一种面料整理液及在面料制备中的应用
阅读说明：本技术 一种面料整理液及在面料制备中的应用 (Fabric finishing liquid and application thereof in fabric preparation ) 是由 王文涛 耿伟纬 姚玉元 于 2020-12-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种面料整理液及在面料制备中的应用,属于纺织面料技术领域。本发明通过将相变微胶囊与水性胶粘剂、抗菌剂、稳定剂、发泡剂按照一定比例均匀混合,经发泡机高倍均匀发泡得到。该面料整理液在面料制备中的应用如下：将面料整理液经泡沫施加器均匀涂覆于面料表面,烘干冷却至室温后,在面料表面涂覆一层氟碳树脂,最后真空干燥。本发明的优点是面料中含有相变微胶囊在环境温度较高时,相变材料吸收热量发生熔融相变将热能存储,进而阻止纺织品内部温度升高；相反环境温度降低时,热能释放,达到保暖效果；此外,氟碳树脂涂层赋予面料具有保暖舒适、透气、防水和抗菌的特点,在纺织面料领域具有广阔的应用前景。(The invention discloses a fabric finishing liquid and application thereof in fabric preparation, and belongs to the technical field of textile fabrics. The invention is obtained by uniformly mixing phase-change microcapsules with a water-based adhesive, an antibacterial agent, a stabilizer and a foaming agent according to a certain proportion and then uniformly foaming the mixture at a high power by a foaming machine. The application of the fabric finishing liquid in the preparation of the fabric is as follows: and uniformly coating the fabric finishing liquid on the surface of the fabric through a foam applicator, drying and cooling to room temperature, coating a layer of fluorocarbon resin on the surface of the fabric, and finally performing vacuum drying. The invention has the advantages that when the fabric contains the phase-change microcapsules, the phase-change material absorbs heat to generate melting phase change to store the heat energy when the environment temperature is higher, thereby preventing the temperature in the textile from rising; on the contrary, when the ambient temperature is reduced, the heat energy is released, and the warm-keeping effect is achieved; in addition, the fluorocarbon resin coating endows the fabric with the characteristics of heat preservation, comfort, ventilation, water resistance and bacteria resistance, and has wide application prospect in the field of textile fabrics.)
