專(zhuān)利名稱(chēng)：織物的溶膠凝膠負(fù)離子整理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種包括纖維素、蠶絲、聚酰胺、聚酯等纖維的織物的溶膠-凝膠負(fù)離子整理方法。
背景技術(shù)：
溶膠-凝膠技術(shù)多用于制備納米陶瓷粉和制膜上，應(yīng)用到紡織品上的研究報(bào)道較少見(jiàn)。但是根據(jù)基本原理，將其應(yīng)用到紡織品上，制備功能性織物是具有可行性而且有意義的。
利用溶膠-凝膠技術(shù)，通過(guò)浸軋或浸漬處理，可以在各種紡織品上形成透明的、粘附性強(qiáng)的金屬或非金屬氧化物薄膜。前驅(qū)體的種類(lèi)以及薄膜在織物表面的吸附狀態(tài)可賦予織物不同的性能，如抗磨強(qiáng)度、抗靜電性、粘性/抗粘性、著色、光澤、光致變色、紫外光穩(wěn)定性、生物相容性、生物催化作用、抗菌、抗過(guò)敏、生物活性物質(zhì)及香味的釋放。
對(duì)織物進(jìn)行整理使其釋放負(fù)離子的特性是新發(fā)展起來(lái)的一門(mén)技術(shù)，目前還處于探索階段，如在紡絲過(guò)程中添加電氣石細(xì)小微粒紡織纖維或紡成多孔纖維，或者將電氣石、碳粉細(xì)小微粒分散在涂層劑中進(jìn)行涂層等，但還存在一些有待解決的問(wèn)題，如細(xì)小粒子與紡織纖維的結(jié)合問(wèn)題，細(xì)小粒子的分散性問(wèn)題，細(xì)小粒子與紡織纖維的結(jié)合牢度問(wèn)題等等。
本發(fā)明采用硅烷偶聯(lián)劑作為前驅(qū)體在一定條件下制備了含硅元素的穩(wěn)定的納米溶膠，在一定條件下對(duì)織物進(jìn)行整理，在織物表面形成具有納米粒子和納米微孔的薄膜，賦予織物釋放負(fù)離子性能，克服電氣石粒子與纖維結(jié)合性差，粒子易聚集的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的提供一種纖維素、蠶絲等天然纖維、聚酰胺、聚酯等合成纖維及其混紡織物的溶膠-凝膠負(fù)離子整理方法。
本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種新型的負(fù)氧離子整理方法。硅烷偶聯(lián)劑在酸性或堿性條件下水解形成硅醇，硅醇在相同的條件下一部分醇羥基進(jìn)行縮合，生成硅酸酯，方程式如下(1)(2)(3)將其整理到織物上，在焙烘過(guò)程中，在織物上形成一層具有納米粒子和納米微孔薄膜，賦予織物釋放負(fù)離子性能。
本發(fā)明的方法包括下列步驟(1)納米溶膠整理液的制備將硅烷偶聯(lián)劑或其與C1-4的醇的混合液滴加到純水或含0.03％～0.1％含酸的水中，室溫下攪拌一定時(shí)間后陳化數(shù)小時(shí)得到透明的含硅的溶膠。硅烷偶聯(lián)劑、C1-4的醇、酸和水的重量百分比如下硅烷偶聯(lián)劑0.1％～90％、酸0～0.1％、C1-4的醇0-10％和水10％～95％。推薦重量百分比為5～50∶0～0.01∶0～0.1∶50～95。
所述的硅烷偶聯(lián)劑是γ-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、正硅酸甲酯或正硅酸乙酯。
所述的酸可以是包括在內(nèi)的無(wú)機(jī)酸或水溶性的有機(jī)酸，如鹽酸、硫酸、氫氟酸或醋酸等。
所述的C1-4的醇，如乙醇、甲醇或異丙醇等。
(2)負(fù)離子整理將織物在上述溶膠整理液中二浸二軋，壓力2～3Kg/cm2，在鼓風(fēng)烘箱中烘干，水洗或用堿中和，去除織物上過(guò)量的酸，避免高溫焙烘引起織物強(qiáng)力損失，然后在100～180℃焙烘0.5～10數(shù)分鐘。
所述的織物的可以是纖維素、蠶絲、聚酰胺或聚酯織物及其混紡織物。
(3)柔軟劑和粘合劑后處理為改善織物的手感，強(qiáng)力和提高納米凝膠粒子負(fù)離子的耐久性，織物負(fù)離子整理后需柔軟劑和粘合劑處理.具體方法如下將上述織物在含有機(jī)硅柔軟劑、聚丙烯酸酯粘合劑或無(wú)甲醛交聯(lián)粘合劑的水溶液的整理液中二浸二軋，壓力2～3Kg/cm2，將整理后的布在鼓風(fēng)烘箱中烘干，然后在100～140℃焙烘0.5～10分鐘。整理液中有機(jī)硅柔軟劑1～4％、聚丙烯酸酯粘合劑織物的重量百分比為2～8％，其余為水。
