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一种高强度疏水型无纺布及其制备方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2020-06-08
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2020-09-15
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2040-06-08
基本信息
有效性 实质审查 专利类型 发明专利
申请号 CN202010510453.4 申请日 2020-06-08
公开/公告号 CN111560772A 公开/公告日 2020-08-21
授权日 预估到期日 2040-06-08
申请年 2020年 公开/公告年 2020年
缴费截止日
分类号 D06M14/22D06M15/37D04H1/425D04H1/492D06M101/06 主分类号 D06M14/22
是否联合申请 独立申请 文献类型号 A
独权数量 1 从权数量 9
权利要求数量 10 非专利引证数量 0
引用专利数量 3 被引证专利数量 2
非专利引证
引用专利 US2002160675A1、CN103570860A、CN107936173A 被引证专利 CN202011159195.6
专利权维持 99 专利申请国编码 CN
专利事件 转让 事务标签 公开、实质审查、申请权转移
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 长沙柔织新材料科技有限公司 当前专利权人 廖国庆
发明人 廖国庆 第一发明人 廖国庆
地址 湖南省长沙市高新开发区麓龙路199号麓谷商务中心A栋307房卡-1719 邮编 410205
申请人数量 1 发明人数量 1
申请人所在省 湖南省 申请人所在市 湖南省长沙市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
长沙正务联合知识产权代理事务所 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
郑隽、吴婷
摘要
本发明涉及非织造布技术领域,公开了一种高强度疏水型无纺布及其制备方法,该无纺布包括以下重量份的原料:100份纤维素纤维,5~10份三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物,30~35份1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷,2~2.5份季戊四醇四丙烯酸酯。本发明通过在无纺布内部加入三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物,提高了无纺布的强度;通过在无纺布表面接枝1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯,提高了无纺布的强度和疏水性。
  • 摘要附图
    一种高强度疏水型无纺布及其制备方法
  • 说明书附图:10
    一种高强度疏水型无纺布及其制备方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-09-09 专利申请权的转移 登记生效日: 2022.08.26 申请人由长沙柔织新材料科技有限公司变更为廖国庆 地址由410205 湖南省长沙市高新开发区麓龙路199号麓谷商务中心A栋307房卡-1719变更为410205 湖南省长沙市高新开发区麓龙路199号麓谷商务中心A栋307房卡-1719
2 2020-09-15 实质审查的生效 IPC(主分类): D06M 14/22 专利申请号: 202010510453.4 申请日: 2020.06.08
3 2020-08-21 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种高强度疏水型无纺布,其特征在于,包括以下重量份的原料:100份纤维素纤维,
5~10份三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物,30~35份1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷,2~2.5份季戊四醇四丙烯酸酯。

2.如权利要求1所述的一种高强度疏水型无纺布,其特征在于,所述三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物的制备方法如下:
(i)加成反应:将三羟甲基氨基甲烷加入甲醇水溶液中,升温至30~35℃,搅拌溶解;滴加丙烯酸甲酯的甲醇溶液,在30~35℃下反应2~3h;反应完毕后,抽真空除去甲醇、水和过量的丙烯酸甲酯,获得加成反应产物;
(ii)酯交换反应:将双季戊四醇加入二甲基亚砜中,升温至90~100℃,搅拌溶解;滴加步骤(i)中获得的加成反应产物,升温至125~130℃,反应2~3h,再在100~110℃、0.05~
0.08MPa下反应1.5~2.5h;反应完毕后,减压旋蒸除去二甲基亚砜,获得三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物。

3.如权利要求2所述的一种高强度疏水型无纺布,其特征在于,步骤(i)中,所述三羟甲基氨基甲烷与丙烯酸甲酯的质量比为1:1~1.5。

4.如权利要求2所述的一种高强度疏水型无纺布,其特征在于,步骤(ii)中的双季戊四醇与步骤(i)中的三羟甲基氨基甲烷的质量比为1:3.5~4。

5.如权利要求1或2所述的一种高强度疏水型无纺布,其特征在于,所述三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物为羧基接枝改性的三元共聚物,改性方法如下:
(a)开环反应:将三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物溶于N,N-二甲基甲酰胺,加入开环反应催化剂,滴加2-噁丙环乙酸乙酯的N,N-二甲基甲酰胺溶液,在70~80℃下反应2~3h;反应完毕后,减压蒸馏除去N,N-二甲基甲酰胺,获得开环反应产物;
(b)水解反应:将步骤(a)中获得的开环反应产物溶于水中,加入氢氧化钠溶液,在60~
70℃下反应1~2h;反应完毕后,减压蒸馏除去水,获得羧基接枝改性的三元共聚物。

