無氟防水劑及其制備方法、紡織品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種無氟防水劑及其制備工藝和應(yīng)用，所述無氟防水劑不含氟元素，按質(zhì)量百分比包括以下組分：聚氨酯10—20%、石蠟10—20%、表面活性劑1—10%、助劑0.001—10%和水。本發(fā)明提供的無氟防水劑具有良好的防水效果，綠色環(huán)保。本發(fā)明采用聚氨酯作為關(guān)鍵組分，相對現(xiàn)有技術(shù)，具有更好的防水效果和持久性。
【專利說明】無氟防水劑及其制備方法、紡織品
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紡織助劑領(lǐng)域，具體而言是一種紡織品用無氟防水劑及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]紡織品的防水性能通常是經(jīng)防水劑整理而獲得的。目前市場份額最多的防水劑是含氟類防水劑。含氟類防水劑價格昂貴，難降解、有生物積累毒性，正逐步被限用和禁用。采用無氟防水劑是發(fā)展趨勢。
[0003]2010年03月06日申請、申請?zhí)?01080009570.7的中國專利申請公開了一種無氟防水劑，包含聚合物、石蠟和分散劑。該專利采用丙烯酸酯聚合物作為關(guān)鍵組分，使防水劑的防水性和耐洗滌性能受到局限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種無氟防水劑及其制備方法，使該無氟防水劑具有更好的防水效果和耐洗滌性能。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供應(yīng)用上述無氟防水劑的紡織品。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種一種無氟防水劑，各組分及質(zhì)量百分比如下: 聚氨酯10 — 20%，石蠟10 — 20%，表面活性劑I一 10%，助劑0.001 —10%，余量為水； 所述聚氨酯由多異氰酸酯、含活潑氫物質(zhì)、親水劑和封閉劑等原料反應(yīng)得到，所述原料
占聚氨酯的質(zhì)量百分比為:多異氰酸酯10 — 85%、含活潑氫物質(zhì)0.5 — 85%、親水劑0.5—20%、封閉劑 0.5—30% ；
所述多異氰酸酯是帶有兩個或兩個以上異氰酸酯基團物質(zhì)的一種或多種混合；
所述親水劑是能與多異氰酸酯反應(yīng)，且?guī)в杏H水基團物質(zhì)的一種或多種混合，親水基團為仲胺、叔胺、季銨或咪唑啉基團的一種或多種；
所述封閉劑是帶有封閉基團物質(zhì)的一種或多種混合，封閉基團能與異氰酸酯基團反應(yīng)生成化學(xué)鍵，該化學(xué)鍵常溫穩(wěn)定，2800C以下加熱時會斷裂，重新生成封閉基團和異氰酸酯基團；
所述含活潑氫物質(zhì)是能與多異氰酸酯反應(yīng)，且不含有親水基團和封閉基團物質(zhì)的一種或多種混合；
所述石蠟是指熔程介于55°C—85°C的石蠟；
所述表面活性劑選自非離子和陽離子型表面活性劑；
所述助劑包括PH調(diào)節(jié)助劑、輔助溶劑。
[0007]優(yōu)選地，所述聚氨酯合成原料如下:
所述多異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、多亞甲基多苯基異氰酸酯(PAPI)、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(H12MDI)、苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)、四甲基間苯二亞甲基二異氰酸酯(TMXDI)、三甲基-1，6-六亞甲基二異氰酸酯(TMHDI)的一種或多種，以及前述二異氰酸酯的二聚體、三聚體、縮二脲、與三羥甲基丙烷反應(yīng)產(chǎn)物等衍生物的一種或多種混合；優(yōu)選異佛爾酮二異氰酸酯(iroi )、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)及衍生物的一種或多種混合；所述含活潑氫物質(zhì)選自聚醚多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、端羥基聚丁二烯及衍生物、植物油多元醇(蓖麻油、大豆油或棕櫚油)及衍生物、聚醚硅油、端氨基聚醚、脂肪酸二聚體多元醇，分子量小于500的小分子多元醇、多元胺、帶伯胺基的醇，水的一種或多種混合；優(yōu)選聚氧化乙烯醚多元醇、聚氧化丙烯醚多元醇、聚鄰苯二甲酸一縮二乙二醇酯多元醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷的一種或多種混合；
