一种防水防风性能的弹性面料及其制备方法与流程

1.本发明属于面料制备技术领域，涉及一种防水防风性能的弹性面料及其制备方法。


背景技术：

2.随着越来越多的新技术、新工艺被应用在服装面料领域，于是出现了许多具有特殊功能性的服装面料。功能性服装面料的开发是在原材料的基础上，赋予其新的性能，满足人们对自然、舒适、美观、健康的时尚需求，常见的功能性包括吸湿快干、抗紫外线、抗菌、抗静电、抗辐射、阻燃、保暖、防风、防水等，在研发这些功能性面料时，还将与面料的弹性等穿着舒适性密切结合。
3.具有防水防风性能的弹性面料常被制作成冲锋衣，而防水防风性能往往是通过物理或化学手段施以一层特殊结构的涂层，使面料不易被水润湿，化学手段中常用有机硅或有机氟制备防水涂层涂覆在面料表面，但有机硅和有机氟存在不少缺陷，比如毒性大、不易降解，疏水性不佳，成本高，功能单一等。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种防水防风性能的弹性面料及其制备方法。
5.本发明要解决的技术问题：面料的防水防风性能往往是通过物理或化学手段施以一层特殊结构的涂层，使面料不易被水润湿，化学手段中常用有机硅或有机氟制备防水涂层涂覆在面料表面，但有机硅和有机氟存在不少缺陷，比如毒性大、不易降解，疏水性不佳，成本高，功能单一等。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种防水防风性能的弹性面料，包括如下重量份的原料：
8.聚酯纤维30
‑
40份、氨纶弹性纤维10
‑
15份、竹炭纤维4
‑
6份、棉纤维5
‑
10份、改性乳液50
‑
70份；
9.该防水防风性能的弹性面料由如下步骤制成：
10.步骤a1，织造处理：将聚酯纤维、氨纶弹性纤维经5
‑
7个捻回/厘米的加捻工艺制作成经丝，将竹炭纤维、棉纤维经5
‑
7个捻回/厘米的加捻工艺制作成纬丝，并在织机上采用经纬交织的斜纹组织法织造成弹性面料毛坯；
11.步骤a2，上染处理：将步骤a1制备的弹性面料毛坯加入染缸，加入染料，在98
‑
110℃条件下浸泡染色40
‑
60min，再将弹性面料投入无染料的染缸，漂洗2
‑
3次，烘干，制得面料半成品a；
12.步骤a3，皂洗：对步骤a2制备的面料半成品a用皂洗剂进行皂洗，再热洗和冷洗，直至将染料浮色洗净，再进行固色处理，之后通过定型机烘干及定型处理，制得面料半成品b；
13.步骤a4，改性处理：用改性乳液对步骤a3制备的面料半成品b采用浸轧法进行后整理，后整理完成后，将其放入烘箱中，在80
‑
100℃下烘30
‑
40分钟后取出，再用去离子水清洗
2
‑
3次，自然晾干后制得防水防风性能的弹性面料。
14.进一步，步骤a3所述的皂洗剂的用量为面料半成品a质量的15
‑
20倍，皂洗剂为净洗剂和螯合分散剂以质量比2
‑
3：1混合的混合物，净洗剂含量为3
‑
5g/l，螯合分散剂含量为2
‑
3g/l，皂洗温度85
‑
90℃，保温时间30
‑
40分钟。
15.进一步，步骤a4所述的浸轧法为浴比1:20，浸泡温度25℃，浸泡时间2
‑
3分钟，轧辊压力0.2mpa。
16.进一步，所述的改性乳液由如下步骤制得：