6.如权利要求5所述的一种高强度疏水型无纺布,其特征在于,步骤(a)中,所述三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物与2-噁丙环乙酸乙酯的质量比为1:1.5~2。

7.一种制备如权利要求1~4之一所述高强度疏水型无纺布的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将纤维素纤维开松后,分散到水中,制成纤维悬浮液;
(2)将纤维悬浮液与三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物混合,进行湿法成网,制成纤维网;
(3)对纤维网进行水刺加固、洗涤、烘干,获得水刺纤维网;
(4)以1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯为接枝单体,对水刺纤维网进行紫外光表面接枝,获得经接枝处理的纤维网;
(5)对经接枝处理的纤维网进行切割,获得高强度疏水型无纺布。

8.如权利要求7所述的一种制备高强度疏水型无纺布的方法,其特征在于,步骤(4)中,所述紫外光表面接枝的方法如下:将1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷、季戊四醇四丙烯酸酯和光引发剂溶于丙酮,制备成混合溶液;将水刺纤维网浸入混合溶液中,在紫外光下进行接枝反应;反应完毕后,将水刺纤维网转移到丙酮中,超声处理去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物,再通过丙酮抽提进一步去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物。

9.一种制备如权利要求5~6之一所述高强度疏水型无纺布的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将纤维素纤维开松后,分散到水中,制成纤维悬浮液;
(2)向纤维悬浮液中加入酯化反应催化剂,在搅拌下滴加羧基接枝改性的三元共聚物的水溶液,在80~85℃下反应2~3h;反应完毕后,进行湿法成网,制成纤维网;
(3)对纤维网进行水刺加固、洗涤、烘干,获得水刺纤维网;
(4)以1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯为接枝单体,对水刺纤维网进行紫外光表面接枝,获得经接枝处理的纤维网;
(5)对经接枝处理的纤维网进行切割,获得高强度疏水型无纺布。

10.如权利要求9所述的一种制备高强度疏水型无纺布的方法,其特征在于,步骤(4)中,所述紫外光表面接枝的方法如下:将1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷、季戊四醇四丙烯酸酯和光引发剂溶于丙酮,制备成混合溶液;将水刺纤维网浸入混合溶液中,在紫外光下进行接枝反应;反应完毕后,将水刺纤维网转移到丙酮中,超声处理去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物,再通过丙酮抽提进一步去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及非织造布技术领域,尤其涉及一种高强度疏水型无纺布及其制备方法。

背景技术

[0002] 无纺布又称非织造布,是定向或随机排列的纤维通过摩擦、抱合或粘合或者这些方法的组合而相互结合制成的薄片、纤网或絮垫。由于原料广泛、生产流程短和成本低等特点,无纺布被广泛应用于民用纺织品和产业用纺织品领域。在各种生产无纺布的原料中,纤维素纤维具有易整理性、易生物分解性等一系列合成纤维所无法具备的特性,因而纤维素基无纺布在医疗、护理、卫生用品、化妆用品以及其它工业领域有着独特的用途。但由于纤维素具有较高的吸水性,导致纤维素基无纺布无法应用于需要防水的场合。
[0003] 目前对纤维素纤维织物的疏水改性方法多集中于利用纳米材料对织物进行拒水拒油整理,即采用适宜的超疏水性纳米粒子特种功能母液,对纤维表面进行浸轧处理和定型处理,通过粘合剂的作用与纤维结合,使纳米粒子高度分散在纱线之间、纤维之间和纤维表面,它们与粘合剂等在纤维表面呈凹凸有致的排列,在纳米尺寸的凹槽里形成纳米尺寸的空气薄膜,从而提高织物表面的疏水性。但通过这种方法获得的疏水性织物的耐久性差,纳米粒子与织物的结合牢固性差,易脱落而影响织物的疏水性。

