环保型纺织品用超疏水防油表面处理剂及合成方法及应用

摘要

本发明提出了一种环保型纺织品用超疏水防油表面处理剂主要由以下重量份的原料组成：1-15份含氟化合物，1-5份含硅化合物，1-15份氟硅共聚物，0.5-5份硅烷偶联剂和50-95份溶剂，反应温度5-45℃，反应时间0.5-3h，即得到本产品。本产品对纺织品有极好的疏水性。本发明具有如下优点：生产工艺简单，便于大规模生产；能赋予纺织品超疏水、防油和防污性能；产品环保，不含全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)类化合物；使用简单方便，可适用于喷涂、浸涂和刷涂等方式；干燥速度快，室温下使用即可，无特殊处理要求；产品适用于棉、麻、毛、丝、绒、纤维、皮革等纺织品。

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保型纺织品用超疏水防油表面处理剂及合成方法及应 用。

背景技术

材料表面的自由能决定了这个材料是亲水还是疏水，自由能越低，疏水性 越强；表面微观的粗糙度则决定了亲疏水的强度，表面越粗糙，疏水性越强。 水是表面能比较高的物质，因此表面能比水低的物质，如一些含硅、氟的物质 就会表现出疏水性，水在这样的物质表面会缩成一个球形。由于超疏水性材料 具有许多独特的表面性能，如防水、防油、防污、防雪、防腐蚀和自清洁及超 疏水性等，因此在日常生活、国防及众多工业领域中有着广泛的应用前景。

近年来，对超疏水性表面的理论研究已经取得了大量的成果，但制备超疏 水性表面的方法并不多，主要有溶胶一凝胶法、模板法、自组装法及化学刻蚀 法等，这些方法存在施工或使用条件苛刻、步骤繁琐、成本高等问题。现已投 入市场的一些超疏水性材料由于在组分配伍上不够合理，因此，在不同程度上 存在着如表面微细结构强度低、易老化、易磨损、易污染、使用寿命短等欠 缺。

目前，“C8”类全氟碳化合物全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)被 认为具有疏水和疏油特性和良好的表面活性，作为疏水疏油剂或整理剂广泛地 应用于涂料、清洗、电子、电渡、消防、化装品、纺织、造纸等领域。随着欧 盟PFOS指令的实施，越来越多的研究证明PFOS是公认的具有持久性、生物累 积性和毒性的全氟碳化合物，对生物体具有危害性和潜在的致癌性。

目前虽然许多科研机构和企业正在进行超疏水材料和技术的开发，且制备 超疏水表面的方法很多，但是整体来说技术还不太成熟，仍需开发能够经济、 大面积制备具有持久、稳定超疏水性能表面的产品及方法。

发明内容

本发明旨在提供一种环保型纺织品用超疏水防油表面处理剂及合成方法及 应用，该防水防油剂具有防水防油效果好和环保的特点。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种环保型纺织品用超疏水防油表面处理剂，涂料主要由以下重量份的原 料组成：1-15份含氟化合物，1-5份含硅化合物，1-15份氟硅共聚物，0.5-5份 硅烷偶联剂和50-95份溶剂。

进一步地，所述的含氟化合物为丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯的 至少一种。

进一步地，所述的含硅化合物为聚甲基硅氧烷、纳米二氧化硅中的至少一 种。

进一步地，所述氟硅共聚物为十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基 三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷和三氟丙基甲基二甲氧基 硅烷中的至少一种

进一步地，所述的溶剂为己烷、庚烷、石油醚、溶剂油、氢氟醚中的至少 一种。

一种环保型纺织品用超疏水防油表面处理剂的合成方法如下：将1-15份含 氟化合物，1-5份含硅化合物，1-15份氟硅共聚物，0.5-5份硅烷偶联剂和50-95 份溶剂均匀混合，反应温度5-45℃，反应时间0.5-3h，即得到本产品。

一种环保型纺织品用超疏水防油表面处理剂，应用在纺织品上的涂层。

本发明还保护上述的环保型纺织品用超疏水防油表面处理剂原料混合均匀 后，在纺织品上的应用。

本发明与现有技术相比，本发明具有如下优点：生产工艺简单，便于大 规模生产；能赋予纺织品超疏水、防油和防污性能；产品环保，不含全氟辛酸 (PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)类化合物；使用简单方便，可适用于喷涂、浸 涂和刷涂等方式；干燥速度快，室温下使用即可，无特殊处理要求；产品适用 于棉、麻、毛、丝、绒、纤维、皮革等纺织品。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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。

实施例1

超疏水防油涂料由如下重量百分比的组分：丙烯酸六氟丁酯1g，聚甲基硅 氧烷5g，十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷15g，硅烷偶联剂1g，己烷50g。将所 有原料搅拌混合均匀，反应温度5℃，反应时间3h，即得到本产品。

本实施提供的超疏水防油涂料经试验检测，水接触角(°)：168±2，植物 油接触角(°)：140±2。

实施例2

超疏水防油涂料由如下重量百分比的组分：丙烯酸六氟丁酯10g，纳米二 氧化硅1g，十三氟辛基三甲氧基硅烷10g，硅烷偶联剂5g，庚烷60g，氟硅共 聚物实施例1相同。将所有原料搅拌混合均匀，反应温度45℃，反应时间0.5h， 即得到本产品。

本实施提供的超疏水防油涂料经试验检测，水接触角(°)：160±2，植物 油接触角(°)：135±2。

实施例3

超疏水防油涂料由如下重量百分比的组分：甲基丙烯酸三氟乙酯15g，纳 米二氧化硅5g，1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷15g，硅烷偶联剂5g，石 油醚70g，氟硅共聚物实施例1相同。将所有原料搅拌混合均匀，反应温度 25℃，反应时间2h，即得到本产品。

本实施提供的超疏水防油涂料经试验检测，水接触角(°)：170±2，植物 油接触角(°)：139±2。

实施例4

超疏水防油涂料由如下重量百分比的组分：甲基丙烯酸三氟乙酯10g，纳 米二氧化硅2g，三氟丙基甲基二甲氧基硅烷1g，硅烷偶联剂2g，氢氟醚85g， 氟硅共聚物实施例1相同。将所有原料搅拌混合均匀，反应温度35℃，反应时 间1h，即得到本产品。

本实施提供的超疏水防油涂料经试验检测，水接触角(°)：156±2，植物 油接触角(°)：134±2。

实施例5

超疏水防油涂料由如下重量百分比的组分：甲基丙烯酸三氟乙酯13g，纳 米二氧化硅1g，十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷5.5g，硅烷偶联剂0.5g，溶剂油 95g，氟硅共聚物实施例1相同。将所有原料搅拌混合均匀，反应温度15℃，反 应时间1.5h，即得到本产品。

本实施提供的超疏水防油涂料经试验检测，水接触角(°)：155±2，植物 油接触角(°)：131±2。

由以上实施例可见，本发明提供的产品的水接触角均大于150°，植物油 接触角均大于130°，具有优异的疏水疏油性能，产品可以达到较好的超疏水 防油自清洁功能。

注：(接触角是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线穿过液 体与固-液交界线之间的夹角θ，是润湿程度的量度。接触角越大，说明材料表 面越疏水，超疏水材料表面稳定接触角要大于150°。)

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。