一種納米復(fù)合乳液紡織品涂層整理劑及制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明適用于涂層整理劑制備領(lǐng)域，提供了一種納米復(fù)合乳液紡織品涂層整理劑及制備方法，首先有機(jī)改性蒙脫土，合成聚氨酯預(yù)聚體，將水性聚氨酯大分子和丙烯酸酯單體乳化，并插層蒙脫土，將復(fù)合乳液原位聚合制成水性乳液型涂層整理劑，用于紡織品的多功能整理。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種納米復(fù)合乳液紡織品涂層整理劑及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于涂層整理劑制備領(lǐng)域，尤其涉及一種納米復(fù)合乳液紡織品涂層整理劑及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氨酯(PU)具有優(yōu)良的低溫性能、彈韌性、耐油、耐候性、耐磨、附著力等性能；織物涂層水性PU，具有較好的防水、耐磨性、挺括、防皺和手感好等特點(diǎn)，改善織物的起毛起球現(xiàn)象、提高抗靜電性。但是PU涂膜有光澤、高溫性能差等缺點(diǎn)。聚丙烯酸酯(PA)具有價(jià)格較低、性能較好的優(yōu)點(diǎn)，被大量用于紡織品的功能整理劑或涂層整理劑。但是，聚丙烯酸酯在紡織品上形成的涂膜存在耐磨性差、防水性差等缺點(diǎn)。根據(jù)聚氨酯和聚丙烯酸酯在性能上的互補(bǔ)性，利用高分子共聚的原理，可以少量的水性聚氨酯對(duì)聚丙烯酸酯改性，制備出水性聚氨酯改性的聚丙烯酸酯。
[0003]納米技術(shù)是當(dāng)今新材料科學(xué)里一個(gè)非常重要的研究和開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，各種納米材料的應(yīng)用研究不斷發(fā)展和深化。在紡織高新技術(shù)中，提倡研究納米技術(shù)和功能材料制備新原理，開(kāi)發(fā)高性能多功能的納米智能整理技術(shù)。資源豐富、價(jià)格低廉的蒙脫土(MMT)具有片層狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)插層或剝離方法，使高聚物與蒙脫土層狀材料在納米尺寸上的復(fù)合。
[0004]蒙脫土又稱(chēng)蒙脫石或膨潤(rùn)土，是含水鋁硅酸鹽土狀礦物，主要成分為二氧化硅和三氧化二鋁，內(nèi)有少量鈣、鎂、鉀等堿金屬。蒙脫土的層狀單元結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)硅氧四面體層夾一個(gè)鋁氧八面體組成，靠共用的氧原子連接，其中單片層厚約lnm，長(zhǎng)寬約lOOnm，片層之間的距離約1.2nm左右。鈉基蒙脫土是一種層狀硅酸鹽聚集體，片層的表面為硅酸鹽陰離子，具有親水性，片層之間主要是Na+。如果Na+被季銨鹽陽(yáng)離子交換，隨之進(jìn)入片層的還有連接在季銨鹽陽(yáng)離子上的長(zhǎng)鏈烷基，例如十二烷基、十六烷基、十八烷基等，則在片層間由于長(zhǎng)鏈烷基的存在，片層間距增加，使蒙脫土具有親油性。
[0005]因此，一些疏水性有機(jī)單體或其膠束可能被長(zhǎng)鏈烷基包裹在片層之間，例如丙烯酸酯單體、苯乙烯單體等，通過(guò)引發(fā)聚合形成的聚合物存在于片層間或者撐開(kāi)片層使之剝離，制成有機(jī)/無(wú)機(jī)納米復(fù)合乳液。此外，采用有機(jī)季銨鹽改性蒙脫土可以使之帶陽(yáng)離子，具有抗菌性能；由于蒙脫土的耐熱解性，使含有蒙脫土的整理劑具有一定的阻燃性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于:提供一種納米復(fù)合乳液紡織品涂層整理劑的制備方法，旨在獲得更高性能的涂層整理劑。