本發(fā)明選用硅烷偶聯(lián)劑作為前驅(qū)體制備了含硅的納米溶膠，采用浸軋這一適合紡織品的整理方法，只需對(duì)紡織品進(jìn)行100～180℃的熱處理，即可在纖維內(nèi)，外表面形成含硅酸酯的納米薄膜，可以釋放負(fù)離子。
這種負(fù)離子整理方法與現(xiàn)有納米材料負(fù)離子方法不同，它是運(yùn)用溶膠-凝膠過(guò)程在織物上形成硅酸酯納米溶膠粒子和納米微孔的薄膜，從而產(chǎn)生負(fù)離子的作用?？朔顺Ｒ?guī)細(xì)小粒在織物上易聚集，易泳移和結(jié)合力弱的缺點(diǎn)。同時(shí)發(fā)揮出納米粒子特殊的性能。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與傳統(tǒng)的溶膠-凝膠法工藝和納米材料負(fù)離子整理方法相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1.焙烘溫度低，只需要在100～180℃焙烘，比傳統(tǒng)溶液膠-凝膠工藝的焙烘溫度低200～600℃；2.采用粗糙表面作為成膜物質(zhì)，在基質(zhì)表面形成薄而透明的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)納米溶膠粒子膜；3.克服了細(xì)小粒子難分散以及穩(wěn)定性差的問(wèn)題；4.克服了細(xì)小粒子在織物上易聚集，易泳移，分散不均勻的缺點(diǎn)；5.克服了細(xì)小粒子與織物結(jié)合力弱，耐洗性差的弱點(diǎn)；6.粘合劑的使用，極大地提高織物負(fù)離子整理的耐久性；7.柔軟劑的使用，改善了織物的手感和舒適性。
具體實(shí)施例方式
通過(guò)下述實(shí)施例將有助于進(jìn)一步理解本發(fā)明，但是并不能限制本發(fā)明的的內(nèi)容。
實(shí)施例1(1)整理液的制備將47.2gγ-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷滴加到72g含pH為4的水溶液(鹽酸調(diào)節(jié)pH)中，室溫下攪拌2小時(shí)得到透明的含硅的溶膠。
(2)負(fù)離子整理將全棉府綢4040×3372在上述溶膠整理液中二浸二軋，壓力3Kg/cm，在鼓風(fēng)烘箱中105℃烘干，水洗或用堿中和(去除織物上過(guò)量的酸，避免高溫焙烘引起織物強(qiáng)力損失)，然后在170℃焙烘3分鐘。
(3)負(fù)離子測(cè)試 室溫輕輕揉搓用IC-1000型測(cè)試儀測(cè)試，每立方厘米負(fù)離子為4800個(gè)。
實(shí)施例2(1)整理液的制備將47.2gγ-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷滴加到54g含pH為4的水溶液(鹽酸調(diào)節(jié)pH)中，室溫下攪拌2小時(shí)得到透明的含硅的溶膠。
(2)負(fù)離子整理將全棉府綢4040×3372在上述溶膠整理液中二浸二軋，壓力3Kg/cm，在鼓風(fēng)烘箱中105℃烘干，水洗或用堿中和(去除織物上過(guò)量的酸，避免高溫焙烘引起織物強(qiáng)力損失)，然后在170℃焙烘3分鐘。
(3)負(fù)離子測(cè)試水洗50次后陰干，室溫輕輕揉搓用IC-1000型測(cè)試儀測(cè)試，每立方厘米負(fù)離子為5300個(gè)。
實(shí)施例3(1)溶膠整理液的制備將47.2gγ-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷滴加到54g含pH為4的水溶液(鹽酸調(diào)節(jié)pH)中，室溫下攪拌2小時(shí)得到透明的含硅的溶膠。
(2)負(fù)離子整理將全棉府綢4040×3372在上述溶膠整理液中二浸二軋，壓力3Kg/cm，在鼓風(fēng)烘箱中105℃烘干，水洗或用堿中和(去除織物上過(guò)量的酸，避免高溫焙烘引起織物強(qiáng)力損失)，然后在170℃焙烘3分鐘。
(3)柔軟劑和粘合劑后處理為改善織物的手感，強(qiáng)力和提高納米溶膠粒子負(fù)離子整理的耐久性，織物負(fù)離子整理后需柔軟劑和粘合劑處理。具體如下