发明内容

[0004] 为了解决上述技术问题,本发明提供了一种高强度疏水型无纺布及其制备方法。该无纺布具有较好的疏水性,且疏水界面与无纺布结合牢固,具有较好的耐久性;此外,该无纺布还具有较高的强度,经久耐用,不易损坏。
[0005] 本发明的具体技术方案为:
[0006] 一种高强度疏水型无纺布,包括以下重量份的原料:100份纤维素纤维,5~10份三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物,30~35份1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷,2~2.5份季戊四醇四丙烯酸酯。
[0007] 一种制备上述高强度疏水型无纺布的方法,包括以下步骤:
[0008] (1)将纤维素纤维开松后,分散到水中,制成纤维悬浮液;
[0009] (2)将纤维悬浮液与三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物混合,进行湿法成网,制成纤维网;
[0010] (3)对纤维网进行水刺加固、洗涤、烘干,获得水刺纤维网;
[0011] (4)以1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯为接枝单体,对水刺纤维网进行紫外光表面接枝,获得经接枝处理的纤维网;
[0012] (5)对经接枝处理的纤维网进行切割,获得高强度疏水型无纺布。
[0013] 本发明中,三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物与纤维素纤维共混,存在于无纺布内部,作用是增强无纺布的强度,机制如下:三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物中存在大量端羟基,能与纤维素纤维中的游离羟基形成氢键,使纤维素纤维的交联区域存在更多的氢键,并提高纤维的交联程度,从而增大无纺布的强度;同时,由于该三元共聚物分子具有较高的支化度,能与各方向上的纤维素纤维交联,因而能进一步提高纤维的交联程度,增大无纺布的强度。
[0014] 由于在制造无纺布的过程中,纤维素纤维中游离出的羟基较少,因而三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物对无纺布强度的改善程度有限。本发明通过在无纺布表面接枝1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯,进一步增大无纺布的强度,同时也能使其获得疏水性,机制如下:两种接枝单体通过碳碳双键接枝到水刺纤维网表面;同时,两种接枝单体中均存在多个碳碳双键,这些碳碳双键之间会发生光引发聚合反应,使水刺纤维网表面形成交联网络状结构,从而增大无纺布的强度;同时,1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷中的含氟基团具有较好的疏水性,能无纺布表面形成疏水界面,且由于该疏水界面通过共价键接枝在无纺布表面,因而不易脱落,具有较好的耐久性。
[0015] 作为优选,所述三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物为羧基接枝改性的三元共聚物,改性方法如下:
[0016] (a)开环反应:将三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物溶于N,N-二甲基甲酰胺,加入开环反应催化剂,滴加2-噁丙环乙酸乙酯的N,N-二甲基甲酰胺溶液,在70~80℃下反应2~3h;反应完毕后,减压蒸馏除去N,N-二甲基甲酰胺,获得开环反应产物;
[0017] (b)水解反应:将步骤(a)中获得的开环反应产物溶于水中,加入氢氧化钠溶液,在60~70℃下反应1~2h;反应完毕后,减压蒸馏除去水,获得羧基接枝改性的三元共聚物。
[0018] 一种制备上述高强度疏水型无纺布的方法,包括以下步骤:
[0019] (1)将纤维素纤维开松后,分散到水中,制成纤维悬浮液;
[0020] (2)向纤维悬浮液中加入酯化反应催化剂,在搅拌下滴加羧基接枝改性的三元共聚物的水溶液,在80~85℃下反应2~3h;反应完毕后,进行湿法成网,制成纤维网;
[0021] (3)对纤维网进行水刺加固、洗涤、烘干,获得水刺纤维网;