[0007]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種納米復(fù)合乳液紡織品涂層整理劑的制備方法，所述方法包括下述步驟:
將蒙脫土和水以1-5:16-24的料液比混合形成懸浮液。加入一定量的Na2SiO3或Na2CO3，調(diào)節(jié)pH值至9-12，在40°C -80°C溫度下充分?jǐn)嚢?，形成Na+離子純化的蒙脫土 ；
將上述純化蒙脫土懸浮液與改性劑以16-60:1-3的料液比在40°C _90°C溫度下進(jìn)行充分離子交換反應(yīng)，然后用去離子水洗滌去除游離Cl—離子，再真空干燥至恒重，研磨，過(guò)篩得到有機(jī)化蒙脫土；
用多元醇和多異氰酸酯反應(yīng)制備聚氨酯預(yù)聚物，然后擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈，再與不飽和化合物封端反應(yīng)，提純后用堿中和，得到含有乙烯基的聚氨酯預(yù)聚體；
將上述2份-20份聚氨酯預(yù)聚體和30份-90份，丙烯酸類(lèi)單體、丙烯酸酯類(lèi)單體和乙烯基單體中的兩種或三種的混合物，加入I份-20份的有機(jī)改性蒙脫土，攪拌分散，加入去離子水和乳化劑，高速剪切乳化，制備乳液原位插層蒙脫土的復(fù)合物；
取上述復(fù)合乳液20份-100份，加入0.2份-2份無(wú)機(jī)鹽引發(fā)劑，聚合得到水性聚氨酯/聚丙烯酸酯/蒙脫土納米復(fù)合乳液。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于:提供一種按照上述制備方法制備的納米復(fù)合乳液紡織品涂層整理劑。
[0009]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明通過(guò)采用有機(jī)化改性蒙脫土，并將聚氨酯大分子、丙烯酸酯單體等插層蒙脫土，通過(guò)復(fù)合乳液原位插層聚合法制備納米復(fù)合的乳液型織物涂層整理劑，可應(yīng)用于紡織品的拒污、拒水、阻燃、抗菌等多功能納米涂層整理。
【具體實(shí)施方式】
[0010]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0011 ] 本發(fā)明提供的納米復(fù)合乳液紡織品涂層整理劑的制備方法，首先有機(jī)改性蒙脫土，合成聚氨酯預(yù)聚體，將水性聚氨酯大分子和丙烯酸酯單體乳化，并插層蒙脫土，將復(fù)合乳液原位聚合制成水性乳液型涂層整理劑，用于紡織品的多功能整理。
[0012]所述納米復(fù)合乳液紡織品涂層整理劑的制備方法按如下步驟進(jìn)行:
(O蒙脫土的純化:將蒙脫土和水以1-5:16-24的料液比混合形成懸浮液。加入一定量的Na2SiO3或Na2CO3,調(diào)節(jié)pH值至9-12，在40°C _8(TC溫度下充分?jǐn)嚢?，使Na+離子充分交換蒙脫土的Ca2+、Mg2+離子等，形成Na+離子純化的蒙脫土。
[0013]現(xiàn)有的蒙脫土或膨潤(rùn)土主要含有Ca2+、Mg2+離子，其ζ _電位低、溶劑化層(水化層)薄，粘土顆粒容易聚集。蒙脫土純化的目的是拆開(kāi)粘土泥漿內(nèi)原有的聚集結(jié)構(gòu)，使粘土顆粒間有足夠的靜電斥力及溶劑化層，增加蒙脫土懸浮液的流動(dòng)性和分散性，有利于進(jìn)一步增加片層間距或剝離。在純化過(guò)程中，如果加入硅酸鈉或碳酸鈉等，由于Na+離子的電位高，會(huì)交換出原土的Ca2+、Mg2+離子，使片層之間的靜電排斥力增強(qiáng)；由于Na+離子的溶劑化層較厚，也使片層之間的距離增加，從使粘土顆粒在介質(zhì)中充分分散；電離的Si032_、C0廣與原土上吸附的Ca2+、Mg2+離子形成不可溶物或穩(wěn)定的絡(luò)合物，促進(jìn)了離子交換反應(yīng)的平衡。