17.步骤s1，将钛酸四丁酯、无水乙醇加入烧杯中搅拌均匀，作为前驱体，向烧瓶中依次加入无水乙醇、去离子水，滴加盐酸溶液调节ph至4
‑
5.5制得介质溶液，将前驱体滴加到介质溶液中，在1小时内滴加完成，然后以230
‑
250rpm的速率、25
‑
30℃的温度，搅拌10
‑
16小时，制得混合液a；
18.步骤s2，向步骤s1制备的混合液a中逐滴滴加乙烯基三乙氧基硅，以250
‑
300rpm的速率搅拌20
‑
30分钟后，控制温度在45
‑
55℃搅拌6
‑
7小时，再滴入盐酸溶液调节ph至6
‑
7，制得混合液b；
19.步骤s3，向三口烧瓶中加入氨基硅油和步骤s2制备的混合液b，加入异丙醇，以250
‑
270rpm的速率搅拌混合均匀，在恒温油浴中升温至80
‑
85℃，加入氯铂酸，恒温反应2
‑
3小时，减压抽气除去异丙醇，制得改性乳液。
20.进一步，步骤s1所述的钛酸四丁酯、无水乙醇以用量比17
‑
20g：10
‑
13g制得前驱体，介质溶液中无水乙醇、去离子水的用量比为6
‑
7g：8
‑
10g，盐酸溶液的质量分数为37％。
21.进一步，步骤s2所述的混合液a、乙烯基三乙氧基硅的质量比为10:1，盐酸溶液的质量分数为37％。
22.进一步，步骤s3所述的氨基硅油、混合液b的质量比为1:4
‑
5，异丙醇的用量为氨基硅油和混合液b总质量的7
‑
8倍，氯铂酸为氨基硅油和混合液b总质量的1
‑
2％。
23.进一步，一种防水防风性能的弹性面料的制备方法，包括如下制备步骤：
24.步骤a1，织造处理：将聚酯纤维、氨纶弹性纤维经5
‑
7个捻回/厘米的加捻工艺制作成经丝，将竹炭纤维、棉纤维经5
‑
7个捻回/厘米的加捻工艺制作成纬丝，并在织机上采用经纬交织的斜纹组织法织造成弹性面料毛坯；
25.步骤a2，上染处理：将步骤a1制备的弹性面料毛坯加入染缸，加入染料，在98
‑
110℃条件下浸泡染色40
‑
60min，再将弹性面料投入无染料的染缸，漂洗2
‑
3次，烘干，制得面料半成品a；
26.步骤a3，皂洗：对步骤a2制备的面料半成品a用皂洗剂进行皂洗，再热洗和冷洗，直至将染料浮色洗净，再进行固色处理，之后通过定型机烘干及定型处理，制得面料半成品b；
27.步骤a4，改性处理：用改性乳液对步骤a3制备的面料半成品b采用浸轧法进行后整理，后整理完成后，将其放入烘箱中，在80
‑
100℃下烘30
‑
40分钟后取出，再用去离子水清洗2
‑
3次，自然晾干后制得防水防风性能的弹性面料。
28.本发明的有益效果：本发明的目的在于提供一种防水防风性能的弹性面料及其制备方法，通过多类型纤维，使用经纬交织的斜纹组织法织造弹性面料毛坯，经染色、皂洗、改性整理制得弹性面料，使其具备优异的防水防风性能，采用不同结构的纤维，调整匹配纤维间的结合力，形成致密面料基材，从而赋予面料良好的防风性能，再经浸轧法，将改性乳液
涂覆在面料的表面，对纤维间的孔隙具有堵孔效应，进一步加强防风性能，同时改性乳液的有效成分也赋予面料防水和抗紫外性能；
29.本发明中的改性乳液以钛酸四丁酯为原料通过溶胶
‑
