一种汽车内饰用气味吸附复合整理剂及其制备和应用的制作方法

1.本发明属于汽车内饰用复合整理剂及其制备领域，具体涉及一种汽车内饰用气味吸附复合整理剂及其制备和应用。


背景技术：

2.随着汽车的普及，越来越多的用户开始关注车内的空气质量和内饰面料的品质感。传统织物面料作为重要的内饰材料，可用于座椅、门护板、顶棚的包覆。同时，为提升个性化设计和感知质量，绒面超细纤维聚氨酯合成革(简称：仿麂皮面料)逐渐被广泛应用。
3.汽车内饰用仿麂皮面料在应用过程中会不可避免地被弄脏，并且污物往往是来自正面垂直方向，具有较大的冲击力，且不易经常清洗。车内空气质量，包括气味、voc、颗粒污染物等，严重影响驾乘人员的身体健康。负氧离子能触碰和捕捉漂浮空气中的微粒和带正电的污染物，使其发生沉降，并能与甲醛、苯等气态污染物反应，转化成对人体无害的二氧化碳和水，从而达到净化空气的作用。然而现有的具备三防性能(即防水、防油、防污)和释放负氧离子的功能的仿麂皮面料完全依靠负氧离子降低气态污染物的方式，对于具有挥发性、刺激性污染物的吸附效果较差。因此，开发一种提高对于具有挥发性、刺激性污染物的吸附效果的、具有可持续释放负氧离子的长效三防复合整理剂及其处理的仿麂皮，提升车内空气质量显得尤为重要。


技术实现要素：

4.本发明为解决目前现有的具备三防性能(即防水、防油、防污)和释放负氧离子的功能的仿麂皮面料完全依靠释放负氧离子降低气态污染物，而对于具有挥发性、刺激性污染物的吸附效果不高的技术问题，提供了一种汽车内饰用气味吸附复合整理剂及其制备和应用。
5.本发明的目的之一是提供一种汽车内饰用气味吸附复合整理剂，该复合整理剂按总质量份数为100份计，包括非离子型的含氟高分子化合物1-8份、有机硅氧烷1-3份、表面活性剂0.5-1份、硅烷偶联剂改性的海藻纤维/蛭石2-10份、架桥剂0.5-2份、聚酰胺类多孔芳香族聚合物骨架0.5-3份、余量水。
6.进一步限定，非离子型的含氟高分子化合物为分子链支链中含6个碳原子的碳氟基团的全氟丙烯酸酯。
7.进一步限定，有机硅氧烷单体为二甲基硅醇或三甲基硅醇。
8.进一步限定，表面活性剂为二辛基磺化琥珀酸钠的n,n二甲基甲酰胺(dfm)复配溶液，或月硅酰二乙醇胺的n,n二甲基甲酰胺(dfm)复配溶液。
9.进一步限定，硅烷偶联剂改性的海藻纤维/蛭石中硅烷偶联剂的质量分数为0.1-1％。
10.进一步限定，架桥剂为多异氰酸酯、三羟甲基丙烷、聚碳化二亚胺、n,n-亚甲基双丙烯酰胺中的一种。
11.进一步限定，聚酰胺类多孔芳香族聚合物骨架由对苯二甲胺和四4-羧基苯基甲烷制备而成。
12.更进一步限定，聚酰胺类多孔芳香族聚合物骨架制备过程：
13.s1：将对苯二甲胺溶于二甲基乙酰胺(dmac)中，配成溶液a；
14.s2：将四(4-羧基苯基)甲烷溶于二甲基乙酰胺(dmac)中，配成溶液b；
15.s3：在磁力搅拌状态下，将溶液a逐滴加入到溶液b中，冰浴下持续搅拌2小时，然后在二甲基乙酰胺(dmac)的回流条件下搅拌至反应完全，淬灭后过滤出沉淀物，洗涤并抽滤干燥，得到聚酰胺类多孔芳香族聚合物骨架。
16.更进一步限定，s3溶液a中对苯二甲胺与溶液b中四(4-羧基苯基)甲烷的摩尔比为1:1。
17.进一步限定，复合整理剂还包括阻燃剂和抗静电剂中的一种或两种。
18.更进一步限定，阻燃剂为聚磷酸铵、三聚氰胺及其盐中的一种。