[0014](2)蒙脫土的有機(jī)化改性:將上述純化蒙脫土懸浮液與改性劑以16-60:1-3的料液比在40°C _90°C溫度下進(jìn)行充分離子交換反應(yīng)(2?12h)，然后用去離子水洗滌去除游離Cr離子,至取洗漆液用0.lmol/L的AgNO3溶液滴定檢測(cè)無(wú)沉淀,再真空干燥至恒重，研磨，過(guò)篩得到有機(jī)化蒙脫土。
[0015]純化后的蒙脫土是一種層狀硅酸鹽聚集體，片層的表面為硅酸鹽陰離子，具有親水性，片層之間主要是Na+。如果Na+被改性劑中的陽(yáng)離子交換，隨之進(jìn)入片層的還有連接在改性劑中陽(yáng)離子上的長(zhǎng)鏈烷基，例如十二烷基、十六烷基、十八烷基等，則在片層間由于長(zhǎng)鏈烷基的存在，片層間距增加，使蒙脫土具有親油性。因此，一些疏水性有機(jī)單體或其膠束可能被長(zhǎng)鏈烷基包裹在片層之間，例如丙烯酸酯單體、苯乙烯單體等，通過(guò)引發(fā)聚合形成的聚合物存在于片層間或者撐開(kāi)片層使之剝離，制成有機(jī)/無(wú)機(jī)納米復(fù)合乳液。
[0016]所述的改性劑選用含有12?18烷基、氯或溴陽(yáng)離子的季銨鹽，優(yōu)選十二烷基三甲基氯化銨1231、十六烷基三甲基氯化銨1631、十八烷基三甲基氯化銨1831、十二烷基三甲基溴化銨DTAB、十四烷基三甲基溴化銨TTAB、十六烷基三甲基溴化銨CTAB等。
[0017]對(duì)有機(jī)化改性后的蒙脫土的測(cè)試或驗(yàn)證主要是通過(guò)X-衍射儀測(cè)定其衍射圖譜，根據(jù)衍射峰和衍射角計(jì)算片層間距。蒙脫土的X-R圖譜有一定的衍射峰，改性后蒙脫土的衍射峰發(fā)生偏移或者消失，根據(jù)偏移的位移和強(qiáng)度可以計(jì)算片層距離的變化，例如十六烷基三甲基溴化銨取代原土離子，可以使片層間距擴(kuò)大至1.2nm-3.0nm。如果衍射峰消失，則說(shuō)明蒙脫土片層發(fā)生了剝離。
[0018](3)聚氨酯預(yù)聚體的合成:采用不飽和化合物封端法合成帶有不飽和雙鍵(乙烯基)的聚氨酯預(yù)聚體(大分子單體)，即用多元醇和多異氰酸酯反應(yīng)制備聚氨酯預(yù)聚物，然后擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈，再與不飽和化合物封端反應(yīng)，提純后用堿中和，得到含有乙烯基的聚氨酯大分子。
[0019]具體的合成工藝為:稱(chēng)取2份-12份多元醇加入四頸燒瓶，真空脫水，將多異氰酸酯I份-10份在40°C -70°C下緩慢滴加到反應(yīng)物中，在40°C _90°C下加入有機(jī)溶劑稀釋(例如，丙酮等)，保溫反應(yīng)lh_2h，再緩慢加入0.2份-1份優(yōu)選的擴(kuò)鏈劑(例如二元醇或二元胺等)，然后在30°C _50°C下緩慢加入0.2份-2份用于封端反應(yīng)的帶有單羥基的丙烯酸酯單體，聚合得到聚氨酯預(yù)聚體。
[0020]常用于封端反應(yīng)的不飽和化合物主要有:丙烯酸羥烷基酯、馬來(lái)酸酐或富馬酸、(甲基)丙烯酸酐、丙烯酸-a-羥乙基酯、丙烯酸-β_羥乙基酯等。
[0021]所述多元醇可選用聚酯多元醇，例如聚乙二醇己二酸酯和聚丙二醇己二酸酯，或者選用聚醚多元醇，例如氧化乙烯與氧化丙烯共聚物、四氫呋喃聚醚等，但是大分子單體的長(zhǎng)鏈會(huì)影響不飽和端基的活性，對(duì)丙烯酸酯類(lèi)單體的聚合可能有一定的緩聚作用。
[0022]所述多異氰酸酯選用二異氰酸酯，例如甲苯二異氰酸酯(TDI )，異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI )，二苯基甲烷-4，4- 二異氰酸酯(MDI )，I, 6己二異氰酸酯(HDI )，苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)等。