凝胶法制备二氧化钛溶胶，二氧化钛溶胶表面的羟基与乙烯基三乙氧基硅反应，使乙烯基接枝到二氧化钛的表面，不仅可以减少二氧化钛纳米颗粒表面的羟基化程度，降低其团聚的倾向，而且乙烯基的引入可对纳米二氧化钛进行表面改性，使氨基硅油与乙烯基通过硅氢加成制得掺杂二氧化钛的有机硅树脂，使二氧化钛包裹于有机硅链段中，由于有机硅表面张力低，表面能小，在织物表面成膜能力强，能够赋予织物良好的防水性能，同时保留柔软、爽滑的手感，此外二氧化钛作为无机紫外线反射剂，光线能透过纳米二氧化钛的粒子面，对中波区的紫外线的吸收增强，从而起到防紫外线功能，使其制备的面料不仅具备防风防水的特性还可以抵御紫外线的侵害，提升人们的使用体验感。
具体实施方式
30.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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
31.实施例1
32.一种防水防风性能的弹性面料，包括如下重量份的原料：
33.聚酯纤维30份、氨纶弹性纤维10份、竹炭纤维4份、棉纤维5份、改性乳液50份；
34.该防水防风性能的弹性面料由如下步骤制成：
35.步骤a1，织造处理：将聚酯纤维、氨纶弹性纤维经5个捻回/厘米的加捻工艺制作成经丝，将竹炭纤维、棉纤维经5个捻回/厘米的加捻工艺制作成纬丝，并在织机上采用经纬交织的斜纹组织法织造成弹性面料毛坯；
36.步骤a2，上染处理：将步骤a1制备的弹性面料毛坯加入染缸，加入染料，在98℃条件下浸泡染色40min，再将弹性面料投入无染料的染缸，漂洗2次，烘干，制得面料半成品a；
37.步骤a3，皂洗：对步骤a2制备的面料半成品a用皂洗剂进行皂洗，再热洗和冷洗，直至将染料浮色洗净，再进行固色处理，之后通过定型机烘干及定型处理，制得面料半成品b；
38.步骤a4，改性处理：用改性乳液对步骤a3制备的面料半成品b采用浸轧法进行后整理，后整理完成后，将其放入烘箱中，在80℃下烘30分钟后取出，再用去离子水清洗2次，自然晾干后制得防水防风性能的弹性面料。
39.其中，步骤a3所述的皂洗剂的用量为面料半成品a质量的15倍，皂洗剂为净洗剂和螯合分散剂以质量比2：1混合的混合物，净洗剂含量为3g/l，螯合分散剂含量为2g/l，皂洗温度85℃，保温时间30分钟。
40.其中，步骤a4所述的浸轧法为浴比1:20，浸泡温度25℃，浸泡时间2分钟，轧辊压力0.2mpa。
41.其中，所述的改性乳液由如下步骤制得：
42.步骤s1，将钛酸四丁酯、无水乙醇加入烧杯中搅拌均匀，作为前驱体，向烧瓶中依次加入无水乙醇、去离子水，滴加盐酸溶液调节ph至4制得介质溶液，将前驱体滴加到介质
溶液中，在1小时内滴加完成，然后以230rpm的速率、25℃的温度，搅拌10小时，制得混合液a；
43.步骤s2，向步骤s1制备的混合液a中逐滴滴加乙烯基三乙氧基硅，以250rpm的速率搅拌20分钟后，控制温度在45℃搅拌6小时，再滴入盐酸溶液调节ph至6，制得混合液b；
44.步骤s3，向三口烧瓶中加入氨基硅油和步骤s2制备的混合液b，加入异丙醇，以250rpm的速率搅拌混合均匀，在恒温油浴中升温至80℃，加入氯铂酸，恒温反应2小时，减压抽气除去异丙醇，制得改性乳液。
45.其中，步骤s1所述的钛酸四丁酯、无水乙醇以用量比17g：10g制得前驱体，介质溶液中无水乙醇、去离子水的用量比为6g：8g，盐酸溶液的质量分数为37％。