19.更进一步限定，抗静电剂为n,n-二羟乙基十八胺、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷二甲基羟乙基硝酸铵中的一种或几种。
20.本发明的目的之二是提供一种汽车内饰用气味吸附复合整理剂的制备方法，该制备方法按以下步骤进行：
21.步骤1：向非离子型的含氟高分子化合物中加入有机硅氧烷和表面活性剂，搅拌至混匀，得到混合液；
22.步骤2：向混合液中加入硅烷偶联剂改性的海藻纤维/蛭石、聚酰胺类多孔芳香族聚合物骨架和架桥剂，搅拌至混匀，然后加水再混匀，得到汽车内饰用气味吸附复合整理剂。
23.进一步限定，步骤1中搅拌的温度为50-70℃，时间为8-12min。
24.进一步限定，步骤2中搅拌的温度为30-50℃，时间为10-20min。
25.本发明的目的之三是提供一种汽车内饰用气味吸附复合整理剂的制备方法，该制备方法按以下步骤进行：
26.步骤1：向非离子型的含氟高分子化合物中加入有机硅氧烷和表面活性剂，搅拌至混匀，得到混合液；
27.步骤2：向混合液中加入硅烷偶联剂改性的海藻纤维/蛭石、聚酰胺类多孔芳香族聚合物骨架和架桥剂，搅拌至混匀，再加入阻燃剂、抗静电剂，加水混匀，得到汽车内饰用气味吸附复合整理剂。
28.进一步限定，步骤1中搅拌的温度为50-70℃，时间为8-12min。
29.进一步限定，步骤2中搅拌的温度为30-50℃，时间为10-20min。
30.本发明的目的之四是提供一种汽车内饰用气味吸附复合整理剂的应用，它用于处理仿麂皮。
31.进一步限定，处理仿麂皮的具体过程：
32.将仿麂皮面料浸轧于复合整理剂中3-5min，采用一浸一轧或二浸二轧，浸轧后焙烘处理。
33.更进一步限定，仿麂皮面料由pet纤维或pa6/pe纤维先通过针刺或水刺形成无纺布，再经浸渍、凝固、水洗、减量、干燥制成。
34.更进一步限定，仿麂皮面料面密度为200-500g/m2，厚度为0.8-1.4mm。
35.更进一步限定，轧辊压力为0.1-0.3mpa，带液率为80-130％。
36.更进一步限定，焙烘温度为120-140℃，时间为3-8min。
37.本发明与现有技术相比具有的优点：
38.本发明采用由超细纤维经针刺或水刺工艺制成的仿麂皮面料，通过创新复配低气味负氧离子三防整理剂体系，在较低的焙烘温度可使复合整理剂在纤维表面实现固化定型和排列，并且通过架桥剂使复合整理剂在仿麂皮表面形成三维网状结构，不易从纤维表面脱落而失效，与此同时，引入聚酰胺类多孔芳香族聚合物骨架，起到协同吸附气味、净化空气的作用。因此适用于低气味负氧离子长效三防仿麂皮面料的制备。具体优点如下：
39.1)本发明通过引入聚酰胺类多孔芳香族聚合物骨架，使负氧离子整理剂通过化学反应键合分散于多孔骨架结构中，一方面，起到协同吸附气味、净化空气的作用，另一方面，化学键合使负氧离子整理剂长效、稳定结合在复合整理剂中，从而使气味吸附作用能够长效发挥。
40.2)焙烘温度低，非离子型的含氟高分子化合物利于在较低的焙烘温度时在仿麂皮面料表面成膜和排列定型，避免高温焙烘使仿麂皮面料褪色沾色的风险。
41.3)三防和负氧离子释放的老化耐久性提升，防水增效剂、分散剂配合架桥剂，使低气味负氧离子三防复合整理剂在面料表面形成三维网状结构，磨损、光照、冷热循环等老化后不易脱落。
