電子束輻照固化純有機(jī)硅涂層織物的方法研究

夏智賢 張 翔 吳 慧 苗馨勻 陳傳鎰

際華三五零九紡織有限公司，湖北 孝感 431602

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電子束輻照固化純有機(jī)硅涂層織物的方法研究

夏智賢 張 翔 吳 慧 苗馨勻 陳傳鎰

際華三五零九紡織有限公司，湖北 孝感 431602

介紹電子束輻照固化純有機(jī)硅涂層織物的方法，并對(duì)原布與處理布的性能進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)經(jīng)電子束輻照固化的純有機(jī)硅涂層織物手感絲滑柔軟、透氣透濕性好、抗?jié)B水、防沾水，可廣泛用于服裝、時(shí)尚織物、戶外用品等產(chǎn)品中。

電子束，輻照，固化，有機(jī)硅涂層，性能

當(dāng)前，有機(jī)硅涂層固化織物大多采用傳統(tǒng)熱固方式，原料成本及能耗都較高。其除了需添加重金屬催化劑外，所用涂料普遍屬溶劑體系，固化過程易揮發(fā)，會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定污染，甚至有毒氣產(chǎn)生。

電子束輻照固化技術(shù)近年得到了持續(xù)發(fā)展，其經(jīng)濟(jì)效益好、產(chǎn)品質(zhì)量高。它利用電子加速器產(chǎn)生的電子束輻照到織物等介質(zhì)表面，使介質(zhì)分子在吸收輻照能后激發(fā)形成最初的化學(xué)產(chǎn)物(如自由基)或被電離，引發(fā)接枝反應(yīng)，促使功能性助劑以共價(jià)鍵的形式結(jié)合到介質(zhì)上，從而獲得持久功能的產(chǎn)品；或介質(zhì)如織物中的纖維大分子在高輻照劑量作用下發(fā)生交聯(lián)，大分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而獲得高模量或功能化的產(chǎn)品。

電子束輻照固化技術(shù)與傳統(tǒng)固化方式相比，前者屬新型室溫固化技術(shù)，生產(chǎn)效率高，所得固化產(chǎn)品的物理性能也大為改善，且固化過程無揮發(fā)、低能耗、零排放，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。如今，電子束輻照固化技術(shù)在木材噴漆、電信電纜、油墨印刷、醫(yī)療食品消毒等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但在織物整理方面的應(yīng)用還很少見。盡管國外已有少量關(guān)于電子束輻照固化涂層織物的報(bào)道，但其技術(shù)仍處于保密狀態(tài)，且產(chǎn)品較單一，故未得到推廣應(yīng)用。另外，國際上目前也沒有將低能電子束輻照固化技術(shù)應(yīng)用于紡織品涂層的先例。

本文基于際華三五零九紡織有限公司長期、大量的研發(fā)成果，就利用電子束輻照固化純有機(jī)硅涂層織物的方法進(jìn)行介紹。

1 試驗(yàn)材料

基布：滌卡布T/C(80/20)，經(jīng)紗線密度47.6tex、緯紗線密度47.6tex，經(jīng)紗密度108根/(10cm)、緯紗密度58根/(10cm)，幅寬150mm。

其他材料：納米白炭黑，粒徑尺寸20～30nm，比表面積100～400m2/g，福建遠(yuǎn)翔新材料股份有限公司生產(chǎn)；無色透明的含氫硅油，液體含氫量不低于1.55%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，黏度50mPa·s，杭州包爾得有機(jī)硅有限公司生產(chǎn)；γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶聯(lián)劑)，牌號(hào)KH- 560，無色透明，含環(huán)氧官能團(tuán)，杭州包爾得有機(jī)硅有限公司生產(chǎn)；聚酯改性聚硅氧烷(流平劑)，能降低涂料與基材的界面張力，提高對(duì)基材的潤濕性，改善附著力，促使涂料形成平整、光滑、均勻的涂膜，杭州包爾得有機(jī)硅有限公司生產(chǎn)；乙烯基聚甲基乙烯基硅氧烷(乙烯基硅油)，杭州包爾得有機(jī)硅有限公司生產(chǎn)；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(陰離子型表面活性劑)，表面活性較高，能有效降低表面張力，深圳市榮強(qiáng)科技有限公司生產(chǎn)；三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，廣州諦克復(fù)合材料技術(shù)有限公司生產(chǎn)；二甲基硅油，杭州包爾得有機(jī)硅有限公司生產(chǎn)。

2 試驗(yàn)步驟

2.1 前處理

將相對(duì)濕度為10%～15%的滌卡布經(jīng)橡膠毯預(yù)縮機(jī)預(yù)縮整理后，再經(jīng)鏡面軋光機(jī)熱壓輥熱壓(軋光壓力5.88×105～7.84×105N，溫度80～100℃)。