所述親水劑選自N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯三胺與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)物等一種或多種混合；
所述封閉劑選擇酚類、己內(nèi)酰胺、乙酰乙酸乙酯、乙酰丙酮、丙二酸二乙酯、丙酮肟、甲乙酮肟、咪唑類物質(zhì)、3，5-二甲基吡唑等一種或多種混合。
[0008]優(yōu)選地，所述助劑如下:
所述PH調(diào)節(jié)助劑包括酸、或堿、或氨基酸，且使得無氟防水劑pH值處于4?7之間； 所述輔助溶劑選自乙醇、丙酮、異丙醇、甲乙酮的一種或多種。
[0009]上述的無氟防水劑的制備方法，包括以下步驟:
(1)將多異氰酸酯、含活潑氫物質(zhì)、親水劑和封閉劑加入反應(yīng)釜，合成聚氨酯；
(2)在步驟(I)獲得的聚氨酯中加入pH調(diào)節(jié)助劑、輔助溶劑、石蠟、表面活性劑，混合均勻；然后加入水乳化并脫除輔助溶劑，得到目標產(chǎn)物。
[0010]一種紡織品，采用上述的無氟防水劑加工而成。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
采用聚氨酯為關(guān)鍵成分。聚氨酯與紡織品有更好的結(jié)合力，且通過自交聯(lián)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使無氟防水劑的防水性能和耐洗性能更好。
【具體實施方式】
[0012]為了驗證經(jīng)本發(fā)明所述無氟防水劑處理后紡織品的防水效果，可通過標準方法進行考察，以便比較。所述標準方法是采用國標GB 4745—1997考察防水效果，下面是方法簡介。
[0013]國家標準《GB 4745—1997》試驗方法。
[0014]截取18X 18cm的試樣，用夾持器壓緊，并安裝于與水平成以45°角的固定底座上，用250mL(20±2°C )的蒸餾水或去離子水迅速而平穩(wěn)地注入漏斗中，通過與試樣中心距離的噴頭在25?30s內(nèi)，朝試樣中心平均而持續(xù)不斷地噴淋。噴淋完畢，迅速將夾持器拿開，使試樣正面向下成水平，輕輕地拍打兩下，觀察試樣潤濕程度，然后用文字描述及與圖片對照評定其等級。取2次平均值。
[0015]評級標準文字為:
I級一受淋表面全部潤濕。
[0016]2級一受淋表面一半潤濕，即小塊潤濕表面的總和約為全部面積的一半。
[0017]3級一受淋表面僅有不續(xù)的小面積潤濕。
[0018]4級一受淋表面沒有潤濕，但沾有小水珠。[0019]5級一受淋表面沒有潤濕，也無小水珠。
[0020]耐洗滌性能是將整理好的紡織品進行10次標準洗滌，然后考察防水性能。
[0021]實施例1
取50.64克六亞甲基二異氰酸酯，66.69克異佛爾酮二異氰酸酯，26.84克三羥甲基丙烷，65克聚鄰苯二甲酸一縮二乙二醇酯多元醇，8.75克聚氧化乙烯醚多元醇，5.96克N-甲基二乙醇胺，24.03克3，5- 二甲基吡唑，加入反應(yīng)釜，于70~80°C反應(yīng)，得到聚氨酯。
[0022]在聚氨酯中加入6克乙酸，240克丙酮，248克熔程63~68°C石蠟，50克EthoqualC/25(乙氧基化季銨鹽)，攪拌均勻；加入1350克水高速乳化；再減壓蒸餾去除丙酮，加水調(diào)節(jié)固含為30%，即得到無氟防水劑。
[0023]其它實施例
其它實施例中各組份與實施例1有所區(qū)別，制備工藝與實施例1相同，以下，以附表形
式列出各實施例的組份。
【權(quán)利要求】