42.4)负氧离子释放量高，通过超细粉碎工艺将蛭石制备成均匀的粉末，粒径0.1-5μm，再通过硅烷偶联剂对蛭石粉末和海藻纤维进行有机改性，粉末状蛭石附着于纤维状海藻酸钠表面，同时配合水性丙烯酸树脂、乙醇和二甲基乙酰胺作为分散剂，实现其在整理剂中均匀分散，避免粒子团聚现象发生，仿麂皮面料负氧离子性能：负氧离子浓度≥2000个/cm3；马丁代尔耐磨后的负氧离子浓度≥1700个/cm3；耐光老化后的负氧离子浓度≥2000个/cm3。
43.5)采用本发明的复合整理剂处理后的仿麂皮面料三防性能：防水性能4.5级，防油性能6级；马丁代尔耐磨后的防水性能4级，防油性能5级；耐光老化后防水防油性能不变，气味强度：2.5级。
具体实施方式
44.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
45.下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。所用材料、试剂、方法和仪器，未经特殊说明，均为本领域常规材料、试剂、方法和仪器，本领域技术人员均可通过商业渠道获得。
46.下述实施例中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
47.当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。在本技术说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
48.本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显只指单数形式
49.具体实施方式一：本实施方式的一种汽车内饰用气味吸附复合整理剂，该复合整理剂按总质量份数为100份计，包括非离子型的含氟高分子化合物1-8份、有机硅氧烷1-3份、表面活性剂0.5-1份、硅烷偶联剂改性的海藻纤维/蛭石2-10份、架桥剂0.5-2份、聚酰胺类多孔芳香族聚合物骨架0.5-3份、阻燃剂0.5-1份、抗静电剂0.5-2份、余量水；
50.所述非离子型的含氟高分子化合物为分子链支链中含6个碳原子的碳氟基团的全氟丙烯酸酯。
51.所述有机硅氧烷单体为二甲基硅醇或三甲基硅醇。
52.所述表面活性剂为二辛基磺化琥珀酸钠的n,n二甲基甲酰胺(dfm)复配溶液，或月硅酰二乙醇胺的n,n二甲基甲酰胺(dfm)复配溶液。
53.所述硅烷偶联剂改性的海藻纤维/蛭石的具体过程为：
54.s1：通过机械超细剪切，将蛭石颗粒制成粒径0.1-5μm的蛭石超细粉末；
55.s2：将天然海藻酸钠制成0.5-15μm的海藻纤维；
56.s3：将蛭石超细粉末和海藻纤维按1：2的质量比分散于二甲基乙酰胺(dmac)、乙醇、水性丙烯酸树脂的混合溶液(dmac：乙醇：水性丙烯酸树脂v:v:v＝0.5-4：1-5：3-10)中，60℃条件下超声至分散均匀，得到浓度为15-20g/l的蛭石/海藻纤维分散液；
57.s4：将硅烷偶联剂溶于二甲基乙酰胺中，搅拌状态下加入蛭石/海藻纤维分散液中，逐滴加入浓氨水，调节溶液ph值至8-9，持续超声6h，使蛭石和海藻纤维表面的羟基官能团与硅烷偶联剂充分反应，制得硅烷偶联剂改性的海藻纤维/蛭石；
58.其中所述硅烷偶联剂氨丙基三乙氧基硅烷，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种，硅烷偶联剂的质量为蛭石/海藻纤维分散液质量的0.1-1％。
59.所述架桥剂为多异氰酸酯、三羟甲基丙烷、聚碳化二亚胺、n,n-亚甲基双丙烯酰胺中的一种。
