一种柔性防刺面料及其制备方法

文档序号:1901311 发布日期:2021-11-30 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 一种柔性防刺面料及其制备方法 (Flexible stab-resistant fabric and preparation method thereof ) 是由 李鹏 于 2021-08-27 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种柔性防刺面料及其制备方法,涉及面料领域,本发明用端氢硅油与烯丙基聚醚作为反应原料,制备出端羟基聚醚改性聚硅氧烷,与环氧树脂通过硅氢加成反应,生成聚硅氧烷环氧树脂再加入含氢硅油对棉纤维面料进行涂覆,制得柔性防刺面料。本发明制备的柔性防刺面料具有柔软、透气、耐高温、防紫外线的作用。(The invention discloses a flexible stab-resistant fabric and a preparation method thereof, and relates to the field of fabrics. The flexible stab-resistant fabric prepared by the invention has the functions of softness, air permeability, high temperature resistance and ultraviolet resistance.)

一种柔性防刺面料及其制备方法

技术领域

本发明涉及面料技术领域,具体为一种柔性防刺面料及其制备方法。

背景技术

当代市场上多数售卖的面料基本都以柔软性能、亲和人体为嘘头,但是做到柔软亲和性能的同时满足别的需求的面料却少之又少,如果为了获取不同效果的面料而大肆购买多种面料,却也违背了当今社会所提倡的勤俭节约、绿色生活,并且最终所呈现的产品也丧失本该存在的灵性与舒适感,那么本发明的面料在基于柔软的基础上还能起到防刺、透气、防紫外线等效果,并且还能够减轻人们的经济负担,可谓一举两得。因此,设计具有透气和防紫外线的一种柔性防刺面料是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性防刺面料及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种柔性防刺面料及其制备方法,包括以下重量份数的原料:

50~80份含氢硅油环氧树脂、10~20份有机胺固化剂、100~150份面料。

优选的,所述含氢硅油环氧树脂是由含氢硅油、聚硅氧烷环氧树脂组成。

优选的,所述聚硅氧烷环氧树脂是由端羟基聚醚改性聚硅氧烷和环氧树脂在一定温度下去除少量水分后,再经一定时间和温度的加热搅拌后制得。

优选的,所述端羟基聚醚改性聚硅氧烷是由端氢硅油与烯丙基聚醚通过加热搅拌加入含有氯铂酸的四氢呋喃溶液进行硅氢加成制得。

优选的,所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的一种;所述面料为克重130~220g/m2的棉纤维面料。

本发明第二方面提供一种柔性防刺面料及其制备方法,包括以下具体步骤:

(1)端羟基聚醚改性聚硅氧烷的制备:将端氢硅油、一定量的含氯铂酸的四氢呋喃溶液搅拌加热至一定温度后,再用分液漏斗滴加烯丙基聚醚,并继续搅拌直至反应结束,减压、蒸发去除杂质后制得端羟基聚醚改性聚硅氧烷;

(2)聚硅氧烷环氧树脂的制备:将端羟基聚醚改性聚硅氧烷和环氧树脂在一定温度下去除少量水分后,冷却静置,再通过高温加热搅拌后制得聚硅氧烷环氧树脂;

(3)含氢硅油环氧树脂的制备:将聚硅氧烷环氧树脂与含氢硅油混合均匀,并加入固化剂有机胺和催化剂季戊四醇,搅拌混合后,得含氢硅油环氧树脂;

(4)柔性防刺面料的制备:将步骤(3)所得含氢硅油环氧树脂对面料进行涂覆,高温固化后,制得柔性防刺面料。

优选的,所述步骤(1)中:将端氢硅油、一定量的含氯铂酸的四氢呋喃溶液按质量比3:1~5:1添加至四颈烧瓶中,不断搅拌加热至一定温度,在此温度下,用分液漏斗滴加端氢硅油质量0.1~0.5倍的烯丙基聚醚,并继续搅拌,反应结束后,将混合物通过减压蒸馏去除挥发性产物后制得。

优选的,所述步骤(2)中:将端羟基聚醚改性聚硅氧烷和环氧树脂分别在80℃~100℃下进行旋转蒸发20~30min,去除多余水分后冷却至室温,在包含搅拌、加料漏斗、回流冷凝管的三口烧瓶中加入经过上述处理的质量比为2:1~5:1的端羟基聚醚改性聚硅氧烷和环氧树脂,搅拌升温至80℃~100℃,然后逐步滴加环氧树脂质量0.1~0.3倍的二月桂酸二丁基锡,继续升温升温至130℃~150℃,恒温搅拌数小时后得聚硅氧烷环氧树脂。

