一種智能透濕泡沫涂層整理劑及其應用
【專利摘要】本發明公開了一種智能透濕泡沫涂層整理劑，通過將PNCS微凝膠引入泡沫涂層整理劑將使得整理后的織物在低溫下防風保暖，高溫下具有較好的透濕性能。本發明進一步提出了上述整理劑在織物制備中的應用。本發明的整理劑組分間結合力強，化學試劑用量少，對環境保護污染程度小；同時，復配工藝簡單，乳化效果和均勻性好，處理效果均勻；與傳統的浸軋方式相比，帶液量降低，藥劑浪費少，可節約大量的能源和藥劑，同時能達到智能透濕效果。
【專利說明】
-種智能透濕泡沫涂層整理劑及其應用
技術領域
[0001] 本發明屬于織物制備與處理領域，具體地設及一種智能透濕泡沫涂層整理劑及其 應用。
【背景技術】
[0002] 所謂防水透濕涂層就是使汗水蒸汽能通過（透濕性），但又不讓雨水等水滴滲入 (防水性）的具有兩種功能的整理加工方法。一般織物要達到防水透濕的功能，可采用多種 加工方法，但是，如從織物防水透濕的原理來分類，則可分為兩大類:一類是在織物的表面 施加一層高分子薄膜，運類高分子材料能利用自身高分子結構中親水性鏈段的傳遞使單個 汗水蒸汽分子通過涂層織物；另一類是在織物表面施加一層連續的微多孔薄膜，來阻止水 滴滲入而汗水蒸汽則能透過，同樣達到防水透濕的目的。水性聚氨醋泡沫涂層可在織物表 面形成相互貫通的微孔薄膜，達到防水透濕的效果。但是形成的微孔大小不可調，不能滿足 在低溫下防風保暖，高溫下更加透濕的要求。
[0003] 現有的智能透濕技術主要應用形狀記憶聚氨醋，但制備過程復雜，且開關溫度及 透濕還不能適于人體舒適要求。也有研究者將具有溫度響應聚合物空屯、球引入聚合物膜材 料中來制備智能透濕薄膜，但在制備中引入有機溶劑，不符合環保的要求。
[0004] 到目前為止，國內外尚未見關于通過將溫度響應微凝膠引入泡沫涂層整理劑的報 道和專利。
【發明內容】
[0005] 發明目的:本發明所要解決的技術問題是提供一種智能透濕泡沫涂層整理劑及其 應用，特別是提供一種刺激響應微凝膠與水性聚氨醋的泡沫涂層整理劑的制備及應用，賦 予其智能防水透濕性。
[0006] 技術手段:為實現上述技術目的，本發明的智能透濕泡沫涂層整理劑的制備方法 如下：
[0007] (I)PNCS微凝膠的制備:將殼聚糖溶于冰醋酸的水溶液中，常溫下攬拌10~2地，得 到殼聚糖(CS)溶液;將NIPAAm(N-異丙基丙締酷胺）、MBA(N，N/-亞甲基雙丙締酷胺)和水按 照質量比1:0.Ol~0.05:30~50混合，并與配制好的CS溶液一起放入反應器中，通化去除 氧，超聲加熱至70~80°C后，將過硫酸鐘溶解在水中，過硫酸鐘與N-異丙基丙締酷胺的質量 比為0.04~0.08:1，倒入反應器，繼續超聲反應并保持溫度在70~80°(：，90~120111111后結束 反應，得到PNCS(聚N異丙基丙締酷胺接枝殼聚糖)微凝膠溶液；
[000引（2)整理劑的制備:將步驟（1)制備的PNCS微凝膠溶液加入到水性聚氨醋溶液中， 常溫下攬拌8~12h，加入起泡劑，攬拌5min~30min，得到整理劑。
[0009]優選地，步驟(2)中，水性聚氨醋溶液、PNCS微凝膠溶液和起泡劑的用量質量比為1 ~3:1~4:0.5~2,其中，水性聚氨醋的固含量為30~50wt % ,PNCS微凝膠的濃度為2~ 15wt%，起泡劑的濃度為5~15wt%。
[0010] 所述的起泡劑為非離子表面活性劑或陰離子表面活性劑。
[0011] 所述的非離子表面活性劑為挪子油脂肪酸二乙醇酷胺、烷基酪聚氧乙締酸中的任 意一種;所述的陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸鋼、十二烷基苯橫酸鋼、月桂醇硫酸醋鋼 鹽中的任意一種。
[0012] 本發明進一步提出了上述智能透濕泡沫涂層整理劑在織物制備中的應用。
[0013] 在具體的應用過程中，包括如下步驟：
[0014] (1)通過泡沫發生器向智能透濕泡沫涂層整理劑中打入空氣形成泡沫；
[0015] (2)通過泡沫施加裝置將步驟(1)制備的泡沫涂覆于織物上，使泡沫滲透到織物表 面，達到規定的深度范圍后，擠社使泡沫全部破裂，從而使破裂后形成的溶液深入到織物內 部；
[0016] (3)將經過步驟(2)處理后的織物烘干、賠烘得到處理后的織物。