[0022] (4)以1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯为接枝单体,对水刺纤维网进行紫外光表面接枝,获得经接枝处理的纤维网;
[0023] (5)对经接枝处理的纤维网进行切割,获得高强度疏水型无纺布。
[0024] 通过改性使三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物接枝上羧基,这些羧基在步骤(2)中与纤维素纤维中的羟基发生酯化反应,在三元共聚物与纤维素纤维之间形成共价交联,相较于氢键而言,共价交联的键能更大,能进一步提高无纺布的强度。
[0025] 作为优选,所述三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物的制备方法如下:
[0026] (i)加成反应:将三羟甲基氨基甲烷加入甲醇水溶液中,升温至30~35℃,搅拌溶解;滴加丙烯酸甲酯的甲醇溶液,在30~35℃下反应2~3h;反应完毕后,抽真空除去甲醇、水和过量的丙烯酸甲酯,获得加成反应产物;
[0027] (ii)酯交换反应:将双季戊四醇加入二甲基亚砜中,升温至90~100℃,搅拌溶解;滴加步骤(i)中获得的加成反应产物,升温至125~130℃,反应2~3h,再在100~110℃、
0.05~0.08MPa下反应1.5~2.5h;反应完毕后,减压旋蒸除去二甲基亚砜,获得三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物。
[0028] 步骤(i)中,三羟甲基氨基甲烷中的氨基跟丙烯酸甲酯中的碳碳双键发生加成反应;步骤(ii)中,加成反应产物和双季戊四醇中的羟基跟加成反应产物中的酯基发生酯交换反应,进而获得共聚物。通过该方法制得的三元共聚物含有大量端羟基,且具有较高的支化度,能有效提高无纺布的强度。
[0029] 作为优选,步骤(i)中,所述三羟甲基氨基甲烷与丙烯酸甲酯的质量比为1:1~1.5。
[0030] 作为优选,步骤(ii)中的双季戊四醇与步骤(i)中的三羟甲基氨基甲烷的质量比为1:3.5~4。
[0031] 作为优选,步骤(a)中,所述三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物与2-噁丙环乙酸乙酯的质量比为1:1.5~2。
[0032] 作为优选,步骤(a)中,所述开环反应催化剂为叔胺、季铵盐中的至少一种。
[0033] 作为优选,其特征在于,步骤(4)中,所述紫外光表面接枝的方法如下:将1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷、季戊四醇四丙烯酸酯和光引发剂溶于丙酮,制备成混合溶液;将水刺纤维网浸入混合溶液中,在紫外光下进行接枝反应;反应完毕后,将水刺纤维网转移到丙酮中,超声处理去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物,再通过丙酮抽提进一步去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物。
[0034] 在紫外光照射下,光引发剂夺取纤维素表面的氢,使纤维素表面产生自由基,自由基与接枝单体1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯中的碳碳双键结合,进而引发接枝单体在纤维素表面的接枝反应和聚合反应。
[0035] 作为优选,所述1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷在丙酮中的质量分数为40%~50%。
[0036] 作为优选,所述光引发剂为二苯甲酮;所述光引发剂在丙酮中的质量分数为4.5%~5%。
[0037] 与现有技术相比,本发明具有以下优点:
[0038] (1)通过在无纺布内部加入三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物,能提高无纺布的强度;
[0039] (2)通过在无纺布表面接枝1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯构成的交联网络,能进一步提高无纺布的强度,并赋予无纺布疏水表面,且该疏水表面具有较好的耐久性。