技术领域
本发明属于一种纺织面料技术领域，具体是指一种面料整理液及在面料制备中的应用。
背景技术
传统保暖方式是通过增加衣物厚度来防止热对流、控制热传导，从而达到保暖效果，但其保暖性不能随环境的变化自动调节，且随着人们的审美水平日渐提升，增加衣物厚度的保暖方式已不为人所接受。开发轻薄、舒适性保暖面料是解决衣物保暖与轻薄矛盾的重要途径。
目前保暖纺织品制备的主要方法是通过对纺织品结构改进处理或在纺织品上涂覆金属涂层等而达到保暖效果[ACS Appl.Mater.Interfaces 2019,11(14),13039–13057]。但这些方法制备的纺织品透气性和防水性差、柔软度低，且保暖效果不理想。此外，保暖纺织品作为人类生活的必需品，由于自身的疏松多孔结构，极易吸附沾染微生物，且人体新陈代谢会分泌汗液和油脂，更为微生物的滋生和繁衍创造了有利条件，直接影响人的健康[Journal of Colloid and Interface Science,2020,582,112-123]。因此，开发舒适性保暖抗菌面料对现代纺织业的发展具有重要意义。
本发明的目的是开发一种保暖抗菌面料整理液及在面料制备中的应用方法，此种面料整理液是通过将相变微胶囊与水性胶粘剂、抗菌剂、稳定剂、发泡剂按照一定比例均匀混合，经发泡机高倍均匀发泡得到的。该面料整理液在面料制备中的应用如下：将面料整理液经泡沫施加器均匀涂覆于面料表面，烘干冷却至室温后，在面料表面涂覆一层氟碳树脂，最后真空干燥。通过这种方法得到的面料保暖效果好，且面料具有柔软舒适、透气、防水和抗菌性能，在纺织面料领域具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明提供一种面料整理液及在面料制备中的应用。
本发明是通过下述技术方案得以实现的：
一种面料整理液，其特征在于：所述整理液由以下重量份的组分组成：
相变微胶囊20-45份；
水性胶粘剂6-15份；
抗菌剂5-10份；
稳定剂2-7份；
发泡剂3-8份；
所述的相变微胶囊是以有机相变材料为芯材，高分子材料为壁材，通过聚合反应得到；
其中，所述有机相变材料为正十六烷、正十七烷、正十八烷、正十九烷、正十二烷、石蜡、聚乙二醇、或硬脂酸丁酯中的一种；
所述高分子材料选自聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚脲、蜜胺树脂、脲醛树脂、或三聚氰胺-尿素-甲醛树脂的一种；
所述的聚合反应为乳液聚合法、悬浮聚合法、界面聚合法、或原位聚合法中的一种。
作为优选，上述一种面料整理液中所述的水性胶粘剂为水性聚氨酯、或水性聚丙烯酸酯。
作为优选，上述一种面料整理液中所述的抗菌剂为卤胺、聚已亚甲基盐酸、聚六亚甲基胍盐酸盐、或有机硅季铵盐中的一种。
作为优选，上述一种面料整理液中所述稳定剂为聚乙烯醇，发泡剂为偶氮二甲酰胺。
作为优选，上述一种面料整理液中所述相变微胶囊的粒径为1-10μm。
一种面料整理液在面料制备中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以有机相变材料为芯材，高分子材料为壁材，通过聚合反应得到相变微胶囊后，将其与水性胶粘剂、抗菌剂、稳定剂、发泡剂按照一定比例均匀混合，经发泡机高倍均匀发泡，得到面料整理液；
(2)将步骤(1)得到的面料整理液经泡沫施加器均匀涂覆于面料表面，烘干冷却至室温后，在面料表面涂覆一层氟碳树脂，经真空干燥得到一种保暖舒适透气防水抗菌面料。