60.所述聚酰胺类多孔芳香族聚合物骨架的制备过程：
61.s1：将对苯二甲胺溶于二甲基乙酰胺(dmac)中，配成浓度为0.5-3mol/l的溶液a；
62.s2：将四(4-羧基苯基)甲烷溶于二甲基乙酰胺(dmac)中，配成浓度为0.5-3mol/l的溶液b；
63.s3：在磁力搅拌状态下，将溶液a逐滴加入到溶液b按1:1的体积比中，冰浴下持续搅拌2小时，然后在二甲基乙酰胺(dmac)的回流条件下搅拌至反应完全，淬灭后过滤出沉淀物，洗涤并抽滤干燥，得到聚酰胺类多孔芳香族聚合物骨架。
64.阻燃剂为聚磷酸铵、三聚氰胺及其盐中的一种；
65.抗静电剂为n,n-二羟乙基十八胺、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷二甲基羟乙基硝酸铵中的一种或几种。
66.具体实施方式二：制备具体实施方式一所述的一种汽车内饰用气味吸附复合整理剂的方法按以下步骤进行：
67.步骤1：向非离子型的含氟高分子化合物中加入有机硅氧烷和表面活性剂，搅拌至混匀，得到混合液；
68.所述搅拌的温度为50-70℃，时间为8-12min；
69.步骤2：向混合液中加入硅烷偶联剂改性的海藻纤维/蛭石、聚酰胺类多孔芳香族聚合物骨架和架桥剂，搅拌至混匀，再加入阻燃剂、抗静电剂，加水混匀，得到汽车内饰用气味吸附复合整理剂；
70.所述搅拌的温度为30-50℃，时间为10-20min。
71.具体实施方式三：采用具体实施方式二制得的汽车内饰用气味吸附复合整理剂处理仿麂皮，具体过程：
72.将仿麂皮面料浸轧于复合整理剂中3-5min，采用一浸一轧或二浸二轧，浸轧后焙烘处理；
73.所述仿麂皮面料由pet纤维或pa6/pe纤维先通过针刺或水刺形成无纺布，再经浸渍、凝固、水洗、减量、干燥制成；
74.所述仿麂皮面料面密度为200-500g/m2，厚度为0.8-1.4mm；
75.所述轧辊压力为0.1-0.3mpa，带液率为80-130％；
76.所述焙烘温度为120-140℃，时间为3-8min。
77.实施例1：本实施例采用汽车内饰用气味吸附复合整理剂处理仿麂皮的具体方法按以下步骤进行：
78.(一)硅烷偶联剂改性的海藻纤维/蛭石的制备：
79.s1：通过机械超细剪切，将蛭石颗粒制成粒径0.5μm的蛭石超细粉末；
80.s2：将天然海藻酸钠制成5μm的海藻纤维；
81.s3：将3g蛭石超细粉末和6g海藻纤维按1：2的质量比分散于500ml二甲基乙酰胺(dmac)、乙醇、水性丙烯酸树脂的混合溶液(dmac：乙醇：水性丙烯酸树脂v:v:v＝2：2：6)中，60℃条件下超声至分散均匀，得到浓度为18g/l的蛭石/海藻纤维分散液；
82.s4：将1g氨丙基三乙氧基硅烷溶于100ml二甲基乙酰胺中，搅拌状态下加入到100g蛭石/海藻纤维分散液中，逐滴加入浓氨水，调节溶液ph值至8，持续超声6h，使蛭石和海藻纤维表面的羟基官能团与硅烷偶联剂充分反应，制得硅烷偶联剂改性的海藻纤维/蛭石。
83.(二)聚酰胺类多孔芳香族聚合物骨架的制备：
84.s5：将1mol对苯二甲胺溶于1000ml二甲基乙酰胺(dmac)中，配成浓度为1mol/l的溶液a；
85.s6：将1mol四(4-羧基苯基)甲烷溶于1000ml二甲基乙酰胺(dmac)中，配成浓度为1mol/l的溶液b；