1.一種無氟防水劑，其特征在于，各組分及質(zhì)量百分比如下: 聚氨酯10 — 20%，石蠟10 — 20%，表面活性劑I一 10%，助劑0.001 —10%，余量為水；所述聚氨酯由多異氰酸酯、含活潑氫物質(zhì)、親水劑和封閉劑等原料反應(yīng)得到，所述原料占聚氨酯的質(zhì)量百分比為:多異氰酸酯10 — 85%、含活潑氫物質(zhì)0.5 — 85%、親水劑0.5—20%、封閉劑 0.5—30% ； 所述多異氰酸酯是帶有兩個或兩個以上異氰酸酯基團物質(zhì)的一種或多種混合； 所述親水劑是能與多異氰酸酯反應(yīng)，且?guī)в杏H水基團物質(zhì)的一種或多種混合，親水基團為仲胺、叔胺、季銨或咪唑啉基團的一種或多種； 所述封閉劑是帶有封閉基團物質(zhì)的一種或多種混合，封閉基團能與異氰酸酯基團反應(yīng)生成化學(xué)鍵，該化學(xué)鍵常溫穩(wěn)定，2800C以下加熱時會斷裂，重新生成封閉基團和異氰酸酯基團； 所述含活潑氫物質(zhì)是能與多異氰酸酯反應(yīng)，且不含有親水基團和封閉基團物質(zhì)的一種或多種混合； 所述石臘是指熔程介于55°C—85°C的石蠟； 所述表面活性劑選自非離子和陽離子型表面活性劑； 所述助劑包括PH調(diào)節(jié)助劑、輔助溶劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無氟防水劑，其特征在于，所述聚氨酯合成原料如下: 所述多異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、多亞甲基多苯基異氰酸酯(PAPI)、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(H12MDI)、苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)、四甲基間苯二亞甲基二異氰酸酯(TMXDI)、三甲基-1，6-六亞甲基二異氰酸酯(TMHDI)的一種或多種，以及前述二異氰酸酯的二聚體、三聚體、縮二脲、與三羥甲基丙烷反應(yīng)產(chǎn)物等衍生物的一種或多種混合；優(yōu)選異佛爾酮二異氰酸酯(Iroi )、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)及衍生物的一種或多種混合；所述含活潑氫物質(zhì)選自聚醚多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、端羥基聚丁二烯及衍生物、植物油多元醇(蓖麻油、大豆油或棕櫚油)及衍生物、聚醚硅油、端氨基聚醚、脂肪酸二聚體多元醇，分子量小于500的小分子多元醇、多元胺、帶伯胺基的醇，水的一種或多種混合；優(yōu)選聚氧化乙烯醚多元醇、聚氧化丙烯醚多元醇、聚鄰苯二甲酸一縮二乙二醇酯多元醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷的一種或多種混合； 所述親水劑選自N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯三胺與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)物等一種或多種混合； 所述封閉劑選擇酚類、己內(nèi)酰胺、乙酰乙酸乙酯、乙酰丙酮、丙二酸二乙酯、丙酮肟、甲乙酮肟、咪唑類物質(zhì)、3，5-二甲基吡唑等一種或多種混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無氟防水劑，其特征在于，所述助劑如下: 所述PH調(diào)節(jié)助劑包括酸、或堿、或氨基酸，且使得無氟防水劑pH值處于4~7之間； 所述輔助溶劑選自乙醇、丙酮、異丙醇、甲乙酮的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無氟防水劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將多異氰酸酯、含活潑氫物質(zhì)、親水劑和封閉劑加入反應(yīng)釜，合成聚氨酯； (2)在步驟(1)獲得的聚氨酯中加入pH調(diào)節(jié)助劑、輔助溶劑、石蠟、表面活性劑，混合均勻；然后加入水乳化并脫除輔助溶劑，得到目標產(chǎn)物。
5.一種紡織品， 其特征在于，采用權(quán)利要求1一3中任一項所述的無氟防水劑加工而成。
【文檔編號】D06M15/572GK103628324SQ201310630296
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】劉軍, 郭玉良, 李世琪, 朱泉, 陳祖芬 申請人:廣東德美精細化工股份有限公司