[0023](4)乳液原位插層:將上述2份-20份聚氨酯預(yù)聚體和30份-90份的丙烯酸類(lèi)單體和乙烯基單體混合物，加入I份-20份的有機(jī)改性蒙脫土，攪拌分散，加入去離子水和乳化劑，高速剪切乳化，制備乳液原位插層蒙脫土的復(fù)合物。
[0024]為使本步驟效果更好，所述攪拌分散在60°C _80°C下攪拌分散4_12h，加入的去離子水為40份-200份，所述乳化劑為陰離子與非離子乳化劑復(fù)配的乳化劑，加入量為5份-20份。
[0025]本發(fā)明中，根據(jù)對(duì)整理劑不同的功能需求，通過(guò)優(yōu)選官能單體的組成變化進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，從而按照性能要求制備涂層整理劑。常用單體包括丙烯酸類(lèi)單體、丙烯酸酯類(lèi)單體和乙烯基類(lèi)單體等。丙烯酸酯類(lèi)主要是丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯等。此外，丙烯酸類(lèi)單體中還有一些功能性單體，例如，丙烯酸和甲基丙烯酸單體含有-COOH，可增加聚合物的親水性；N-羥甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等單體用于聚合物改性、交聯(lián)等；丙烯酸羥乙酯等單體提供聚合物活性和交聯(lián)度。丙烯酸丁酯單體，能改善整理劑的手感；甲基丙烯酸丁酯單體能改善拒水性能。
[0026]丙烯酸酯類(lèi)單體與一些乙烯基類(lèi)單體共聚可以提高共聚物性能，降低成本等。例如，丙烯酸酯-苯乙烯乳液涂膜具有優(yōu)良的耐光、耐水性；丙烯酸酯-氯乙烯乳液涂膜具有較好的氣體阻隔性、耐燃性、耐油性；丙烯酸酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯共聚物涂膜有較好的附著力；有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液涂膜增強(qiáng)了手感柔軟性、拒水性等。
[0027](5)原位插層乳液聚合反應(yīng):取上述復(fù)合乳液20份-100份，加入0.2份_2份無(wú)機(jī)鹽引發(fā)劑(例如過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨等)，聚合得到水性聚氨酯/聚丙烯酸酯/蒙脫土納米復(fù)合乳液。為使聚合反應(yīng)效果更好，在加入無(wú)機(jī)鹽引發(fā)劑后升溫至70°C -85°C下保溫 40min-80min。
[0028]通過(guò)乳液預(yù)插層使單體進(jìn)入蒙脫土的片層空間中，再引發(fā)聚合，形成的聚合物可能使蒙脫土片層間距增加或者撐開(kāi)片層直至片層剝離開(kāi)。由于多元單體共聚反應(yīng)得到無(wú)規(guī)共聚物，而各單體的竟聚率不同，一般采用半連續(xù)聚合工藝，不斷補(bǔ)充轉(zhuǎn)化率高的活潑單體，保持單體比例基本不變，通過(guò)加料速度控制聚合反應(yīng)速度，生成結(jié)構(gòu)比較均勻的共聚物。原位插層乳液聚合反應(yīng)的過(guò)程可以通過(guò)與反應(yīng)程度相關(guān)的參數(shù)來(lái)表征，例如轉(zhuǎn)化率、凝膠率、有無(wú)藍(lán)光乳膠粒等，以及通過(guò)乳液性能來(lái)觀察，例如乳膠粒徑、固含量、機(jī)械和化學(xué)穩(wěn)定性、粘度等。
[0029]要制得結(jié)構(gòu)和性能良好的復(fù)合乳液，需要考慮各種因素對(duì)乳液合成過(guò)程和乳液涂膜性能的影響，例如蒙脫土用量、反應(yīng)溫度、乳液PH值、乳化劑的種類(lèi)和用量、分子量調(diào)節(jié)劑等。復(fù)合乳液涂膜的性能與所用乳化劑的種類(lèi)和用量有關(guān)，例如十二烷基硫酸鈉等陰離子乳化劑制得復(fù)合乳液顆粒細(xì)，機(jī)械穩(wěn)定性好；吐溫60等非離子乳化劑制得復(fù)合乳液化學(xué)穩(wěn)定性好。優(yōu)選復(fù)配陰離子和非離子乳化劑，具有協(xié)同增效作用。