作为优选，上述一种面料整理液在面料制备中的应用，其中用泡沫施加器将整理液均匀涂覆于面料表面，将面料在120℃环境下预烘5min后，再置于150℃环境下烘焙20min；冷却至室后在面料表面均匀地涂覆一层氟碳树脂，经50℃真空干燥4h。
本发明的机理是，将相变微胶囊与水性胶粘剂、抗菌剂、稳定剂、发泡剂按照一定比例均匀混合，经发泡机高倍均匀发泡，得到面料整理液；在制备面料中将面料整理液经泡沫施加器均匀涂覆于面料表面，烘干冷却至室温后，在面料表面涂覆一层氟碳树脂，最后真空干燥。通过这种方法得到的面料中含有相变微胶囊，在环境温度较高时，其中的相变材料吸收外界热量发生熔融相变将热能存储，阻止纺织品内部温度升高；当环境温度降低时，相变材料中存储的热能释放，从而维持面料温度稳定，达到保暖效果。此外，氟碳树脂涂层赋予面料防水功能，抗菌剂的引入赋予面料抗菌性能，采用发泡涂覆方法充分保留面料孔隙，赋予面料良好的透气性。
本发明具有的有益效果
1、采用本发明的面料整理液制备的面料中含有相变微胶囊，在环境温度较高时，其中的相变材料吸收外界热量，发生熔融相变将热能存储，使纺织品内部温度升高相对较低；当环境温度降低时，相变材料中存储的热能释放，使纺织品内部温度降低相对较少，从而维持面料温度稳定，达到保暖效果。
2、本发明制备面料中采用发泡涂覆方法充分保留面料孔隙，且采用水性胶粘剂赋予面料柔软抗皱特性，所得面料透气性好。
3、本发明制备面料的方法引入了疏水性氟碳树脂和抗菌剂，赋予面料防水、抗菌功能。
附图说明
图1为普通面料和实施例1制备的一种保暖舒适透气防水抗菌面料的DSC曲线。
图中标记说明如下：1-制备的保暖舒适透气防水抗菌面料；2-普通面料。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，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。
实施例1
以正十六烷为芯材，聚苯乙烯为壁材，通过乳液聚合法得到粒径为1-10μm相变微胶囊。将面料洗净，烘干，备用。将相变微胶囊与水性聚氨酯、卤胺、稳定剂、发泡剂按照一定比例均匀混合，经发泡机进行高倍均匀发泡，获得本发明的面料整理液。用泡沫施加器将面料整理液均匀涂覆于面料表面，将整理后的面料在120℃环境下预烘5min后，再置于150℃环境下烘焙20min。冷却至室温后在面料表面均匀地涂覆一层氟碳树脂，经50℃真空干燥4h，获得一种保暖舒适透气防水抗菌面料。
附图1为普通面料和实施例1制备的保暖舒适透气防水抗菌面料的DSC测试结果图，该保暖舒适透气防水抗菌面料的熔化相变温度为28.5℃，熔融相变焓为15.03J/g；面料的冷却过程出现两个结晶峰，相变温度分别为26.2℃和22.7℃，对应的结晶相变焓分别为15.34J/g和3.02J/g。为进一步测试面料的保暖性能，将面料和实施例1制备的保暖舒适透气防水抗菌面料从室温20.3℃移至0℃环境中进行温度测试，测试结果(附表1)表明，60min后普通面料温度降至6.5℃，而制备的保暖舒适透气防水抗菌面料温度仅降至14.3℃。以上结果说明所得面料具有蓄热保暖功能。
将普通面料与实施例1所制备的保暖舒适透气防水抗菌面料在0℃环境中进行保暖性能测试的具体温度变化情况见下表。
实施例2-7
利用发明内容所述的有机相变材料正十七烷、正十八烷、正十九烷、正十二烷、聚乙二醇、硬脂酸丁酯代替实施例1中的正十六烷作为芯材，制备相变微胶囊，其他条件与实施例1一致。
实施例8
利用发明内容所述的水性聚丙烯酸酯代替实施例1中的水性聚氨酯作为水性胶粘剂，制备面料整理液，其他条件与实施例1一致。
实施例9-11
利用发明内容所述的聚已亚甲基盐酸、聚六亚甲基胍盐酸盐、有机硅季铵盐代替实施例1中的卤胺作为抗菌剂，制备面料整理液，其他条件与实施例1一致。
实施例12