实施方案

[0040] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0041] 实施例1
[0042] 通过以下方法制备一种无纺布:
[0043] (1)制备三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物,具体过程如下:
[0044] (1.1)加成反应:将5.2g三羟甲基氨基甲烷加入10mL 50%甲醇水溶液(50%甲醇水溶液即甲醇的体积分数为50%)中,升温至30℃,搅拌溶解;滴加5.2g丙烯酸甲酯与10mL甲醇的混合溶液,在30℃下反应2h;反应完毕后,抽真空除去甲醇、水和过量的丙烯酸甲酯,获得加成反应产物;
[0045] (1.2)酯交换反应:将1.3g双季戊四醇加入10mL二甲基亚砜中,升温至90℃,搅拌溶解;滴加步骤(1.1)中获得的加成反应产物,升温至125℃,反应2h,再在100℃、0.08MPa下反应2h;反应完毕后,减压旋蒸除去二甲基亚砜,获得三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物;
[0046] (2)将100g纤维素纤维开松后,分散到水中,制成纤维悬浮液;
[0047] (3)将纤维悬浮液与5g步骤(1)中获得的三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物混合,进行湿法成网,制成纤维网;
[0048] (4)对纤维网进行水刺加固、洗涤、烘干,获得水刺纤维网;
[0049] (5)以1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯为接枝单体,对水刺纤维网进行紫外光表面接枝,获得经接枝处理的纤维网,具体过程如下:
[0050] (5.1)将30g 1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷、2g季戊四醇四丙烯酸酯和1.5g二苯甲酮溶于45g丙酮,制备成混合溶液;
[0051] (5.2)将水刺纤维网浸入步骤(5.1)中制得的混合溶液中,在365nm紫外光下反应1min;
[0052] (5.3)反应完毕后,将水刺纤维网转移到丙酮中,40W超声处理20min,去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;再用丙酮抽提5h,进一步去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;
[0053] (6)对经接枝处理的纤维网进行切割,获得无纺布。
[0054] 实施例2
[0055] 通过以下方法制备一种无纺布:
[0056] (1)制备三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物,具体过程如下:
[0057] (1.1)加成反应:将6.5g三羟甲基氨基甲烷加入10mL 50%甲醇水溶液(50%甲醇水溶液即甲醇的体积分数为50%)中,升温至33℃,搅拌溶解;滴加7.8g丙烯酸甲酯与12mL甲醇的混合溶液,在33℃下反应2.5h;反应完毕后,抽真空除去甲醇、水和过量的丙烯酸甲酯,获得加成反应产物;
[0058] (1.2)酯交换反应:将1.7g双季戊四醇加入10mL二甲基亚砜中,升温至95℃,搅拌溶解;滴加步骤(1.1)中获得的加成反应产物,升温至127℃,反应2.5h,再在105℃、0.06MPa下反应2h;反应完毕后,减压旋蒸除去二甲基亚砜,获得三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物;
[0059] (2)将100g纤维素纤维开松后,分散到水中,制成纤维悬浮液;
[0060] (3)将纤维悬浮液与8g步骤(1)中获得的三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物混合,进行湿法成网,制成纤维网;
[0061] (4)对纤维网进行水刺加固、洗涤、烘干,获得水刺纤维网;
[0062] (5)以1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯为接枝单体,对水刺纤维网进行紫外光表面接枝,获得经接枝处理的纤维网,具体过程如下:
[0063] (5.1)将32g 1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷、2.3g季戊四醇四丙烯酸酯和1.6g二苯甲酮溶于33g丙酮,制备成混合溶液;
[0064] (5.2)将水刺纤维网浸入步骤(5.1)中制得的混合溶液中,在365nm紫外光下反应1.5min;
[0065] (5.3)反应完毕后,将水刺纤维网转移到丙酮中,40W超声处理20min,去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;再用丙酮抽提5h,进一步去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;
[0066] (6)对经接枝处理的纤维网进行切割,获得无纺布。
[0067] 实施例3
[0068] 通过以下方法制备一种无纺布:
[0069] (1)制备三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物,具体过程如下:
[0070] (1.1)加成反应:将7.2g三羟甲基氨基甲烷加入15mL 50%甲醇水溶液(50%甲醇水溶液即甲醇的体积分数为50%)中,升温至35℃,搅拌溶解;滴加10.8g丙烯酸甲酯与15mL甲醇的混合溶液,在35℃下反应3h;反应完毕后,抽真空除去甲醇、水和过量的丙烯酸甲酯,获得加成反应产物;
[0071] (1.2)酯交换反应:将2g双季戊四醇加入10mL二甲基亚砜中,升温至100℃,搅拌溶解;滴加步骤(1.1)中获得的加成反应产物,升温至130℃,反应3h,再在110℃、0.05MPa下反应2.5h;反应完毕后,减压旋蒸除去二甲基亚砜,获得三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物;
