【技术实现步骤摘要】
本申请涉及纤维素及其衍生物，尤其是涉及一种微纳米无氟防水材料及其制备方法。
技术介绍
1、无氟防水剂用于纺织品后整处理，无需使用含氟有机物(如全氟烷基物质、多氟烷基物质、含氟硅氧烷等)合成防水剂，可赋予纺织品良好的防水性能同时环保的替代传统防水剂，降低含氟有机物使用对人类健康和环境造成危害。
2、无氟防水剂的防水原理如下：无氟防水剂配制成水性乳液后用于纺织品后整处理，经过无氟防水剂水性乳液后整处理后的纺织品中纺织纤维的表面形成疏水膜层，疏水膜层的表面张力低于100mn/m，通过疏水膜层降低纺织品整体对水的亲和力，液滴难以在固体表面润湿，呈液滴状立于固体表面，即难以附着在纺织品表面,即使附着也很容易在外力作用下脱附，进而赋予纺织品良好的防水性能。随着环保意识的觉醒，无氟防水剂环保的优势使其在服装、户外装备、室内装饰等领域独具优势，市场占有率逐渐上涨。
3、公告号为cn112321732b、分类号为c08b15/06的专利技术专利中公开了一种疏水改性纤维素及其制备方法，该疏水改性纤维素由纳米纤维素与单端含异氰酸酯基团的氟化物反应制备。
4、公告号为cn110981976b、分类号为c08b15/06的专利技术专利中公开了一种纤维素基疏水纳米材料及其制备方法和应用，其将木浆、竹浆、棉花、麻等纤维素基材料，通过tempo氧化、naio4氧化或其组合后再经机械处理得到纳米纤维素，以此为原料，通过酰胺化、酯化、亚胺化反应得到表面接枝长链烷基的疏水纳米纤维素；该疏水纳米纤维素能够分散于二氯甲烷、氯仿、乙酸乙
5、公开号为cn117327202a、分类号为c08b15/06的专利技术专利中公开了一种疏水纳米纤维素及其制备方法和应用；所述疏水纳米纤维素的直径为纳米级，该疏水纳米纤维素为通过疏水改性剂对纤维素进行表面改性得到；且所述纤维素为表面经碱性溶液预处理后的天然纤维素；所述疏水改性剂为异氰酸酯基改性剂；本专利技术提供的疏水纳米纤维素中含有木质素，该疏水纳米纤维素直径较小，由其制备得到的纤维素膜同时具有可调的光学性能(高透光性和高雾度)、疏水、可降解、抗紫外性能和较好的力学性能。
6、现有的无氟含有纤维素及其衍生物基团的防水剂后整处理后的纺织品的防水持续时间偏短，经过50次洗涤后防水下滑明显。究其因在于：因防水剂成分中含有的硅氧键si-o，使得无氟防水剂形成的疏水膜层与纺织品中纺织纤维表面的结合力偏低。为此，本专利技术提供了一种微纳米无氟含有纤维素及其衍生物基团类型防水材料及其制备方法。
技术实现思路
1、为了解决现有的无氟防水剂后整处理后的纺织品的防水持续时间偏短问题，本申请提供了一种微纳米无氟防水材料及其制备方法。
2、本申请提供的一种微纳米无氟防水材料，是通过以下技术方案得以实现的：
3、一种微纳米无氟防水材料，包括a组分和b组分，所述a组分包含有成膜剂a、阻聚剂，所述阻聚剂使得a组分所形成的高分子膜中残留有双键；所述b组分中包含有成膜剂b、过氧化物催化剂、表面疏水改性处理的纳米纤维素；所述b组分所形成的高分子链段中也残留有双键，在过氧化物催化剂下，a组分所形成的高分子膜中残留的双键与b组分所形成的高分子链段中残留的双键通过聚合反应连接；所述表面疏水改性处理的纳米纤维素的质量是所述b组分总质量的2-8wt％；所述微纳米无氟防水材料的使用方法：a组分作为第一后整液，经过第一后整液处理后的纺织品表面形成增粘膜，后b组分作为第二后整液，经过第二后整液处理后的纺织品表面防水膜层。
4、经过本专利技术中微纳米无氟防水材料处理后的纺织品具有相对持久的防水性能，经过50次洗涤后纺织品的表面接触角≥105°，经过100次洗涤后纺织品的表面接触角≥95°，尤其适用于户外冲锋衣面料。
5、优选地，所述表面疏水改性处理的纳米纤维素的制备方法如下：
6、s1.1，将纳米纤维素置于160-180℃下进行活化处理1-2h备用；