46.其中，步骤s2所述的混合液a、乙烯基三乙氧基硅的质量比为10:1，盐酸溶液的质量分数为37％。
47.其中，步骤s3所述的氨基硅油、混合液b的质量比为1:4，异丙醇的用量为氨基硅油和混合液b总质量的7倍，氯铂酸为氨基硅油和混合液b总质量的1％。
48.一种防水防风性能的弹性面料的制备方法，包括如下制备步骤：
49.步骤a1，织造处理：将聚酯纤维、氨纶弹性纤维经5个捻回/厘米的加捻工艺制作成经丝，将竹炭纤维、棉纤维经5个捻回/厘米的加捻工艺制作成纬丝，并在织机上采用经纬交织的斜纹组织法织造成弹性面料毛坯；
50.步骤a2，上染处理：将步骤a1制备的弹性面料毛坯加入染缸，加入染料，在98℃条件下浸泡染色40min，再将弹性面料投入无染料的染缸，漂洗2次，烘干，制得面料半成品a；
51.步骤a3，皂洗：对步骤a2制备的面料半成品a用皂洗剂进行皂洗，再热洗和冷洗，直至将染料浮色洗净，再进行固色处理，之后通过定型机烘干及定型处理，制得面料半成品b；
52.步骤a4，改性处理：用改性乳液对步骤a3制备的面料半成品b采用浸轧法进行后整理，后整理完成后，将其放入烘箱中，在80℃下烘30分钟后取出，再用去离子水清洗2次，自然晾干后制得防水防风性能的弹性面料。
53.实施例2
54.一种防水防风性能的弹性面料，包括如下重量份的原料：
55.聚酯纤维35份、氨纶弹性纤维12份、竹炭纤维5份、棉纤维7份、改性乳液60份；
56.该防水防风性能的弹性面料由如下步骤制成：
57.步骤a1，织造处理：将聚酯纤维、氨纶弹性纤维经6个捻回/厘米的加捻工艺制作成经丝，将竹炭纤维、棉纤维经6个捻回/厘米的加捻工艺制作成纬丝，并在织机上采用经纬交织的斜纹组织法织造成弹性面料毛坯；
58.步骤a2，上染处理：将步骤a1制备的弹性面料毛坯加入染缸，加入染料，在100℃条件下浸泡染色50min，再将弹性面料投入无染料的染缸，漂洗2次，烘干，制得面料半成品a；
59.步骤a3，皂洗：对步骤a2制备的面料半成品a用皂洗剂进行皂洗，再热洗和冷洗，直至将染料浮色洗净，再进行固色处理，之后通过定型机烘干及定型处理，制得面料半成品b；
60.步骤a4，改性处理：用改性乳液对步骤a3制备的面料半成品b采用浸轧法进行后整理，后整理完成后，将其放入烘箱中，在90℃下烘35分钟后取出，再用去离子水清洗2次，自然晾干后制得防水防风性能的弹性面料。
61.其中，步骤a3所述的皂洗剂的用量为面料半成品a质量的17倍，皂洗剂为净洗剂和
螯合分散剂以质量比2：1混合的混合物，净洗剂含量为4g/l，螯合分散剂含量为2.5g/l，皂洗温度85℃，保温时间35分钟。
62.其中，步骤a4所述的浸轧法为浴比1:20，浸泡温度25℃，浸泡时间2分钟，轧辊压力0.2mpa。
63.其中，所述的改性乳液由如下步骤制得：
64.步骤s1，将钛酸四丁酯、无水乙醇加入烧杯中搅拌均匀，作为前驱体，向烧瓶中依次加入无水乙醇、去离子水，滴加盐酸溶液调节ph至4.5制得介质溶液，将前驱体滴加到介质溶液中，在1小时内滴加完成，然后以240rpm的速率、27℃的温度，搅拌13小时，制得混合液a；
65.步骤s2，向步骤s1制备的混合液a中逐滴滴加乙烯基三乙氧基硅，以270rpm的速率搅拌25分钟后，控制温度在50℃搅拌6.5小时，再滴入盐酸溶液调节ph至6.5，制得混合液b；
