一种具有防晒拒水功能的新型涂料组合物的制作方法

本发明涉及涂料组合物，具体涉及一种具有防晒拒水功能的新型涂料组合物。

背景技术：

1、随着物质生活水平的逐步提高，人们对纺织品的要求相应的也越来越高。纺织品已由传统的冬暖夏凉需求，逐渐向卫生、健康、舒适的功能性需求转变。纺织品还需要具有多种功能例如拒水拒油、抗静电、洗可穿、抗菌、阻燃等等。功能织物已经广泛应用于家用纺织品、环境与健康纺织品、装饰与产业用纺织品、国防建设和尖端科学领域。功能性织物的开发，既涉及纺织、染整行业，也涉及化纤、精细化工行业，然而，其基础是开发这些功能的材料，开发的途径主要有两条，一是开发功能纤维，再由这些纤维制成功能纺织品；另一种是将普通纺织品进行功能整理，使其具有功能性。在纺织印染行业，一般通过功能整理的途径即借助功能整理剂来实现纺织品的功能化。拒水整理，即在织物上施加一层不能被水浸润的拒水性薄膜，但不封闭织物的孔隙，从而使织物既具有拒水又具备透气的特性。抗紫外线整理，则使织物可以吸收或反射紫外线，从而对皮肤具有防护作用。

2、用于纺织品的“三防”整理防水、防油、防污的含氟整理剂难降解、易在人体内积累，并且在整理中和整理后释放氟化合物对环境也不利。随着人类环保意识的增强这些非环境友好的功能整理剂正受到环境保护条例的严峻挑战。因此寻找安全环保的整理方法来赋予纺织品的功能性已是大势所趋。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有防晒拒水功能的新型涂料组合物，解决以下技术问题：

2、现有的涂料组合物通过添加含氟化合物赋予织物拒水性能，对人体及环境存在不良影响。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种具有防晒拒水功能的新型涂料组合物，包括如下重量份的原料：50-80份有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯乳液、10-25份防紫外线助剂、8份助剂、1-3份增稠剂ptf；

5、有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的制备方法包括如下步骤：

6、a1：氮气氛围中，将聚醚二元醇(平均分子量1000)、异氟尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡加入反应釜中，控制温度80-90℃，保温反应1-3h，加入二羟甲基丙酸、丙酮，保温反应1-3h，控制温度60-70℃，加入甲基丙烯酸羟乙酯，保温反应1-3h，控制温度65-75℃，保温反应1-3h，控制温度35-45℃，加入三乙胺，保温反应0.5-1h，加入去离子水，保温1-3h，旋蒸除去丙酮，得到水性聚氨酯丙烯酸酯乳液；

7、a2：将水性聚氨酯丙烯酸酯乳液、二氧化硅改性溶胶共混，得到有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯乳液。

8、作为本发明的进一步方案：a1中聚醚二元醇、异氟尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸、丙酮、甲基丙烯酸羟乙酯、三乙胺、去离子水的添加比为10g：5-8g：0.3-0.4g：1-2g：25-50ml：5-8g：1.1-1.5g：30-60ml。

9、作为本发明的进一步方案：a2中水性聚氨酯丙烯酸酯乳液、二氧化硅改性溶胶的质量比为20-30：20-50。

10、作为本发明的进一步方案：二氧化硅改性溶胶的制备方法包括如下步骤：

11、s1：氮气氛围中，将纳米二氧化钛、2,4-甲苯二异氰酸酯、甲苯加入反应釜中分散均匀，控制温度80-90℃，保温搅拌6-12h，无水乙醇洗涤、干燥，得到组分一；

12、s2：将组分一、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙酸乙酯加入反应釜中，控制温度50-60℃，保温反应3-6h，加入无水乙醇分散均匀，保温反应1-3h，过滤、干燥，得到组分二；

13、s3：将无水乙醇、组分二、正硅酸乙酯加入反应釜中分散均匀，滴加醋酸溶液，控制温度25-35℃，保温反应6-12h，得到组分三；

14、s4：将组分三、三丙二醇二丙烯酸酯加入反应釜中分散均匀，减压蒸馏除去溶剂，得到二氧化硅改性溶胶。

15、作为本发明的进一步方案：s1中纳米二氧化钛、2,4-甲苯二异氰酸酯、甲苯的添加比为10g：10-15g：100-300ml。

16、作为本发明的进一步方案：s2中组分一、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙酸乙酯、无水乙醇的添加比为10g：15-20g:100-300ml：2-20ml。

17、作为本发明的进一步方案：s3中醋酸溶液为0.2-0.3mo l/l醋酸溶液，无水乙醇、组分二、正硅酸乙酯、醋酸溶液的添加比为15-25ml：10g：4-12.5g：10-25ml。