7、s1.2，s1.1中所得活化纳米纤维素置于浓度为0.01-0.1mol/l的氨基硅烷水溶液中进行15-30min超声波分散处理，减压过滤所得固体物用蒸馏水冲洗三次，真空干燥处理即可得表面氨基活化改性的纳米纤维素；
8、s1.3，s1.2中所得表面氨基活化改性的纳米纤维素与蒸馏水、丙酮混合均匀配制得表面氨基活化改性的纳米纤维素含量3-8wt％的悬浮液，所得悬浮液中丙酮含量为25-60wt％，在120-180rpm转速下，向悬浮液中加入脂肪族二异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物，升温至85-95℃下反应60-90min，脂肪族二异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物一端的脂肪族二异氰酸酯-nco与表面氨基活化改性的纳米纤维素表面的-nh2缩聚形成-nh-co-nh-化学键连接；
9、s1.4，降温至60-65℃后，滴加单羟基封端的聚硅氧烷基，维持60-65℃下反应2-4h，脂肪族二异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物另一端的脂肪族二异氰酸酯-nco与单羟基封端的聚硅氧烷基中的-oh缩聚形成-nh-co-o-化学键连接，减压过滤所得固体物用蒸馏水冲洗三次，真空干燥处理即可得表面疏水改性处理的纳米纤维素成品。
10、优选地，所述s1.1中选用的纳米纤维素的平均粒径为0.5-3微米。
11、优选地，所述s1.1中选用的纳米纤维素的表面通过溶胶凝胶法形成有纳米二氧化硅颗粒。
12、优选地，所述s1.2中氨基硅烷水溶液中含有的氨基硅烷为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
13、优选地，所述s1.4中的单羟基封端的聚硅氧烷基为醇羟基单封端长链烷基硅油my8861。
14、通过采用上述技术方案可获得与b组分形成的防水膜层结合牢固的表面疏水改性处理的纳米纤维素，进而保证微纳米无氟防水材料形成的防水层整体具有持久的防水性能且兼具有良好的耐候性能和机械强度。
15、优选地，所述脂肪族二异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物中含有阻聚剂，所述脂肪族二异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物的分子链中含有双键，使得表面疏水改性处理的纳米纤维素成品中的双键，在b组分中含有的过氧化物催化剂下，与b组分所形成的高分子链段中残留的双键通过聚合反应连接。
16、优选地，脂肪族二异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物中的扩链剂包含有己烯5-1,2-二醇。
17、通过采用上述技术方案，可使得表面疏水改性处理的纳米纤维素与b组分形成的防水膜层之间具有更优异的结合牢固度，进而保证微纳米无氟防水材料形成的防水层整体具有持久的防水性能。
18、优选地，所述a组分中成膜剂a为水性聚氨酯a，水性聚氨酯a配方中的二异氰酸酯原料为芳香族二异氰酸酯，扩链剂为烯二醇、1,6-己二醇，多元醇为聚酯二醇、聚醚二醇、聚碳酸酯二醇中的至少一种；所述水性聚氨酯a中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微纳米无氟防水材料，其特征在于：包括A组分和B组分，所述A组分包含有成膜剂a、阻聚剂，所述阻聚剂使得A组分所形成的高分子膜中残留有双键；所述B组分中包含有成膜剂b、过氧化物催化剂、表面疏水改性处理的纳米纤维素；所述B组分所形成的高分子链段中残留有双键，在过氧化物催化剂下，A组分所形成的高分子膜中残留的双键与B组分所形成的高分子链段中残留的双键通过聚合反应连接；