优选的,所述步骤(3)中:将聚硅氧烷环氧树脂和含氢硅油按质量比5:2~10:2进行混合,加热搅拌至130℃~160℃,再对产物进行后处理,即得含氢硅油环氧树脂。

优选的,步骤(4)中所述涂覆量为:控制涂覆、固化后环氧树脂膜层厚度为0.005~0.01mm。

与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:

首先,本发明以端氢硅油与烯丙基聚醚作为反应原料,制备出端羟基聚醚改性聚硅氧烷,并将其与环氧树脂通过硅氢加成反应,生成聚硅氧烷环氧树脂,改性聚硅氧烷的烷氧基与环氧树脂中的仲羟基反应后形成稳定的硅氧烷键,硅氧烷键能够对有机分子链起到光屏蔽作用,从而提高抗紫外线的能力,且根据改性聚硅氧烷环氧树脂中的硅氧烷键在碱性环境的作用下吸收空气中的水分发生聚合反应,生成具有空间网状结构的硅氧烷结构,此结构能对聚硅氧烷环氧树脂起到耐热作用,当环氧树脂中引入了键能较大的硅氧键,也能够使固化体系的热分解温度得到提高,从而增强固化物的耐高温和热稳定性,虽然硅氧烷键缩聚生成的具有网络结构的硅氧烷链段与环氧树脂不相容,但是环氧树脂一端与羟基聚醚改性聚硅氧烷以化学键相连,因此也能改善网络结构的硅氧烷链段和环氧树脂的相容性,使其在固化过程中保持良好的分散,随着固化时环氧基开环聚合反应的进行,分子链运动受限,聚硅氧烷对环氧树脂接枝后形成网状结构阻碍棉纤维大分子的相对游走,具有良好的表面活性,增强棉纤维的柔性,且由于亲水性聚醚链段的引入还能增强棉纤维的亲水性。

本发明在制备柔性防刺面料在环氧树脂中还加入含氢硅油,含氢硅油可与改性后含有端羟基聚硅氧烷的环氧树脂发生进一步的交联发泡反应,反应时产生的氢气能够促使环氧树脂发泡,从而可使环氧树脂形成多孔结构,在对面料进行包覆后,使面料仍具有透气性,并且经过催化剂季戊四醇的辅助,泡体能匀速膨胀且倍率高,形成的泡孔细小、密度小、空隙率高,且含氢硅油在和环氧树脂合成时发生硅氢加成反应,在产品使用时,由于硅烷结构连入环氧树脂分子中,此结构能够与水分发生水解反应生成硅醇,进而脱水缩合形成硅氧硅键,因此在面料水洗后能进一步提高产品的三维网状交联结构,增强耐磨性,从而使产品具有长效的柔软防刺效果。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明提供技术方案:一种柔性防刺面料及其制备方法,包括以下重量份数的原料:

50~80份含氢硅油环氧树脂、10~20份有机胺固化剂、100~150份面料。

优选的,所述含氢硅油环氧树脂是由含氢硅油、聚硅氧烷环氧树脂组成。

优选的,所述聚硅氧烷环氧树脂是由端羟基聚醚改性聚硅氧烷和环氧树脂在一定温度下去除少量水分后,再经一定时间和温度的加热搅拌后制得。

优选的,所述端羟基聚醚改性聚硅氧烷是由端氢硅油与烯丙基聚醚通过加热搅拌加入含有氯铂酸的四氢呋喃溶液进行硅氢加成制得。

优选的,所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的一种;所述面料为克重130~220g/m2的棉纤维面料。

本发明第二方面提供一种柔性防刺面料及其制备方法,包括以下具体步骤:

(1)端羟基聚醚改性聚硅氧烷的制备:将端氢硅油、一定量的含氯铂酸的四氢呋喃溶液搅拌加热至一定温度后,再用分液漏斗滴加烯丙基聚醚,并继续搅拌直至反应结束,减压、蒸发去除杂质后制得端羟基聚醚改性聚硅氧烷;

(2)聚硅氧烷环氧树脂的制备:将端羟基聚醚改性聚硅氧烷和环氧树脂在一定温度下去除少量水分后,冷却静置,再通过高温加热搅拌后制得聚硅氧烷环氧树脂;

(3)含氢硅油环氧树脂的制备:将聚硅氧烷环氧树脂与含氢硅油混合均匀,并加入固化剂有机胺和催化剂季戊四醇,搅拌混合后,得含氢硅油环氧树脂;