66.步骤s3，向三口烧瓶中加入氨基硅油和步骤s2制备的混合液b，加入异丙醇，以260rpm的速率搅拌混合均匀，在恒温油浴中升温至82℃，加入氯铂酸，恒温反应2小时，减压抽气除去异丙醇，制得改性乳液。
67.其中，步骤s1所述的钛酸四丁酯、无水乙醇以用量比18g：12g制得前驱体，介质溶液中无水乙醇、去离子水的用量比为6.5g：9g，盐酸溶液的质量分数为37％。
68.其中，步骤s2所述的混合液a、乙烯基三乙氧基硅的质量比为10:1，盐酸溶液的质量分数为37％。
69.其中，步骤s3所述的氨基硅油、混合液b的质量比为1:4，异丙醇的用量为氨基硅油和混合液b总质量的7倍，氯铂酸为氨基硅油和混合液b总质量的1％。
70.一种防水防风性能的弹性面料的制备方法，包括如下制备步骤：
71.步骤a1，织造处理：将聚酯纤维、氨纶弹性纤维经6个捻回/厘米的加捻工艺制作成经丝，将竹炭纤维、棉纤维经6个捻回/厘米的加捻工艺制作成纬丝，并在织机上采用经纬交织的斜纹组织法织造成弹性面料毛坯；
72.步骤a2，上染处理：将步骤a1制备的弹性面料毛坯加入染缸，加入染料，在100℃条件下浸泡染色50min，再将弹性面料投入无染料的染缸，漂洗2次，烘干，制得面料半成品a；
73.步骤a3，皂洗：对步骤a2制备的面料半成品a用皂洗剂进行皂洗，再热洗和冷洗，直至将染料浮色洗净，再进行固色处理，之后通过定型机烘干及定型处理，制得面料半成品b；
74.步骤a4，改性处理：用改性乳液对步骤a3制备的面料半成品b采用浸轧法进行后整理，后整理完成后，将其放入烘箱中，在90℃下烘35分钟后取出，再用去离子水清洗2次，自然晾干后制得防水防风性能的弹性面料。
75.实施例3
76.一种防水防风性能的弹性面料，包括如下重量份的原料：
77.聚酯纤维40份、氨纶弹性纤维15份、竹炭纤维6份、棉纤维10份、改性乳液70份；
78.该防水防风性能的弹性面料由如下步骤制成：
79.步骤a1，织造处理：将聚酯纤维、氨纶弹性纤维经7个捻回/厘米的加捻工艺制作成经丝，将竹炭纤维、棉纤维经7个捻回/厘米的加捻工艺制作成纬丝，并在织机上采用经纬交织的斜纹组织法织造成弹性面料毛坯；
80.步骤a2，上染处理：将步骤a1制备的弹性面料毛坯加入染缸，加入染料，在110℃条
件下浸泡染色60min，再将弹性面料投入无染料的染缸，漂洗3次，烘干，制得面料半成品a；
81.步骤a3，皂洗：对步骤a2制备的面料半成品a用皂洗剂进行皂洗，再热洗和冷洗，直至将染料浮色洗净，再进行固色处理，之后通过定型机烘干及定型处理，制得面料半成品b；
82.步骤a4，改性处理：用改性乳液对步骤a3制备的面料半成品b采用浸轧法进行后整理，后整理完成后，将其放入烘箱中，在100℃下烘40分钟后取出，再用去离子水清洗3次，自然晾干后制得防水防风性能的弹性面料。
83.其中，步骤a3所述的皂洗剂的用量为面料半成品a质量的20倍，皂洗剂为净洗剂和螯合分散剂以质量比3：1混合的混合物，净洗剂含量为5g/l，螯合分散剂含量为3g/l，皂洗温度90℃，保温时间40分钟。
84.其中，步骤a4所述的浸轧法为浴比1:20，浸泡温度25℃，浸泡时间3分钟，轧辊压力0.2mpa。
85.其中，所述的改性乳液由如下步骤制得：