采用悬浮聚合法，以正十六烷为芯材，聚甲基丙烯酸甲酯为壁材，制备得到粒径为1-10μm相变微胶囊。将面料洗净，烘干，备用。将相变微胶囊与的水性聚氨酯、卤胺、稳定剂、发泡剂按照一定比例均匀混合，经发泡机进行高倍均匀发泡，获得本发明的面料整理液。用泡沫施加器将面料整理液均匀涂覆于面料表面，将整理后的面料在120℃环境下预烘5min后，再置于150℃环境下烘焙20min。冷却至室温后在面料表面均匀地涂覆一层氟碳树脂，经50℃真空干燥4h，获得一种保暖舒适透气防水抗菌面料。
在上述实施例1-12中，所制备的保暖舒适透气防水抗菌面料从20.3℃室温移至0℃环境中，60min后温度降低情况如下表所示：
实施例
温度降低度数/(℃)
1
6.0
2
5.7
3
6.2
4
6.1
5
5.9
6
5.6
7
5.8
8
6.3
9
6.2
10
5.6
11
5.8
12
6.4
实施例13-18
利用发明内容所述的有机相变材料正十七烷、正十八烷、正十九烷、正十二烷、聚乙二醇、硬脂酸丁酯代替实施例12中的正十六烷作为芯材，制备相变微胶囊，其他条件与实施例12一致。
在上述实施例13-18中，所制备的保暖舒适透气防水抗菌面料从20.3℃室温移至0℃环境中，60min后温度降低情况如下表所示：
实施例
温度降低度数/(℃)
13
6.3
14
5.8
15
6.0
16
6.1
17
5.9
18
5.7
实施例19
利用发明内容所述的水性聚丙烯酸酯代替实施例12中的水性聚氨酯作为水性胶粘剂，制备面料整理液，其他条件与实施例12一致。
实施例20-22
利用发明内容所述的聚已亚甲基盐酸、聚六亚甲基胍盐酸盐、有机硅季铵盐代替实施例12中的卤胺作为抗菌剂，制备面料整理液，其他条件与实施例12一致。
实施例23
以正十六烷为芯材，苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物为壁材，通过乳液聚合法得到粒径为1-10μm相变微胶囊。将面料洗净，烘干，备用。将相变微胶囊与的水性聚氨酯、卤胺、稳定剂、发泡剂按照一定比例均匀混合，经发泡机进行高倍均匀发泡，获得本发明的面料整理液。用泡沫施加器将面料整理液均匀涂覆于面料表面，将整理后的面料在120℃环境下预烘5min后，再置于150℃环境下烘焙20min。冷却至室温后在面料表面均匀地涂覆一层氟碳树脂，经50℃真空干燥4h，获得一种保暖舒适透气防水抗菌面料。
实施例24-29
利用发明内容所述的有机相变材料正十七烷、正十八烷、正十九烷、正十二烷、聚乙二醇、硬脂酸丁酯代替实施例23中的正十六烷作为芯材，制备相变微胶囊，其他条件与实施例23一致。
实施例30
利用发明内容所述的水性聚丙烯酸酯代替实施例23中的水性聚氨酯作为水性胶粘剂，制备面料整理液，其他条件与实施例23一致。
实施例31-33
利用发明内容所述的聚已亚甲基盐酸、聚六亚甲基胍盐酸盐、有机硅季铵盐代替实施例23中的卤胺作为抗菌剂，制备面料整理液，其他条件与实施例23一致。
实施例34
采用界面聚合法，以正十六烷为芯材，聚脲为壁材，制备得到粒径为1-10μm相变微胶囊。将面料洗净，烘干，备用。将相变微胶囊与的水性聚氨酯、卤胺、稳定剂、发泡剂按照一定比例均匀混合，经发泡机进行高倍均匀发泡，获得本发明的面料整理液。用泡沫施加器将面料整理液均匀涂覆于面料表面，将整理后的面料在120℃环境下预烘5min后，再置于150℃环境下烘焙20min。冷却至室温后在面料表面均匀地涂覆一层氟碳树脂，经50℃真空干燥4h，获得一种保暖舒适透气防水抗菌面料。
实施例35-40
利用发明内容所述的有机相变材料正十七烷、正十八烷、正十九烷、正十二烷、聚乙二醇、硬脂酸丁酯代替实施例34中的正十六烷作为芯材，制备相变微胶囊，其他条件与实施例34一致。
实施例41
利用发明内容所述的水性聚丙烯酸酯代替实施例34中的水性聚氨酯作为水性胶粘剂，制备面料整理液，其他条件与实施例34一致。
实施例42-44
利用发明内容所述的聚已亚甲基盐酸、聚六亚甲基胍盐酸盐、有机硅季铵盐代替实施例34中的卤胺作为抗菌剂，制备面料整理液，其他条件与实施例34一致。
