一种无氟防水剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种无氟防水剂及其制备方法和应用。所述无氟防水剂包含如下质量百分比的组分：无氟共聚物10‑20％，表面活性剂1‑5％，助溶剂2‑10％，石蜡5‑15％，其余为水。所述无氟共聚物的共聚单体包括：丙烯酸酯单体a、含碳碳双键封端型异氰酸酯单体b、乙烯基硅烷偶联剂单体c和其他功能单体d。所述无氟防水剂不仅具有优异的防水效果，且能够赋予织物良好的手感，提高织物的耐洗性能。

A fluorine-free waterproofing agent and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种无氟防水剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及纺织助剂领域，具体涉及一种纺织品用无氟防水剂及其制备方法和应用。
技术介绍
纺织品的防水性能通常是经防水剂整理而获得的。纺织品的拒水整理是通过物理或化学方法，降低织物表面能，从而达到织物表面不易被水分子润湿的目的。化学法常采用拒水整理剂，其中以氟碳化合物的拒水效果最好。但氟碳拒水整理剂单体全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)是潜在的致癌物质，在整理过程中和整理后会释放有毒氟化物，危害人体和环境。2008年6月27日，欧盟正式实施限制使用全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)的指令。该指令将影响我国纺织品、皮革、造纸、包装、印染助剂、化妆品等的出口。因此，寻找含氟整理剂的替代品，并采用新整理技术是拒水整理的研究热点，采用无氟防水剂是发展趋势。中国专利CN102333915B公开了一种防水剂，包含基于丙烯酸酯的共聚物、石蜡和分散剂。该专利采用熔点低于80度的石蜡作为关键组分，使防水剂的防水性和耐洗涤性能受到局限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无氟防水剂及其制备方法，所述无氟防水剂不仅具有优异的防水效果，且能够赋予织物良好的手感，提高织物的耐洗性能。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一方面，本专利技术提供一种无氟防水剂，包含如下质量百分比的组分：无氟共聚物10-20％，表面活性剂1-5％，助溶剂2-10％，石蜡5-15％，其余为水；所述无氟共聚物的共聚单体包括：丙烯酸酯单体a、含碳碳双键封端型异氰酸酯单体b、乙烯基硅烷偶联剂单体c和其他功能单体d。进一步的，所述含碳碳双键封端型异氰酸酯单体b由具有α烯键的封端剂和异氰酸酯反应得到。进一步的，所述具有α烯键的封端剂为具有α烯键的端羟基丙烯酸酯。进一步的，所述具有α烯键的端羟基丙烯酸酯选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯中的一种或者至少两种的组合。进一步的，所述异氰酸酯选自单异氰酸酯、二异氰酸酯或多异氰酸酯。具体的，所述异氰酸酯选自甲基丙烯酸异氰基乙酯、丙烯酸异氰基乙酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯、环己基二异氰酸酯酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或者至少两种的组合。进一步的，所述乙烯基硅烷偶联剂单体c的结构如式(I)所示：CH2＝CH(CH2)nSiX3(I)，其中，n＝1～5，X选自氯、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙酰氧基或叔丁氧基。进一步的，所述乙烯基硅烷偶联剂单体c选自乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一种或者至少两种的组合。进一步的，所述其他功能单体d选自丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、氯乙烯、丙烯酸羟基乙酯的聚己内酯、甲基丙烯酸羟基乙酯的聚己内酯中的一种或者至少两种的组合。进一步的，所述无氟共聚物中基于单体a的构成单元所占质量百分比为30-70％，基于单体b的构成单元所占质量百分比为10-50％，基于单体c的构成单元所占质量百分比为1-50％，基于单体d的构成单元所占质量百分比为1-30％。另一方面，本专利技术还提供上述无氟防水剂的制备方法，包括以下步骤：在聚合引发剂的存在下将所述单体a、所述单体b、所述单体c和所述单体d，以及表面活性剂、助溶剂、石蜡加入到去离子水中混合，乳化后得到无氟防水剂。进一步的，本专利技术还提供采用上述无氟防水剂加工而成的纺织品。专利技术详细1、无氟防水剂(1)无氟共聚物所述无氟防水剂中，无氟共聚物的质量百分比为10-20％，优选的为15-20％。(i)丙烯酸酯单体a所述丙烯酸酯单体a为无氟丙烯酸酯类化合物。优选的，所述丙烯酸单体a为包含1至22个碳原子的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。