2.2 涂料復(fù)配

硅油和輻敏助劑質(zhì)量配比：乙烯基硅油60.0%～75.0%、二甲基硅油15.0%～20.0%、含氫硅油5.0%～10.0%、硅烷偶聯(lián)劑1.0%～2.0%、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯2.0%～5.0%、納米級(jí)白炭黑1.0%～5.0%、 流平劑1.0%～2.0%、表面活性劑0.5%～1.0%。待充分?jǐn)嚢杌靹蚝?，于室溫下置于真空捏合機(jī)內(nèi)分散攪拌均勻，制得黏度范圍在50～80Pa·s的涂料。

2.3 基布涂覆

將2.2節(jié)制得的涂料均勻涂覆到已處理的基布表面。涂層機(jī)前后傳動(dòng)輥車速控制在30～60m/min，涂刀角度為100°～130°，涂覆量控制在10～20g/m2。

2.4 輻射固化

利用傳動(dòng)輥，將2.3節(jié)制得的涂料基布置于200keV 的低能電子加速器傳送束架上進(jìn)行輻射固化。輻照室及前后隔離室抽真空，并充入氮?dú)獗Ｗo(hù)，真空度1.0×10-5Pa。輻照能量100～150keV，束流范圍50～70mA。

3 涂層面料性能測(cè)試

所得涂層滌卡布可用作安全氣囊面料，具體測(cè)試結(jié)果見表1。

表1 涂層織物測(cè)試結(jié)果

測(cè)試結(jié)果表明：經(jīng)電子束輻照固化的有機(jī)硅涂層織物手感柔軟、抗?jié)B水、透氣透濕性好、易熨燙、拉伸和復(fù)原性好、耐光性優(yōu)良、使用壽命長，可廣泛用于服裝、時(shí)尚織物及戶外用品等防沾水產(chǎn)品中。

4 結(jié)論

電子束輻照固化純有機(jī)硅涂層織物的工藝簡單，所得涂層織物柔軟、光滑，具有絲般良好的手感。且研究發(fā)現(xiàn)：

(1) 配制的以乙烯基硅油為主體的涂層膠具有良好的熱穩(wěn)定性，使用溫度在-50～200℃，耐氣候、耐紫外光，化學(xué)穩(wěn)定性好，手感柔軟、絲質(zhì)、光滑，具有無毒、無揮發(fā)等特性，這有利于環(huán)境，以及操作人員的健康，符合綠色生產(chǎn)的要求；

(2) 利用電子束輻照技術(shù)所得的涂層織物功能持久，能耐極熱、極寒及雨雪天氣，耐鹽堿、酸雨、臭氧，耐紫外線輻射等；

(3) 直接涂覆工藝簡單、固化時(shí)間短、工藝能耗低、生產(chǎn)效率高，且所配涂層膠為無溶劑體系，相較于織物浸漬整理工藝，既降低了整理劑原料成本，又無溶劑揮發(fā)所產(chǎn)生的污染，還不會(huì)影響織物的手感。

[1] 中國紡織總會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化所.紡織品和紡織制品厚度的測(cè)定：GB/T 3820—1997[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1998.

[2] 上海紡織科學(xué)研究院,國家棉紡織品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心.紡織品 織物透氣性的測(cè)定:GB/T 5453—1997[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1997.

[3] 上海市紡織工業(yè)技術(shù)監(jiān)督所.紡織品 機(jī)織物 單位長度質(zhì)量和單位面積質(zhì)量的測(cè)定: GB/T 4669—2008[S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.

[4] 國家棉紡織產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,中國紡織總會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化研究所.紡織品 織物拉伸性能 第1部分:斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測(cè)定 條樣法:GB/T 3923.1—1997[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1997.

[5] 北京市紡織纖維檢驗(yàn)所,中紡標(biāo)(北京)檢驗(yàn)認(rèn)證中心有限公司.紡織品 織物撕破性能 第3部分：梯形試樣撕破強(qiáng)力的測(cè)定:GB/T 3917.3—2009[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2010.

Method research of solidifying pure silicone coated fabric with electron beam irradiation

XiaZhixian，ZhangXiang，WuHui，MiaoXinyun，ChenChuanyi

Jihua 3509Textile Co., Ltd., Xiaogan 431602, China

The method of solidifying pure silicone coated fabric with electron beam irradiation was introduced, and performance tests were done with original fabric and solidify fabric. The study found that, the pure silicone coated fabric solidifyied with electron beam irradiation had soft and silky handle, good air and moisture permeability，water-proof and spray-proof, which could be widely used in clothing, fashion fabrics, outdoor, etc.

electron beam, irradiation, solidify, organic silicon coat, performance

本 刊 理 事 單 位

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2015-09-19

夏智賢，男，1991年生，工藝技術(shù)員，主要從事電子束輻照及新材料的開發(fā)和研究工作

TS195.6

A

1004-7093(2016)03-0042-03