86.步骤s1，将钛酸四丁酯、无水乙醇加入烧杯中搅拌均匀，作为前驱体，向烧瓶中依次加入无水乙醇、去离子水，滴加盐酸溶液调节ph至5.5制得介质溶液，将前驱体滴加到介质溶液中，在1小时内滴加完成，然后以250rpm的速率、30℃的温度，搅拌16小时，制得混合液a；
87.步骤s2，向步骤s1制备的混合液a中逐滴滴加乙烯基三乙氧基硅，以300rpm的速率搅拌30分钟后，控制温度在55℃搅拌7小时，再滴入盐酸溶液调节ph至7，制得混合液b；
88.步骤s3，向三口烧瓶中加入氨基硅油和步骤s2制备的混合液b，加入异丙醇，以270rpm的速率搅拌混合均匀，在恒温油浴中升温至85℃，加入氯铂酸，恒温反应3小时，减压抽气除去异丙醇，制得改性乳液。
89.其中，步骤s1所述的钛酸四丁酯、无水乙醇以用量比20g：13g制得前驱体，介质溶液中无水乙醇、去离子水的用量比为7g：10g，盐酸溶液的质量分数为37％。
90.其中，步骤s2所述的混合液a、乙烯基三乙氧基硅的质量比为10:1，盐酸溶液的质量分数为37％。
91.其中，步骤s3所述的氨基硅油、混合液b的质量比为1:5，异丙醇的用量为氨基硅油和混合液b总质量的8倍，氯铂酸为氨基硅油和混合液b总质量的2％。
92.一种防水防风性能的弹性面料的制备方法，包括如下制备步骤：
93.步骤a1，织造处理：将聚酯纤维、氨纶弹性纤维经7个捻回/厘米的加捻工艺制作成经丝，将竹炭纤维、棉纤维经7个捻回/厘米的加捻工艺制作成纬丝，并在织机上采用经纬交织的斜纹组织法织造成弹性面料毛坯；
94.步骤a2，上染处理：将步骤a1制备的弹性面料毛坯加入染缸，加入染料，在110℃条件下浸泡染色60min，再将弹性面料投入无染料的染缸，漂洗3次，烘干，制得面料半成品a；
95.步骤a3，皂洗：对步骤a2制备的面料半成品a用皂洗剂进行皂洗，再热洗和冷洗，直至将染料浮色洗净，再进行固色处理，之后通过定型机烘干及定型处理，制得面料半成品b；
96.步骤a4，改性处理：用改性乳液对步骤a3制备的面料半成品b采用浸轧法进行后整理，后整理完成后，将其放入烘箱中，在100℃下烘40分钟后取出，再用去离子水清洗3次，自然晾干后制得防水防风性能的弹性面料
97.对比例
98.市售的弹性面料。
99.对实施例1
‑
3和对比例得到的弹性面料做如下性能测试：(1)透气实验，将面料裁成20
×
25cm封闭式长方形布袋，装配充眼装置，充气后放平台上，用50克重的砝码自重下看放气时间；(2)透水实验，将面料裁成20
×
25cm封闭式长方形布袋，装配充水眼装置，在布袋里充满水，悬挂自然下，看渗透2g水所用时间；(3)防紫外线效果测试，参照标准gb/t 18830
‑
2002《纺织品防紫外线性能的评定》，用紫外线防护系数来评定弹性面料对紫外线的防护效果，测试数据如表1所示：
100.表1
[0101][0102]
由表1可知，说明实施例1
‑
3制备的面料放气时间越长，说明面料防风性能越好，且渗透水时间越长，防水性能也越好，此外，相较于对比例，实施例1
‑
3制备的面料具有高效的防紫外线功能，有一定的应用价值。
[0103]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。