实施例45
以正十六烷为芯材，蜜胺树脂为壁材，通过原位聚合法得到粒径为1-10μm相变微胶囊。将面料洗净，烘干，备用。将相变微胶囊与的水性聚氨酯、卤胺、稳定剂、发泡剂按照一定比例均匀混合，经发泡机进行高倍均匀发泡，获得本发明的面料整理液。用泡沫施加器将面料整理液均匀涂覆于面料表面，将整理后的面料在120℃环境下预烘5min后，再置于150℃环境下烘焙20min。冷却至室温后在面料表面均匀地涂覆一层氟碳树脂，经50℃真空干燥4h，获得一种保暖舒适透气防水抗菌面料。
实施例46-51
利用发明内容所述的有机相变材料正十七烷、正十八烷、正十九烷、正十二烷、聚乙二醇、硬脂酸丁酯代替实施例45中的正十六烷作为芯材，制备相变微胶囊，其他条件与实施例45一致。
在上述实施例19-51中，所制备的保暖舒适透气防水抗菌面料从20.3℃室温移至0℃环境中，60min后温度降低情况如下表所示：
实施例52
利用发明内容所述的水性聚丙烯酸酯代替实施例45中的水性聚氨酯作为水性胶粘剂，制备面料整理液，其他条件与实施例45一致。
实施例53-55
利用发明内容所述的聚已亚甲基盐酸、聚六亚甲基胍盐酸盐、有机硅季铵盐代替实施例45中的卤胺作为抗菌剂，制备面料整理液，其他条件与实施例45一致。
实施例56
以正十六烷为芯材，脲醛树脂为壁材，通过原位聚合法得到粒径为1-10μm相变微胶囊。将面料洗净，烘干，备用。将相变微胶囊与的水性聚氨酯、卤胺、稳定剂、发泡剂按照一定比例均匀混合，经发泡机进行高倍均匀发泡，获得本发明的面料整理液。用泡沫施加器将面料整理液均匀涂覆于面料表面，将整理后的面料在120℃环境下预烘5min后，再置于150℃环境下烘焙20min。冷却至室温后在面料表面均匀地涂覆一层氟碳树脂，经50℃真空干燥4h，获得一种保暖舒适透气防水抗菌面料。
实施例57-62
利用发明内容所述的有机相变材料正十七烷、正十八烷、正十九烷、正十二烷、聚乙二醇、硬脂酸丁酯代替实施例56中的正十六烷作为芯材，制备相变微胶囊，其他条件与实施例56一致。
实施例63
利用发明内容所述的水性聚丙烯酸酯代替实施例56中的水性聚氨酯作为水性胶粘剂，制备面料整理液，其他条件与实施例56一致。
实施例64-66
利用发明内容所述的聚已亚甲基盐酸、聚六亚甲基胍盐酸盐、有机硅季铵盐代替实施例56中的卤胺作为抗菌剂，制备面料整理液，其他条件与实施例56一致。
实施例67
以正十六烷为芯材，三聚氰胺-尿素-甲醛树脂为壁材，通过原位聚合法得到粒径为1-10μm相变微胶囊。将面料洗净，烘干，备用。将相变微胶囊与的水性聚氨酯、卤胺、稳定剂、发泡剂按照一定比例均匀混合，经发泡机进行高倍均匀发泡，获得本发明的面料整理液。用泡沫施加器将面料整理液均匀涂覆于面料表面，将整理后的面料在120℃环境下预烘5min后，再置于150℃环境下烘焙20min。冷却至室温后在面料表面均匀地涂覆一层氟碳树脂，经50℃真空干燥4h，获得一种保暖舒适透气防水抗菌面料。
实施例68-73
利用发明内容所述的有机相变材料正十七烷、正十八烷、正十九烷、正十二烷、聚乙二醇、硬脂酸丁酯代替实施例67中的正十六烷作为芯材，制备相变微胶囊，其他条件与实施例67一致。
实施例74
利用发明内容所述的水性聚丙烯酸酯代替实施例67中的水性聚氨酯作为水性胶粘剂，制备面料整理液，其他条件与实施例67一致。
实施例75-77
利用发明内容所述的聚已亚甲基盐酸、聚六亚甲基胍盐酸盐、有机硅季铵盐代替实施例67中的卤胺作为抗菌剂，制备面料整理液，其他条件与实施例67一致。
在上述实施例52-77中，所制备的保暖舒适透气防水抗菌面料从20.3℃室温移至0℃环境中，60min后温度降低情况如下表所示：
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
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