86.s7：在磁力搅拌状态下，将溶液a逐滴加入到溶液b按1:1的体积比中，冰浴下持续搅拌2小时，然后在二甲基乙酰胺(dmac)的回流条件下搅拌至反应完全，用丙酮对反应进行
淬灭，过滤出反应沉淀物，用丙酮洗涤并抽滤干燥，得到聚酰胺类多孔芳香族聚合物骨架。
87.(三)汽车内饰用气味吸附复合整理剂的制备：
88.s8：向8份非离子型的含氟高分子化合物中加入2份有机硅氧烷和0.5份表面活性剂，60℃下搅拌10min至混匀，得到混合液；
89.s9：向混合液中加入3份硅烷偶联剂改性的海藻纤维/蛭石、2份聚酰胺类多孔芳香族聚合物骨架和1.5份架桥剂，40℃下搅拌15min至混匀，再加入1份阻燃剂、2份抗静电剂，加80份水混匀，得到汽车内饰用气味吸附复合整理剂；
90.s8中所述非离子型的含氟高分子化合物为分子链支链中含6个碳原子的碳氟基团的全氟丙烯酸酯；
91.s8中所述有机硅氧烷单体为二甲基硅醇；
92.s8中所述表面活性剂为二辛基磺化琥珀酸钠的n,n二甲基甲酰胺(dfm)复配溶液；
93.s9中所述架桥剂为多异氰酸酯；
94.s9中所述阻燃剂为聚磷酸铵；
95.s9中所述抗静电剂为n,n-二羟乙基十八胺。
96.(四)采用汽车内饰用气味吸附复合整理剂处理仿麂皮的过程：
97.s10：由pa6/pe纤维先通过针刺形成无纺布，再经浸渍、凝固、水洗、减量、干燥，得到仿麂皮面料；
98.所得仿麂皮面料面密度为300g/m2，厚度为1.0mm；
99.s11：将仿麂皮面料浸轧于(三)中得到的复合整理剂中4min；
100.s12：采用一浸一轧，浸轧后焙烘处理；
101.所述轧辊压力为0.3mpa，带液率为103％；
102.所述焙烘温度为130℃，时间为5min。
103.实施例2：对实施例1得到的汽车内饰用气味吸附复合整理剂处理后的仿麂皮进行马丁代尔耐磨处理，具体过程为：gb/t 21196.4《马丁代尔法织物耐磨性的测定》，压力选择12kpa，经3000次循环摩擦。
104.实施例3：对实施例1得到的汽车内饰用气味吸附复合整理剂处理后的仿麂皮进行光老化处理，具体过程为：gb/t 32088《汽车非金属部件及材料氙灯加速老化试验方法》，黑标温度100℃，辐照时间325h。
105.实施例4：对实施例1得到的汽车内饰用气味吸附复合整理剂处理后的仿麂皮进行冷热循环处理，具体过程为：-40℃/4h
→
25℃/1h
→
55℃，95％rh/15h
→
25℃/1h
→
90℃/4h
→
25℃/1h为一个循环，共进行三个循环。
106.检测试验
107.分别对实施例1-4处理后的仿麂皮进行气味强度、负氧离子、防水等级、防油等级、防污等级的检测，具体过程如下：
108.气味强度等级按照pv 3900测试。
109.负氧离子释放按照jf08-1302测试。采用平行板电容器作为离子采集器，加载一定电压，强制换风装置使空气流通，通过电容器捕获空气负氧离子而产生随时间变化的电信号，以此测定0.04m3的玻璃试验箱内材料的负氧离子浓度。
110.防水等级按照gb/t 4745测试。
111.防油等级按照gb/t 19977测试。
112.防污等级按照gb/t 30159.1测试。
113.结果如表1所示。
114.表1实施例1-4处理后的仿麂皮性能
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以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。