2.根据权利要求1所述的一种微纳米无氟防水材料，其特征在于：所述表面疏水改性处理的纳米纤维素的制备方法如下：
3.根据权利要求2所述的一种微纳米无氟防水材料，其特征在于：所述S1.1中选用的纳米纤维素的平均粒径为0.5-3微米。
4.根据权利要求2所述的一种微纳米无氟防水材料，其特征在于：所述S1.1中选用的纳米纤维素的表面通过溶胶凝胶法形成有纳米二氧化硅颗粒。
5.根据权利要求2所述的一种微纳米无氟防水材料，其特征在于：所述S1.2中氨基硅烷水溶液中含有的氨基硅烷为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
6.根据权利要求2所述的一种微纳米无氟防水材料，其特征在于：所述
7.根据权利要求2所述的一种微纳米无氟防水材料，其特征在于：所述脂肪族二异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物中含有阻聚剂，所述脂肪族二异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物的分子链中含有双键，使得表面疏水改性处理的纳米纤维素成品中的双键，在B组分中含有的过氧化物催化剂下，与B组分所形成的高分子链段中残留的双键通过聚合反应连接。
8.根据权利要求2或7所述的一种微纳米无氟防水材料，其特征在于：所述脂肪族二异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物中的扩链剂包含有己烯5-1,2-二醇。
9.根据权利要求1所述的一种微纳米无氟防水材料，其特征在于：所述A组分中成膜剂a为水性聚氨酯A，水性聚氨酯A配方中的二异氰酸酯原料为芳香族二异氰酸酯，扩链剂为烯二醇、1,6-己二醇，多元醇为聚酯二醇、聚醚二醇、聚碳酸酯二醇中的至少一种；所述水性聚氨酯A中的聚氨酯胶乳为芳香族二异氰酸酯封端，聚氨酯胶乳封端的芳香族二异氰酸酯与纺织品中纺织纤维表面的-OH缩合反应形成-NH-CO-O-化学键连接；
10.一种权利要求1-9中任一项所述的微纳米无氟防水材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，
...【技术特征摘要】
1.一种微纳米无氟防水材料，其特征在于：包括a组分和b组分，所述a组分包含有成膜剂a、阻聚剂，所述阻聚剂使得a组分所形成的高分子膜中残留有双键；所述b组分中包含有成膜剂b、过氧化物催化剂、表面疏水改性处理的纳米纤维素；所述b组分所形成的高分子链段中残留有双键，在过氧化物催化剂下，a组分所形成的高分子膜中残留的双键与b组分所形成的高分子链段中残留的双键通过聚合反应连接；
2.根据权利要求1所述的一种微纳米无氟防水材料，其特征在于：所述表面疏水改性处理的纳米纤维素的制备方法如下：
3.根据权利要求2所述的一种微纳米无氟防水材料，其特征在于：所述s1.1中选用的纳米纤维素的平均粒径为0.5-3微米。
4.根据权利要求2所述的一种微纳米无氟防水材料，其特征在于：所述s1.1中选用的纳米纤维素的表面通过溶胶凝胶法形成有纳米二氧化硅颗粒。
5.根据权利要求2所述的一种微纳米无氟防水材料，其特征在于：所述s1.2中氨基硅烷水溶液中含有的氨基硅烷为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
6.根据权利要求2所述的一种微纳米无氟防水材料，其特征在于：所述s1.4中的单羟基封端的聚硅氧烷基为...
【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，王勇，丁锐，陈科枫，李俊成，
申请(专利权)人：深圳伊尚纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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