將纖維素織物在含有機(jī)硅柔軟劑(1％)和聚丙烯酸酯粘合劑(3％)的整理液中二浸二軋，壓力3Kg/cm2，將整理后的布在鼓風(fēng)烘箱中烘干，然后在120℃焙烘3分鐘。
(4)負(fù)離子測(cè)試水洗50次后陰干，室溫輕輕揉搓用IC-1000型測(cè)試儀測(cè)試，每立方厘米負(fù)離子為6100個(gè)。
實(shí)施例4(1)整理液的制備將46.4g N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷滴加到72g純水溶液，室溫下攪拌2小時(shí)得到透明的含硅的溶膠。
(2)負(fù)離子整理將75g/m2真絲綢在上述溶膠整理液中二浸二軋，壓力3Kg/cm，在鼓風(fēng)烘箱中105℃烘干，然后在145℃焙烘3分鐘。
(3)負(fù)離子測(cè)試室溫輕輕揉搓用IC-1000型測(cè)試儀測(cè)試，每立方厘米負(fù)離子為6100個(gè)。
實(shí)施例5(1)整理液的制備將29.6g乙烯基三甲氧基硅烷滴加到72g含pH為4的水溶液(鹽酸調(diào)節(jié)pH)中，室溫下攪拌2小時(shí)得到透明的含硅的溶膠。
(2)負(fù)離子整理將70g/m2滌綸在上述溶膠整理液中二浸二軋，壓力3Kg/cm，在鼓風(fēng)烘箱中105℃烘干，水洗或用堿中和(去除織物上過(guò)量的酸，避免高溫焙烘引起織物強(qiáng)力損失)，然后在145℃焙烘3分鐘。
(3)負(fù)離子測(cè)試 室溫輕輕揉搓用IC-1000型測(cè)試儀測(cè)試，每立方厘米負(fù)離子為4800個(gè)。
權(quán)利要求
1，一種織物的溶膠—凝膠負(fù)離子整理方法，其特征在于如下方法(1)將織物在納米溶膠整理液中二浸二軋、壓力2～3Kg/cm2整理后烘干、水洗或用堿中和、然后在100～180℃焙烘數(shù)分鐘；(2)經(jīng)整理液處理過(guò)的織物，在含有0～4％有機(jī)硅柔軟劑、2～8％聚丙烯酸酯粘合劑或無(wú)甲醛交聯(lián)粘合劑的水整理液中二浸二軋，壓力2～3KG/cm2，然后在100～140℃焙烘數(shù)分鐘；所述的納米溶膠整理液含有下述重量百分比的物質(zhì)硅烷偶聯(lián)劑0.1％～90％、酸、C1-4的醇0-10％和水10％～95％。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種織物的溶膠—凝膠負(fù)離子整理方法，其特征在于所述的硅烷偶聯(lián)劑、酸、C1-4的醇和水的重量百分比5～50∶0～0.01∶0～0.1∶50～95。
3，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種織物的溶膠—凝膠負(fù)離子整理方法，其特征在于所述的硅烷偶聯(lián)劑是γ-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、正硅酸甲酯或正硅酸乙酯。
4，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種織物的溶膠—凝膠負(fù)離子整理方法，其特征在于所述的酸是包括在內(nèi)的無(wú)機(jī)酸或水溶性的有機(jī)酸。
5，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種織物的溶膠—凝膠負(fù)離子整理方法，特征在于所述的織物是纖維素、蠶絲等天然紆維、聚酰胺或聚酯等合成纖維及其混紡織物。
全文摘要
本發(fā)明是一種織物的溶膠—凝膠負(fù)離子整理方法，運(yùn)用溶膠凝膠技術(shù)，以硅酸酯作為前驅(qū)體制備了透明穩(wěn)定的納米溶膠，并采用軋—烘—焙工藝對(duì)纖維素、蠶絲等天然纖維、聚酰胺、聚酯等合成纖維進(jìn)行負(fù)離子整理，結(jié)合粘合劑和柔軟劑的使用，賦予織物優(yōu)異、持久的負(fù)離子性能和優(yōu)良的手感和舒適性.
文檔編號(hào)D06M15/21GK1587497SQ200410053180
公開(kāi)日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月27日
發(fā)明者杜鵑, 陳水林, 占莉 申請(qǐng)人:東華大學(xué)