具体的，所述丙烯酸酯单体a的非限制性实例包括：(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸二十二酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、3-乙氧基丙基丙烯酸酯、甲氧基丁基丙烯酸酯、2-乙基丁基丙烯酸酯、1,3-二甲基丁基丙烯酸酯、2-甲基戊基丙烯酸酯，等等。所述无氟共聚物中，基于单体a的构成单元所占质量百分比为30-70％，优选的为30-60％，更优选的为35-50％。(ii)含碳碳双键封端型异氰酸酯单体b所述含双碳碳键封端型异氰酸酯单体b由具有α烯键的封端剂和异氰酸酯反应得到。所述具有α烯键的封端剂为具有α烯键的端羟基丙烯酸酯。具体的，所述具有α烯键的端羟基丙烯酸酯的非限制性实例包括：丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯，等等。所述异氰酸酯选自单异氰酸酯、二异氰酸酯或多异氰酸酯。所述多异氰酸酯是带有三个或三个以上异氰酸酯基团的物质。具体的，所述异氰酸酯的非限制性实例包括：甲基丙烯酸异氰基乙酯(IEMA)、丙烯酸异氰基乙酯、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、1,6-己二异氰酸酯(HDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、萘-1,5-二异氰酸酯(NDI)、环己基二异氰酸酯酯(HTDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，等等。在一些实施方式中，所述含双碳碳键封端型异氰酸酯单体b选自甲基丙烯酸羟乙酯封端甲基丙烯酸异氰基乙酯、丙烯酸羟乙酯封端甲基丙烯酸异氰基乙酯、丙烯酸羟丙酯封端丙烯酸异氰基乙酯单体、甲基丙烯酸羟乙酯封端六亚甲基二异氰酸酯、甲基丙烯酸羟丙酯封端甲苯二异氰酸酯、甲基丙烯酸羟丙酯封端四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯封端四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、甲基丙烯酸羟丙酯封端四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯单体、丙烯酸羟丙酯封端六二亚甲基二异氰酸酯中的一种或至少两种的组合。所述无氟共聚物中，基于单体b的构成单元所占质量百分比为10-50％，优选的为15-50％，更优选的为15-30％。(iii)乙烯基硅烷偶联剂单体c所述乙烯基硅烷偶联剂单体c的结构如式(I)所示：CH2＝CH(CH2)nSiX3(I)，其中，n＝1～5，X选自氯、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙酰氧基或叔丁氧基。具体的，所述乙烯基硅烷偶联剂单体c的非限制性实例包括：乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷，等等。在一些实施方式中，所述乙烯基硅烷偶联剂单体c选自乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一种或至少两种的组合。所述无氟共聚物中，基于单体c的构成单元所占本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无氟防水剂，其特征在于，包含如下质量百分比的组分：无氟共聚物10‑20％，表面活性剂1‑5％，助溶剂2‑10％，石蜡5‑15％，其余为水；所述无氟共聚物的共聚单体包括：丙烯酸酯单体a、含碳碳双键封端型异氰酸酯单体b、乙烯基硅烷偶联剂单体c和其他功能单体d。

【技术特征摘要】
1.一种无氟防水剂，其特征在于，包含如下质量百分比的组分：无氟共聚物10-20％，表面活性剂1-5％，助溶剂2-10％，石蜡5-15％，其余为水；所述无氟共聚物的共聚单体包括：丙烯酸酯单体a、含碳碳双键封端型异氰酸酯单体b、乙烯基硅烷偶联剂单体c和其他功能单体d。2.根据权利要求1所述的一种无氟防水剂，其特征在于，所述含双碳碳键封端型异氰酸酯单体b由具有α烯键的封端剂和异氰酸酯反应得到。3.根据权利要求2所述的一种无氟防水剂，其特征在于，所述具有α烯键的封端剂为具有α烯键的端羟基丙烯酸酯。4.根据权利要求3所述的一种无氟防水剂，其特征在于，所述具有α烯键的端羟基丙烯酸酯选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯中的一种或者至少两种的组合。5.根据权利要求2所述的一种无氟防水剂，其特征在于，所述异氰酸酯选自甲基丙烯酸异氰基乙酯、丙烯酸异氰基乙酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯、环己基二异氰酸酯酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或者至少两种的组合。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李义涛，何浩鹏，侯琴卿，吴小云，别文丰，石玲，
申请(专利权)人：乳源东阳光氟有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44