[0072] (2)将100g纤维素纤维开松后,分散到水中,制成纤维悬浮液;
[0073] (3)将纤维悬浮液与10g步骤(1)中获得的三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物混合,进行湿法成网,制成纤维网;
[0074] (4)对纤维网进行水刺加固、洗涤、烘干,获得水刺纤维网;
[0075] (5)以1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯为接枝单体,对水刺纤维网进行紫外光表面接枝,获得经接枝处理的纤维网,具体过程如下:
[0076] (5.1)将35g 1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷、2.5g季戊四醇四丙烯酸酯和1.7g二苯甲酮溶于35g丙酮,制备成混合溶液;
[0077] (5.2)将水刺纤维网浸入步骤(5.1)中制得的混合溶液中,在365nm紫外光下反应1.5min;
[0078] (5.3)反应完毕后,将水刺纤维网转移到丙酮中,40W超声处理20min,去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;再用丙酮抽提5h,进一步去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;
[0079] (6)对经接枝处理的纤维网进行切割,获得无纺布。
[0080] 实施例4
[0081] 通过以下方法制备一种无纺布:
[0082] (1)制备三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物,具体过程如下:
[0083] (1.1)加成反应:将5.2g三羟甲基氨基甲烷加入10mL 50%甲醇水溶液(50%甲醇水溶液即甲醇的体积分数为50%)中,升温至30℃,搅拌溶解;滴加5.2g丙烯酸甲酯与10mL甲醇的混合溶液,在30℃下反应2h;反应完毕后,抽真空除去甲醇、水和过量的丙烯酸甲酯,获得加成反应产物;
[0084] (1.2)酯交换反应:将1.3g双季戊四醇加入10mL二甲基亚砜中,升温至90℃,搅拌溶解;滴加步骤(1.1)中获得的加成反应产物,升温至125℃,反应2h,再在100℃、0.08MPa下反应2h;反应完毕后,减压旋蒸除去二甲基亚砜,获得三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物;
[0085] (2)制备羧基接枝改性的三元共聚物,具体过程如下:
[0086] (2.1)开环反应:将5g三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物溶于10mLN,N-二甲基甲酰胺,加入0.1g开环反应催化剂四丁基溴化铵,滴加8g 2-噁丙环乙酸乙酯与15mLN,N-二甲基甲酰胺的混合溶液,在75℃下反应3h;反应完毕后,减压蒸馏除去N,N-二甲基甲酰胺,获得开环反应产物;
[0087] (2.2)水解反应:将步骤(2.1)中获得的开环反应产物溶于20mL水中,加入氢氧化钠溶液,在65℃下反应1h;反应完毕后,减压蒸馏除去水,获得羧基接枝改性的三元共聚物。
[0088] (3)将100g纤维素纤维开松后,分散到水中,制成纤维悬浮液;
[0089] (4)向纤维悬浮液中加入0.15g酯化反应催化剂ZnCl2,在搅拌下滴加步骤(2)中获得的羧基接枝改性的三元共聚物的水溶液,在85℃下反应2h;反应完毕后,进行湿法成网,制成纤维网;
[0090] (5)对纤维网进行水刺加固、洗涤、烘干,获得水刺纤维网;
[0091] (6)以1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯为接枝单体,对水刺纤维网进行紫外光表面接枝,获得经接枝处理的纤维网,具体过程如下:
[0092] (6.1)将30g 1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷、2g季戊四醇四丙烯酸酯和1.5g二苯甲酮溶于45g丙酮,制备成混合溶液;
[0093] (6.2)将水刺纤维网浸入步骤(6.1)中制得的混合溶液中,在365nm紫外光下反应1min;
[0094] (6.3)反应完毕后,将水刺纤维网转移到丙酮中,40W超声处理20min,去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;再用丙酮抽提5h,进一步去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;
[0095] (7)对经接枝处理的纤维网进行切割,获得无纺布。
[0096] 对比例1
[0097] 通过以下方法制备一种无纺布:
[0098] (1)将100g纤维素纤维开松后,分散到水中,制成纤维悬浮液;
[0099] (2)将纤维悬浮液进行湿法成网,制成纤维网;
[0100] (3)对纤维网进行水刺加固、洗涤、烘干,获得水刺纤维网;
[0101] (4)对水刺纤维网进行切割,获得无纺布。
[0102] 对比例2
[0103] 通过以下方法制备一种无纺布:
[0104] (1)制备三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物,具体过程如下:
[0105] (1.1)加成反应:将5.2g三羟甲基氨基甲烷加入10mL 50%甲醇水溶液(50%甲醇水溶液即甲醇的体积分数为50%)中,升温至30℃,搅拌溶解;滴加5.2g丙烯酸甲酯与10mL甲醇的混合溶液,在30℃下反应2h;反应完毕后,抽真空除去甲醇、水和过量的丙烯酸甲酯,获得加成反应产物;
[0106] (1.2)酯交换反应:将1.3g双季戊四醇加入10mL二甲基亚砜中,升温至90℃,搅拌溶解;滴加步骤(1.1)中获得的加成反应产物,升温至125℃,反应2h,再在100℃、0.08MPa下反应2h;反应完毕后,减压旋蒸除去二甲基亚砜,获得三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物;
