述的納米自清潔真絲綢及制品，其特征在于所述的無機固體顆粒是氧化硅、氮化硅、水滑石、氧化鈦、氧化鋅或它們之間任意組合及任意比例的混合物；所述的有機氟樹脂為丙烯酸氟烴酯類樹脂。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種納米自清潔真絲綢及制品，其特征在于它是通過采用含有納米級無機固體顆粒的有機氟整理劑對真絲綢或制品用浸漬、涂層或噴霧方法進行處理，使真絲綢或制品形成具有疏水、疏油雙疏特性的表面而得到，所述的有機氟整理劑為含有10～70g/L的有機氟樹脂、5～30g/L納米級無機固體顆粒的水體系，有機氟整理劑中進一步還含有硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑、氯化鎂及異丙醇中至少一種。本發(fā)明納米自清潔真絲綢及制品表面具有高的粗糙度因子，優(yōu)異的疏水、疏油、防塵等防污功能及優(yōu)良的耐久性和耐洗性，更為重要的是，在形成雙疏界面后，洗滌服裝時可以少用或不用洗滌劑，可節(jié)約洗滌用水，大大提高服裝環(huán)保性。
文檔編號D06M15/19GK1563555SQ200410016989
公開日2005年1月12日 申請日期2004年3月17日 優(yōu)先權日2004年3月17日
發(fā)明者韋鈞千 申請人:韋鈞千