[發明專利]一種核-殼型短鏈含氟丙烯酸酯織物拒水拒油整理劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110488235.X
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113249971B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 李家煒;邱先周;金黔宏;戚棟明;王國保
• 申請（專利權）人: 義烏市中力工貿有限公司;浙江理工大學
• 主分類號: D06M15/277
• 分類號: D06M15/277;C08F292/00;C08F220/18;C08F230/08;C08F220/38;D06M101/06
• 代理公司: 浙江永航聯科專利代理有限公司 33304
• 代理人: 蔡鼎

本發明涉及紡織助劑領域，公開了一種核?殼型短鏈含氟丙烯酸酯織物拒水拒油整理劑及其制備方法和應用，該整理劑由Ra、Rb、Rc組分組成，該組分以Ra為核層，Ra為多孔隙納米粒子；Rb為硅烷偶聯劑，Rc為殼層，Rc為短鏈含氟丙烯酸酯共聚物。該整理劑是通過先合成多孔隙納米粒子，再通過硅烷偶聯劑改性，再接枝上短鏈含氟聚丙烯酸酯共聚物得到目標乳液。該整理劑中的殼層是短鏈含氟，具有較低的表面能，可降解；核層為多孔隙二氧化硅，微納米結構得到粗糙的表面結構，二者協同作用使其共聚乳液具有優異的拒水拒油性能，可制備成各種織物的整理液。

技術領域

本發明涉及紡織助劑領域，尤其涉及一種核-殼型短鏈含氟丙烯酸酯織物拒水拒油整理劑及其制備方法和應用。

背景技術

目前具有防水防油整理劑在各個領域應用廣泛，比如自清潔涂料、運動、戶外服裝涂料和航空涂層等等；這些優異的性能取決于乳液表面形貌結構和較低的表面能化學成分組合。

織物防水防油整理是指紡織品經低表面能物質整理后，其表面張力小于水和其他各種油污的表面能(分別為72.8mN/m和20～40mN/m)，使織物不被潤濕，從而達到防水防油的目的。市場上常用的防水防油劑分為無氟和含氟類，無氟類的拒水劑主要是利用其表面富集-CH₃基團(表面張力為24mN/m)來達到防水的目的，但這種整理劑只能將物體的表面張力降低到30mN/m左右，只具有較好的防水作用。然而，對于大多數的油類如色拉油(33mN/m)等則不能起到防油效果，并且具有-CH₃基團拒水劑整理后的織物手感較差。研究報道長氟碳鏈中的-CF₃基團(表面張力6mN/m)能夠降低織物表面張力，從而達到拒水拒油效果。

隨著科研人員不斷研究發現，雖然長氟碳鏈(C_nF_2n+1，n≥8)防油整理劑能使織物的表面張力降低到10～15mN/m，具有優良的防油效果，并且經其整理后的織物具有良好的手感和優異的透氣、透濕性。但是長氟碳鏈(C_nF_2n+1，n≥8)具有不可降解性，容易釋放出全氟辛基磺酰化合物(PFOS)和全氟辛類化合物(PFOA)，對人體身體健康和環境存在危害性，目前已要求零排放。因此，PFOS/PFOA替代整理劑或替代整理方法的研究開發，一直以來備受關注。

近些年來，已有研究報告指出短氟碳鏈類化合物如全氟己烷類(C6F)等替代品，這些替代品均具有較好的拒油性能。如CN102918131 A拒水拒油劑和拒水拒油劑組合物采用六個碳的多氟烷基部分的含氟醇或胺與多異氰酸酯化合物反應而得的反應生成物，通過對物品進行處理而賦予足夠的拒水拒油性。CN109680497A一種用于織物的防水防油整理液及織物防水防油整理工藝采用C₆防水劑、增強劑、交聯劑、pH中和劑、MgCl₂制備出的防水防油整理液處理后的織物，達到經過50次ISO6330 2A水洗防水達80分以上，防油4級。以上方法都采用C₆制備出一種拒水拒油性能較好的整理液，但是現有研究發現C₆F類替代品仍然是不安全的，C₆F與C₈F一樣具有超乎尋常的難分解性，而且對于某些水生物的毒性比C₈F還大3～5倍。所以在含氟整理液領域，研究開發C₄F含氟防油整理劑及其整理方法成為目前研究的熱點。

發明內容

針對以上問題，本發明的目的是提供一種可降解、含短鏈氟(C₄F)、微納米粗糙結構的拒水拒油整理劑。引入微納米結構粗糙結構和短氟鏈較低表面能，二者共同作用使得整理劑具有優異的性能。

本發明的具體技術方案為：

第一方面，本發明提供了一種核-殼型短鏈含氟丙烯酸酯織物拒水拒油整理劑，以改性多孔隙納米二氧化硅為核，以短鏈全氟丁基丙烯酸酯聚合物為殼；具有如式I所示化學結構通式：

其中：