(4)柔性防刺面料的制备:将步骤(3)所得含氢硅油环氧树脂对面料进行涂覆,高温固化后,制得柔性防刺面料。

优选的,所述步骤(1)中:将端氢硅油、一定量的含氯铂酸的四氢呋喃溶液按质量比3:1~5:1添加至四颈烧瓶中,不断搅拌加热至一定温度,在此温度下,用分液漏斗滴加端氢硅油质量0.1~0.5倍的烯丙基聚醚,并继续搅拌,反应结束后,将混合物通过减压蒸馏去除挥发性产物后制得。

优选的,所述步骤(2)中:将端羟基聚醚改性聚硅氧烷和环氧树脂分别在80℃~100℃下进行旋转蒸发20~30min,去除多余水分后冷却至室温,在包含搅拌、加料漏斗、回流冷凝管的三口烧瓶中加入经过上述处理的质量比为2:1~5:1的端羟基聚醚改性聚硅氧烷和环氧树脂,搅拌升温至80℃~100℃,然后逐步滴加环氧树脂质量0.1~0.3倍的二月桂酸二丁基锡,继续升温升温至130℃~150℃,恒温搅拌数小时后得聚硅氧烷环氧树脂。

优选的,所述步骤(3)中:将聚硅氧烷环氧树脂和含氢硅油按质量比5:2~10:2进行混合,加热搅拌至130℃~160℃,再对产物进行后处理,即得含氢硅油环氧树脂。

优选的,步骤(4)中所述涂覆量为:控制涂覆、固化后环氧树脂膜层厚度为0.005~0.01mm。

实施例1:一种柔性防刺面料一

一种柔性防刺面料,包括以下重量份数的原料:

50份含氢硅油环氧树脂、10份有机胺固化剂、100份面料。

一种柔性防刺面料及其制备方法,包括以下具体步骤:

(1)端羟基聚醚改性聚硅氧烷的制备:将端氢硅油、一定量的含氯铂酸的四氢呋喃溶液搅拌加热至一定温度后,再用分液漏斗滴加烯丙基聚醚,并继续搅拌直至反应结束,减压、蒸发去除杂质后制得端羟基聚醚改性聚硅氧烷;

(2)聚硅氧烷环氧树脂的制备:将端羟基聚醚改性聚硅氧烷和环氧树脂在一定温度下去除少量水分后,冷却静置,再通过高温加热搅拌后制得聚硅氧烷环氧树脂;

(3)含氢硅油环氧树脂的制备:将聚硅氧烷环氧树脂与含氢硅油混合均匀,并加入固化剂有机胺和催化剂季戊四醇,搅拌混合后,得含氢硅油环氧树脂;

(4)柔性防刺面料的制备:将步骤(3)所得含氢硅油环氧树脂对面料进行涂覆,高温固化后,制得柔性防刺面料。

优选的,所述步骤(1)中:将端氢硅油、一定量的含氯铂酸的四氢呋喃溶液按质量比3:1添加至四颈烧瓶中,不断搅拌加热至一定温度,在此温度下,用分液漏斗滴加端氢硅油质量0.1倍的烯丙基聚醚,并继续搅拌,反应结束后,将混合物通过减压蒸馏去除挥发性产物后制得。

优选的,所述步骤(2)中:将端羟基聚醚改性聚硅氧烷和环氧树脂分别在80℃下进行旋转蒸发20min,去除多余水分后冷却至室温,在包含搅拌、加料漏斗、回流冷凝管的三口烧瓶中加入经过上述处理的质量比为2:1的端羟基聚醚改性聚硅氧烷和环氧树脂,搅拌升温至80℃,然后逐步滴加环氧树脂质量0.1倍的二月桂酸二丁基锡,继续升温升温至130℃,恒温搅拌3小时后得聚硅氧烷环氧树脂。

优选的,所述步骤(3)中:将聚硅氧烷环氧树脂和含氢硅油按质量比5:2进行混合,加热搅拌至130℃,再对产物进行后处理,即得含氢硅油环氧树脂。

优选的,步骤(4)中所述涂覆量为:控制涂覆、固化后环氧树脂膜层厚度为0.005mm。

实施例2:一种柔性防刺面料二

一种柔性防刺面料,包括以下重量份数的原料:

80份含氢硅油环氧树脂、20份有机胺固化剂、150份面料。

一种柔性防刺面料及其制备方法,包括以下具体步骤:

(1)端羟基聚醚改性聚硅氧烷的制备:将端氢硅油、一定量的含氯铂酸的四氢呋喃溶液搅拌加热至一定温度后,再用分液漏斗滴加烯丙基聚醚,并继续搅拌直至反应结束,减压、蒸发去除杂质后制得端羟基聚醚改性聚硅氧烷;

(2)聚硅氧烷环氧树脂的制备:将端羟基聚醚改性聚硅氧烷和环氧树脂在一定温度下去除少量水分后,冷却静置,再通过高温加热搅拌后制得聚硅氧烷环氧树脂;

(3)含氢硅油环氧树脂的制备:将聚硅氧烷环氧树脂与含氢硅油混合均匀,并加入固化剂有机胺和催化剂季戊四醇,搅拌混合后,得含氢硅油环氧树脂;

(4)柔性防刺面料的制备:将步骤(3)所得含氢硅油环氧树脂对面料进行涂覆,高温固化后,制得柔性防刺面料。

优选的,所述步骤(1)中:将端氢硅油、一定量的含氯铂酸的四氢呋喃溶液按质量比5:1添加至四颈烧瓶中,不断搅拌加热至一定温度,在此温度下,用分液漏斗滴加端氢硅油质量0.5倍的烯丙基聚醚,并继续搅拌,反应结束后,将混合物通过减压蒸馏去除挥发性产物后制得。

优选的,所述步骤(2)中:将端羟基聚醚改性聚硅氧烷和环氧树脂分别在100℃下进行旋转蒸发30min,去除多余水分后冷却至室温,在包含搅拌、加料漏斗、回流冷凝管的三口烧瓶中加入经过上述处理的质量比为5:1的端羟基聚醚改性聚硅氧烷和环氧树脂,搅拌升温至100℃,然后逐步滴加环氧树脂质量0.3倍的二月桂酸二丁基锡,继续升温升温至150℃,恒温搅拌3小时后得聚硅氧烷环氧树脂。

优选的,所述步骤(3)中:将聚硅氧烷环氧树脂和含氢硅油按质量比10:2进行混合,加热搅拌至160℃,再对产物进行后处理,即得含氢硅油环氧树脂。

优选的,步骤(4)中所述涂覆量为:控制涂覆、固化后环氧树脂膜层厚度为0.01mm。

对比例1:

普通面料的制备:普通棉纤维经过纺纱、织造、染整后,使用调理剂对面料处理,制得普通棉纤维面料。

对比例2:

对比例2的处方组成同实施例1。该柔性防刺面料的制备方法与实施例1的区别仅在于不进行步骤(2)的制备,其余制备步骤同实施例1。

对比例3:

比例3的处方组成同实施例1。该柔性防刺面料的制备方法与实施例1的区别仅在于不进行步骤(3)的制备,其余制备步骤同实施例1。

试验例1

将实施例1、对比例1和对比例2制成的面料分别置于紫外线老化箱中进行人工加速老化,观察这三者对紫外光的屏蔽作用,保光率越高时说明对紫外光的屏蔽效果越好,耐紫外老化性能越好。

保光率
实施例1 90%
对比例1 30%
对比例2 60%

根据上表中保光率的大小可以看出实施例1中的保光率最高,这是因为面料中含有的聚硅氧烷对紫外光的吸收程度非常小,且改性聚硅氧烷的烷氧基与环氧树脂中的仲羟基反应后形成稳定的硅氧烷键,硅氧烷键能够对有机分子链起到光屏蔽作用,从而提高抗紫外线的能力。

试验例2

观察实施例1和对比例3制成面料前的反应,测量二者的膨胀倍率、环氧树脂涂层的平均密度、平均孔径,得出如下数据。

膨胀倍率 平均密度(kg·m<sup>-3</sup>) 平均孔径(mm)
实施例1 2.47 630 0.37
对比例1 1.61 850 0.45

由上表可以看出未加含氢硅油的对比例3的反应中产生的泡体膨胀不均一,膨胀倍率小,孔径不均匀且孔隙率低,而实施例1中包含含氢硅油,泡体是匀速膨胀,膨胀倍率较大,孔径小而密集且分布均匀,由此可以得出含氢硅油可与改性后含有端羟基聚硅氧烷的环氧树脂发生进一步的交联发泡反应,反应时产生的氢气能够促使环氧树脂发泡,从而可使环氧树脂形成多孔结构,在对面料进行包覆后,使面料仍具有透气性,并且泡体能匀速膨胀且倍率高,形成的泡孔细小、密度小、空隙率高。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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