[0030]制備好的納米復(fù)合乳液紡織品涂層整理劑通過(guò)浸軋、涂層到紡織品織物上，在IOO0C -180°c下烘燥lmin-3min，即可獲得具有拒污、拒水、阻燃、抗菌等多功能納米涂層整理的紡織品。
[0031]本發(fā)明的特點(diǎn)如下:
(I)本發(fā)明原料低廉易得、工藝及設(shè)備簡(jiǎn)單、產(chǎn)品環(huán)保。水性聚氨酯/聚丙烯酸酯/蒙脫土納米復(fù)合紡織品涂層整理劑是一種多元功能性整理劑，使被處理織物具有拒水、拒污、阻燃、抗菌功能。
[0032](2)水性聚氨酯/聚丙烯酸酯/蒙脫土納米復(fù)合紡織品涂層整理劑是一種有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化的納米復(fù)合材料，蒙脫土(MMT)的片層狀結(jié)構(gòu)厚約lnm，片層之間的距離約
1.2nm-3.0nm,通過(guò)插層或剝離方法，使高聚物與蒙脫土層狀材料在納米尺寸上復(fù)合，能夠?yàn)閺?fù)合材料提供優(yōu)異的增韌、增強(qiáng)、阻燃等性能。
[0033](3)通過(guò)分子設(shè)計(jì)，合成方法創(chuàng)新，制備性能優(yōu)良的聚合物基體。優(yōu)選特定的多元醇、多異氰酸酯、擴(kuò)鏈劑、不飽和化合物、堿劑等制備有親水性或阻燃性的預(yù)聚體，優(yōu)選特定的蒙脫土用量、丙烯酸類(lèi)單體、乙烯基類(lèi)單體、乳化劑的種類(lèi)和用量、分子量調(diào)節(jié)劑等進(jìn)行復(fù)合乳液插層聚合反應(yīng)制備該類(lèi)復(fù)合紡織品涂層整理劑。
[0034]以下為上述納米復(fù)合乳液紡織品涂層整理劑制備方法的幾個(gè)具體實(shí)施例。[0035]實(shí)施例1
(I)蒙脫土的純化:將5份-20份蒙脫土分散在80份-120份水中形成懸浮液，加入一定量的Na2SiO3或Na2CO3,調(diào)節(jié)pH值至9-12，在70°C _80°C溫度下攪拌4 h_8h，使Na+離子充分交換蒙脫土的Ca2+、Mg2+離子等，形成Na+離子純化的蒙脫土。
[0036](2)蒙脫土的有機(jī)化改性:將80份-120份上述純化蒙脫土懸浮液與2份_6份十六烷基三甲基氯化銨1631在90°C溫度下進(jìn)行離子交換反應(yīng)2h-4h，然后用去離子水洗滌去除游離Cr離子,至取洗漆液用0.lmol/L的AgNO3溶液滴定檢測(cè)無(wú)沉淀,再真空干燥至恒重，研磨，過(guò)325目篩得到有機(jī)化蒙脫土。
[0037](3)聚氨酯預(yù)聚體的合成:稱(chēng)取8份-12份優(yōu)選的多元醇加入四頸燒瓶，在80 0C -90°C下真空脫水60min-120min，將優(yōu)選的多異氰酸酯2份-10份在40°C -70 °C下lh-2h內(nèi)滴加到反應(yīng)物中，在40°C _90°C下加入有機(jī)溶劑稀釋?zhuān)胤磻?yīng)lh-2h，在300C -50°C下緩慢加入0.2份-1份優(yōu)選擴(kuò)鏈劑，然后在30°C _50°C下緩慢加入0.2份-2份優(yōu)選的有單羥基的丙烯酸酯單體，得到聚氨酯預(yù)聚體。
(4)乳液原位插層:將上述5份-20份聚氨酯預(yù)聚體和60份-90份多種乙烯基單體混合，加入I份-20份的有機(jī)改性蒙脫土，在60°C -80°C下攪拌分散4-12h，然后加入80份-200份的去離子水和10份-20份的陰離子與非離子乳化劑復(fù)配的乳化劑，用高速乳化機(jī)在8000rpm-20000rpm下剪切乳化0.5h_2.0h,制備乳液原位插層蒙脫土的復(fù)合物。