[0017] 優選地，步驟（1)中，控制發泡比在1:1~20(發泡比=原液質量/相同體積泡沫質 量二原液密度/泡沫密度二原液體積/泡沫體積），并添加增粘劑，形成0.5~0.05克/立方厘 米密度和1000~2500mPas粘度的泡沫。
[0018] 步驟(2)中，所述深度范圍為泡沫涂層深度的1/20~1/10。
[0019] PNCS微凝膠具有溫度響應特性，即在溫度低于最低臨界溶點溫度(LCST)時，微凝 膠溶脹，體積變大;高于LCST時，微凝膠脫水，體積變小。單純的PNIPAAm微凝膠在溫度高于 LCST時，將變得疏水，若應用到織物上將不利于織物高溫下的透濕。在PNIPAAm中引入親水 基團并將其應用到織物上，將使得織物高溫下的透濕更好。為了改善PNIPAAm在溫度高于 LCST時的親水性，嘗試在PNIPAAm分子中引入親水性物質殼聚糖。一方面CS含親水基團比較 多，另一方面，PNIPAAm在局溫下體積變小，在織物表面上形成的孔徑變大，兩方面的原因都 能使得在高溫下的透濕提高。而且，由于CS活性基團多，使得殼聚糖改性的PNIPAAm能更好 的處理到織物上。
[0020] 將PNCS微凝膠引入泡沫涂層整理劑將使得整理后的織物在低溫下防風保暖，高溫 下具有較好的透濕性能。
[0021] 有益效果：與現有技術相比，本發明的整理劑組分間結合力強，化學試劑用量少， 對環境保護污染程度小；同時，復配工藝簡單，乳化效果和均勻性好，處理效果均勻；與傳統 的浸社方式相比，帶液量降低，藥劑浪費少，可節約大量的能源和藥劑，同時能達到智能透 濕效果。
【附圖說明】
[0022] 圖1為非發泡涂層（即普通的浸社法)與本發明實施例制備的泡沫涂層(發泡涂層） 在不同溫濕度下的透濕率對比圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面通過具體的實施例詳細說明本發明。本發明中實用的化學試劑均為常規化學 試劑。
[0024] 實施例1:透濕泡沫涂層整理劑的制備和應用。
[002引（1 )PNCS微凝膠的制備:將0.5g殼聚糖放入50ml濃度為0.8% (v/v)的冰醋酸水溶 液中，常溫下500~6(K)r/min攬拌10~24小時，靜置4~I化得到CS溶液;將2g NIPAAm、0.02g MBA(lwt%NIPAAm)與60g水混和，并與配好的CS溶液一起放入配有溫度計和化導管的圓底 燒瓶中。通化半小時W去除氧，超聲加熱到75 °C后，將0.12巧PS溶解在5ml水中得到的溶液 預先加熱到75°C后倒入燒瓶，反應液在3min內變渾濁。繼續超聲并保持溫度在75°C，100min 后結束反應得到PNSC微凝膠溶液；
[0026] (2)起泡整理劑的制備:將水性聚氨醋、PNCS微凝膠和起泡劑分別加水配成濃度分 別為40wt %、IOwt %、IOwt %的溶液。將具有刺激響應的PNCS微凝膠溶液，W物理混和的方 式加入水性聚氨醋溶液中，在常溫下攬拌12h后，加入發泡劑后用泡沫發生器發泡lOmin，得 到起泡整理劑，=者的質量比例為2:2:1，其中，使用的起泡劑為挪子油脂肪酸二乙醇酷胺。
[0027] (3)泡沫涂層整理：
[00巧]棉織物:經過退漿的平紋棉布，40tex X 52.5tex，390根/IOcm X 246根/10cm。
[0029] 采用步驟(2)制備的整理液，棉織物泡沫涂層整理步驟如下：
[0030] 制備泡沫:通過泡沫發生器在含有發泡助劑的后整理液中打入空氣，加入增粘劑， 使發泡形成0.5~0.05克/立方厘米密度和1000~2500mPas粘度的泡沫；
[0031] 泡沫涂層:通過泡沫施加裝置將上述的制備的泡沫涂覆于織物上，泡沫立即瞬時 滲透到全部纖維表面，達到規定的深度的范圍后，再通過擠社裝置擠社，時泡沫全部破裂， 溶液隨之滲入到纖維內部。
[0032] 烘干、賠烘:將經過泡沫涂層的織物通過烘干裝置直接進行烘干、賠烘。
[0033] 對本實施例制備具有泡沫涂層的織物在不同濕度和溫度下的透濕率進行測試，同 時選擇非發泡涂層作為對比例，其制備方法為普通浸社法。測試方法為：用YG(B)216-II型 透濕量儀測此兩種整理織物在50%畑，90%畑及20°C，40°C下的水蒸氣透過率(WVP)。測得 的結果為吸濕前后量杯的重量，計算得出差值。結果如圖1所示。從結果中可W看出，本發明 制備的發泡涂層具有較好的透濕效果。
[0034] 織物剪成透濕杯蓋大小的圓形，透濕杯內徑為60mm。