18、作为本发明的进一步方案：s4中组分三、三丙二醇二丙烯酸酯的质量比为1：0.3-0.6。

19、作为本发明的进一步方案：防紫外线助剂为苯并三唑类紫外线吸收剂。

20、作为本发明的进一步方案：助剂包括0.2-0.5份分散剂、0.5-1份消泡剂、2-4份保湿剂、5-8份水性蜡乳液手感剂、0.3-0.5份ph调节剂

21、作为本发明的进一步方案：涂料组合物的制备方法，包括下列步骤：

22、a1：清洗分散缸，先将有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯乳液、防紫外线助剂加入缸中分散均匀，形成预混合物；

23、a2：边搅拌边往预混合物中加入助剂分散均匀；

24、a3：加入增稠剂ptf，分散均匀，得到涂料组合物。

25、上述任一项制备的具有防晒拒水功能的新型涂料组合物应用在织物印花中。

26、作为本发明的进一步方案：本技术制备的涂料组合物适用于的织物面料包括风衣布、纯棉、氨纶、涤纶织物。

27、作为本发明的进一步方案：防晒拒水效果的织物的制备方法：将上述任一项制备的具有防晒拒水功能的新型涂料组合物作为印花浆；100％印花浆直接印花(建议网目：800-1000目)，热风吹干，150-160℃高温焙烘2-3min，得到防晒拒水效果的织物。

28、本发明的有益效果：

29、(1)本技术利用过量的2,4-甲苯二异氰酸酯对二氧化钛纳米粒子表面进行修饰合成出表面具有-nco基团的功能化二氧化钛，作为组分一；并利用组分一上异氰酸酯基团与γ-氨基丙基三乙氧基硅烷的氨基反应，得到经过硅烷偶联剂改性的纳米二氧化钛，作为组分二；以组分二、正硅酸乙酯为前驱体，合成二氧化钛改性二氧化硅溶胶；最后利用三丙二醇二丙烯酸酯进行二次改性，得到二氧化硅改性溶胶。本技术利用聚醚二元醇、异氟尔酮二异氰酸酯在二月桂酸二丁基锡催化下制备聚氨酯预聚物，并添加丙烯酸单体制备水性聚氨酯丙烯酸酯乳液；最后将水性聚氨酯丙烯酸酯乳液、二氧化硅改性溶胶共混，得到有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯乳液。本技术制备的有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯乳液作为整理剂、辅以其他功能助剂制备涂料组合物，将本技术制备的涂料组合物整理织物，赋予织物优良的拒水透湿、抗紫外线性能，而且耐水洗色牢度高。

30、本技术以二氧化钛为起始，并通过异氰酸酯化以及硅烷偶联剂进行有机硅处理，在二氧化钛表面引入有机硅氧烷特殊的分子组成和分子结构，集有机物特性和无机物的功能于一身，具有优良的耐水性、低表面张力；以长链脂肪烃硅氧烷作为拒水剂替代含氟化合物接枝在二氧化钛表面，并利用硅烷偶联剂水解端修饰基于正硅酸乙酯制备的二氧化硅水溶胶，使涂料组合物达到含氟整理剂整理后相似的拒水效果，这样整理过程经济、安全，对环境又好，并且符合绿色化学的要求。

31、本技术利用二氧化硅改性溶胶对聚氨酯-丙烯酸酯进行改性，有利于降低材料的表面能，提高材料的耐水性，二氧化硅在聚氨酯-丙烯酸酯基体中分散均匀且与高分子链段结合紧密，填补了链段之间的孔隙，水分子难以进入，降低了与水亲和程度，使水滴不能将织物湿润，织物中纤维和纱线间仍然保持大量的孔隙，使织物既具有良好的拒水性，又具有透气和透湿性。

32、(2)本技术以有机硅改性的二氧化钛、正硅酸乙酯为前驱物、以水为溶剂，制备二氧化钛改性二氧化硅水溶胶，并利用三丙二醇二丙烯酸酯进行二次改性，得到二氧化硅改性溶胶；二氧化硅改性溶胶与聚氨酯-丙烯酸酯之间具有较强的分子间作用力，二氧化硅在基体中起到类似交联点的作用，无机粒子与聚合物之间通过化学键连接成交联网络，加大了分子链弯曲、旋转、移动的阻力，对分子链的热分解起到阻碍作用，使涂层热稳定性提高。本技术有机改性二氧化钛和二氧化硅，有效改善了二氧化钛、二氧化硅作为无机物直接添加与织物纤维无结合力耐洗性极差的问题。二氧化钛填充在有机改性硅烷的溶胶-凝胶中，不仅赋予织物抗紫外性能，而且提高其与织物的结合牢度，增强耐久性，改善织物表面功能层的耐洗色牢度，还可以获得良好的透气性和柔软的手感。