[0107] (2)将100g纤维素纤维开松后,分散到水中,制成纤维悬浮液;
[0108] (3)将纤维悬浮液与5g步骤(1)中获得的三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物混合,进行湿法成网,制成纤维网;
[0109] (4)对纤维网进行水刺加固、洗涤、烘干,获得水刺纤维网;
[0110] (5)对水刺纤维网进行切割,获得无纺布。
[0111] 对比例3
[0112] 通过以下方法制备一种无纺布:
[0113] (1)将100g纤维素纤维开松后,分散到水中,制成纤维悬浮液;
[0114] (2)将纤维悬浮液进行湿法成网,制成纤维网;
[0115] (3)对纤维网进行水刺加固、洗涤、烘干,获得水刺纤维网;
[0116] (4)以1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯为接枝单体,对水刺纤维网进行紫外光表面接枝,获得经接枝处理的纤维网,具体过程如下:
[0117] (4.1)将30g 1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷、2g季戊四醇四丙烯酸酯和1.5g二苯甲酮溶于45g丙酮,制备成混合溶液;
[0118] (4.2)将水刺纤维网浸入步骤(5.1)中制得的混合溶液中,在365nm紫外光下反应1min;
[0119] (4.3)反应完毕后,将水刺纤维网转移到丙酮中,40W超声处理20min,去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;再用丙酮抽提5h,进一步去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;
[0120] (5)对经接枝处理的纤维网进行切割,获得无纺布。
[0121] 对实施例1~4和对比例1~3制得的无纺布进行厚度、克重、抗张强度和静水压测试,结果见表1。其中抗张强度用于表征无纺布的强度;静水压用于表征无纺布的疏水性,静水压越大,表明无纺布的疏水性越强。
[0122] 表1
[0123]
[0124] 实施例1与对比例1的区别在于,实施例1中,通过步骤(1)和(3)在无纺布内部添加了三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物,并通过步骤(5)在无纺布表面接枝了1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯,而对比例1则为不添加上述共聚物也不进行表面接枝的现有技术。对比表1中两者的测试结果,发现实施例1制得的无纺布的抗张强度和静水压明显大于对比例1,表明本发明能有效提高无纺布的强度和疏水性。
[0125] 实施例1与对比例2的区别在于,实施例1中,通过步骤(5)在无纺布表面接枝了1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯,而对比例2则未进行表面接枝。对比表1中两者的测试结果,发现实施例1制得的无纺布的抗张强度和静水压明显大于对比例2,表明表面接枝能有效提高无纺布的强度和疏水性。推测原因如下:1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯这两种接枝单体通过碳碳双键接枝到水刺纤维网表面;同时,两种接枝单体中均存在多个碳碳双键,这些碳碳双键之间会发生光引发聚合反应,使水刺纤维网表面形成交联网络状结构,从而增大无纺布的强度;同时,1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷中的含氟基团具有较好的疏水性,能无纺布表面形成疏水界面,且由于该疏水界面通过共价键接枝在无纺布表面,因而不易脱落,具有较好的耐久性。
[0126] 实施例1与对比例3的区别在于,实施例1中,通过步骤(1)和(3)在无纺布内部添加了三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物,而对比例3则未添加该共聚物。对比表1中两者的测试结果,发现实施例1制得的无纺布的抗张强度明显大于对比例3,表明添加三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物能有效提高无纺布的强度。推测原因如下:三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物中存在大量端羟基,能与纤维素纤维中的游离羟基形成氢键,使纤维素纤维的交联区域存在更多的氢键,并提高纤维的交联程度,从而增大无纺布的强度;同时,由于该三元共聚物分子具有较高的支化度,能与各方向上的纤维素纤维交联,因而能进一步提高纤维的交联程度,增大无纺布的强度。
[0127] 实施例1与实施例4的区别在于,实施例4中,通过步骤(2)和(4),将三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物通过共价键与纤维素结合,而实施例1中,该共聚物与纤维素之间只通过氢键结合。对比表1中两者的测试结果,发现实施例4制得的无纺布的抗张强度明显大于实施例1。推测原因如下:实施例4中,通过步骤(2)的改性使三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物接枝上羧基,这些羧基在步骤(2)中与纤维素纤维中的羟基发生酯化反应,在三元共聚物与纤维素纤维之间形成共价交联,相较于氢键而言,共价交联的键能更大,不易断裂,因而能进一步提高无纺布的强度。
[0128] 本发明中所用原料、设备,若无特别说明,均为本领域的常用原料、设备;本发明中所用方法,若无特别说明,均为本领域的常规方法。
[0129] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换,均仍属于本发明技术方案的保护范围。
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