[0035] 、 (2-4)
[0036] 式中，WVP為透濕率，克每平方米24小時[g/m2 ? 24h]; A M為同一透濕杯兩次稱量 之差，g; A為試樣的試驗面積，m2; t為試驗時間，h。
[0037] 實施例2透濕泡沫涂層整理劑的制備和應用
[0038] 本實施的透濕泡沫涂層整理劑的制備方法大致同實施例1，不同的是，水性聚氨醋 溶液、PNCS微凝膠和起泡劑的用量比為2:3:1，其中，起泡劑使用的是十二烷基硫酸鋼。所制 備的發泡涂層經測試在相對濕度為50%、溫度40°C的條件下，透濕率為1600;在相對濕度 90%、溫度40°C的條件下，透濕率為2300。
[0039] 實施例3透濕泡沫涂層整理劑的制備和應用
[0040] 本實施的透濕泡沫涂層整理劑的制備方法大致同實施例1，不同的是，水性聚氨醋 溶液、PNCS微凝膠和起泡劑的用量比為2:1:1，其中，起泡劑使用的是十二烷基硫酸鋼。所制 備的發泡涂層經測試在相對濕度為50%、溫度40°C的條件下，透濕率為1200;在相對濕度 90 %、溫度40°C的條件下，透濕率為1900。
[0041] 本發明的整理劑組分間結合力強，化學試劑用量少，對環境保護污染程度小；同 時，復配工藝簡單，乳化效果和均勻性好，處理效果均勻;與傳統的浸社方式相比，帶液量降 低，藥劑浪費少，可節約大量的能源和藥劑，同時能達到智能透濕效果。
【主權項】
1. 一種智能透濕泡沫涂層整理劑，其特征在于，其制備方法如下： (1) PNCS微凝膠的制備:將殼聚糖溶于冰醋酸的水溶液中，常溫下攪拌10~24h，得到殼 聚糖溶液;將N-異丙基丙烯酰胺、N，Y -亞甲基雙丙烯酰胺和水按照質量比1:0.01~0.05: 30~50混合，并與配制好的殼聚糖溶液一起放入反應器中，通N 2去除氧，超聲加熱至70~80 °C后，將過硫酸鉀溶解在水中，過硫酸鉀與N-異丙基丙烯酰胺的質量比為0.04~0.08:1，倒 入反應器，繼續超聲反應并保持溫度在70~80 °C，90~120min后結束反應，得到聚N異丙基 丙烯酰胺接枝殼聚糖微凝膠溶液，簡稱PNCS微凝膠溶液； (2) 整理劑的制備:將步驟（1)制備的PNCS微凝膠溶液加入到水性聚氨酯溶液中，常溫 下攪拌8~12h，加入起泡劑，攪拌5min~30min，得到整理劑。2. 根據權利要求1所述的智能透濕泡沫涂層整理劑，其特征在于，步驟(2)中，水性聚氨 酯溶液、PNCS微凝膠溶液和起泡劑的用量質量比為1~3:1~4:0.5~2,其中，水性聚氨酯的 固含量為30~50wt%，PNCS微凝膠溶液的濃度為2~15wt%，起泡劑的濃度為5~15wt%。3. 根據權利要求1或2所述的智能透濕泡沫涂層整理劑，其特征在于，所述的起泡劑為 非離子表面活性劑或陰離子表面活性劑。4. 根據權利要求3所述的智能透濕泡沫涂層整理劑，其特征在于，所述的非離子表面活 性劑為椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、烷基酚聚氧乙烯醚中的任意一種;所述的陰離子表面活 性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、月桂醇硫酸酯鈉鹽中的任意一種。5. 權利要求1所述的智能透濕泡沫涂層整理劑在織物制備中的應用。6. 根據權利要求5所述的應用，其特征在于，包括如下步驟： (1) 通過泡沫發生器向智能透濕泡沫涂層整理劑中打入空氣形成泡沫； (2) 通過泡沫施加裝置將步驟（1)制備的泡沫涂覆于織物上，使泡沫滲透到織物表面， 達到規定的深度范圍后，擠乳使泡沫全部破裂，從而使破裂后形成的溶液深入到織物內部； (3) 將經過步驟(2)處理后的織物烘干、焙烘得到處理后的織物。7. 根據權利要求6所述的應用，其特征在于，步驟（1)中，控制發泡比在1:1~20,并添加 增粘劑，形成〇. 5~0.05克/立方厘米密度和1000~2500mPas粘度的泡沫。8. 根據權利要求6所述的應用，其特征在于，步驟(2)中，所述深度范圍為泡沫涂層深度 的1/20~1/10。
【文檔編號】C08F222/38GK105908506SQ201610235912
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月15日
【發明人】王瑋玲, 熊新, 于學華
【申請人】鹽城工學院