[0038](5)原位插層乳液聚合反應(yīng):將取上述復(fù)合乳液40份-100份，加入0.2份_2份無(wú)機(jī)鹽引發(fā)劑，升溫至70°C _85°C下保溫40min-80min，得到水性聚氨酯/聚丙烯酸酯/蒙脫土納米復(fù)合乳液。
[0039]實(shí)施例2
(I)蒙脫土的純化:將I份-5份蒙脫土分散在16份-24份水中形成懸浮液，加入一定量的Na2SiO3或Na2CO3,調(diào)節(jié)pH值至9_12，在70°C _80°C溫度下攪拌2h_4h，使Na+離子充分交換蒙脫土的Ca2+、Mg2+離子等，形成Na+離子純化的蒙脫土。
[0040](2)蒙脫土的有機(jī)化改性:將16份-24份上述純化蒙脫土懸浮液與I份_3份十六烷基三甲基氯化銨1631在90°C溫度下進(jìn)行離子交換反應(yīng)lh-3h，然后用去離子水洗滌去除游離Cr離子，至取洗滌液用0.lmol/L的AgNO3溶液滴定檢測(cè)無(wú)沉淀，再真空干燥至恒重，研磨，過(guò)325目篩得到有機(jī)化蒙脫土。
[0041](3)聚氨酯預(yù)聚體的合成:稱(chēng)取2份-4份優(yōu)選的多元醇加入四頸燒瓶，在80 V -90 °C下真空脫水60min-120min，將優(yōu)選的多異氰酸酯I份_5份在40 V -70 V下lh-2h內(nèi)滴加到反應(yīng)物中，在40°C _90°C下加入有機(jī)溶劑稀釋?zhuān)胤磻?yīng)lh-2h，在300C -50°C下緩慢加入0.2份-1份優(yōu)選擴(kuò)鏈劑，然后在30°C _50°C下緩慢加入0.2份-2份優(yōu)選的有單羥基的丙烯酸酯單體，得到聚氨酯預(yù)聚體。
(4)乳液原位插層:將上述2份-10份聚氨酯預(yù)聚體和30份-60份多種乙烯基單體混合，加入I份-10份的有機(jī)改性蒙脫土，在60°C -80°C下攪拌分散4-12h，然后加入40份-100份的去離子水和5份-10份的陰離子與非離子乳化劑復(fù)配的乳化劑，用高速乳化機(jī)在8000rpm-20000rpm下剪切乳化0.5h_2.0h,制備乳液原位插層蒙脫土的復(fù)合物。
[0042](5)原位插層乳液聚合反應(yīng):將取上述復(fù)合乳液20份-50份，加入0.2份_2份無(wú)機(jī)鹽引發(fā)劑，升溫至70°C _85°C下保溫40min-80min，得到水性聚氨酯/聚丙烯酸酯/蒙脫土納米復(fù)合乳液。
[0043]本發(fā)明根據(jù)聚丙烯酸酯成本低、水性聚氨酯性能優(yōu)良、納米蒙脫土阻燃抗菌等特點(diǎn)，將三者原位乳液聚合反應(yīng)制成水性聚氨酯/聚丙烯酸酯/蒙脫土納米復(fù)合紡織品涂層整理劑，為紡織品提供多功能后整理。該方法工藝易于控制，原料易得，是一項(xiàng)原創(chuàng)性技術(shù)研究。通過(guò)采用有機(jī)化改性蒙脫土，并將聚氨酯大分子、丙烯酸酯單體等插層蒙脫土，通過(guò)復(fù)合乳液原位插層聚合法制備納米復(fù)合的乳液型織物涂層整理劑(PUAM納米復(fù)合乳液)，可應(yīng)用于紡織品的拒污、拒水、阻燃、抗菌等多功能納米涂層整理。
[0044]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種納米復(fù)合乳液紡織品涂層整理劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟: 將蒙脫土和水以1-5:16-24的料液比混合形成懸浮液，加入一定量的Na2SiO3或Na2CO3，調(diào)節(jié)pH值至9-12，在40°C -80°C溫度下充分?jǐn)嚢?，形成Na+離子純化的蒙脫土 ； 將上述純化蒙脫土懸浮液與改性劑以16-60:1-3的料液比在40°C _90°C溫度下進(jìn)行充分離子交換反應(yīng)，然后用去離子水洗滌去除游離Cl—離子，再真空干燥至恒重，研磨，過(guò)篩得到有機(jī)化蒙脫土； 用多元醇和多異氰酸酯反應(yīng)制備聚氨酯預(yù)聚物，然后擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈，再與不飽和化合物封端反應(yīng)，提純后用堿中和，得到含有乙烯基的聚氨酯預(yù)聚體； 將上述2份-20份聚氨酯預(yù)聚體和30份-90份，丙烯酸類(lèi)單體、丙烯酸酯類(lèi)單體和乙烯基單體中的兩種或三種的混合物，加入I份-20份的有機(jī)改性蒙脫土，攪拌分散，加入去離子水和乳化劑，高速剪切乳化，制備乳液原位插層蒙脫土的復(fù)合物； 取上述復(fù)合乳液20份-100份，加入0.2份-2份無(wú)機(jī)鹽引發(fā)劑，聚合得到水性聚氨酯/聚丙烯酸酯/蒙脫土納米復(fù)合乳液。
2.如權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合乳液紡織品涂層整理劑的制備方法，其特征在于，所述改性劑選用十二烷基三甲基氯化銨1231、十六烷基三甲基氯化銨1631、十八烷基三甲基氯化銨1831、十二烷基三甲基溴化銨DTAB、十四烷基三甲基溴化銨TTAB、十六烷基三甲基溴化銨CTAB中的一種。
3.如權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合乳液紡織品涂層整理劑的制備方法，其特征在于，所述用多元醇和多異氰酸酯反應(yīng)制備聚氨酯預(yù)聚物，然后擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈，再與不飽和化合物封端反應(yīng)，提純后用堿中和，得到含有乙烯基的聚氨酯預(yù)聚體的步驟具體為: 稱(chēng)取2份-12份多元醇加入四頸燒瓶，真空脫水，將多異氰酸酯I份-10份在400C _70°C下緩慢滴加到反應(yīng)物中，在40°C _90°C下加入有機(jī)溶劑稀釋?zhuān)胤磻?yīng)lh_2h，再緩慢加入0.2份-1份優(yōu)選的擴(kuò)鏈劑，然后在30°C _50°C下緩慢加入0.2份-2份用于封端反應(yīng)的帶有單羥基的丙烯酸酯單體，聚合得到聚氨酯預(yù)聚體。
4.如權(quán)利要求3所述的納米復(fù)合乳液紡織品涂層整理劑的制備方法，其特征在于，所述多元醇選用聚酯多元醇或聚醚多元醇；所述多異氰酸酯選用二異氰酸酯。
5.如權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合乳液紡織品涂層整理劑的制備方法，其特征在于，所述將上述2份-20份聚氨酯預(yù)聚體和30份-90份的，丙烯酸類(lèi)單體、丙烯酸酯類(lèi)單體和乙烯基單體中的兩種或三種的混合物，加入I份-20份的有機(jī)改性蒙脫土，在60°C _80°C下攪拌分散4_12h,加入40份-200份的去尚子水和5份-20份的陰尚子與非尚子乳化劑復(fù)配的乳化劑，高速剪切乳化，制備乳液原位插層蒙脫土的復(fù)合物。
6.如權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合乳液紡織品涂層整理劑的制備方法，其特征在于，所述在加入無(wú)機(jī)鹽引發(fā)劑后升溫至70°C _85°C下保溫40min-80min。
7.如權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合乳液紡織品涂層整理劑的制備方法，其特征在于，所述方法還包括根據(jù)對(duì)整理劑不同的功能需求，通過(guò)優(yōu)選官能單體的組成變化進(jìn)行分子設(shè)計(jì)的步驟。
8.一種按照權(quán)利要求1所述的制備方法制備的納米復(fù)合乳液紡織品涂層整理劑。
【文檔編號(hào)】C08F212/08GK103696261SQ201310740191
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】陽(yáng)建斌, 鄭光洪, 伏宏彬 申請(qǐng)人:成都紡織高等專(zhuān)科學(xué)校