[发明专利]核壳型无氟防水整理剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种核壳型无氟防水整理剂及其制备方法和应用，该核壳型无氟防水整理剂为具有核壳型多级纳米结构的无氟乳液，无氟乳液具有核‑壳结构，所述核‑壳结构的核为大粒径粒子，所述核壳乳液的壳为无氟聚合物；所述核和壳中分散有反应型无机硅单体；所述大粒径粒子的粒径为50～500nm；所述无氟聚合物由无氟长链烷基(甲基)丙烯酸酯单体和无氟短链烷基(甲基)丙烯酸酯单体聚合而成；所述反应型无机硅单体是粒径为10～50nm的二氧化硅纳米粒子经硅烷偶联剂改性而成。经过本发明的防水整理剂整理的纺织品能抵御雨水、雪水，又能让人体的汗液以水蒸气的形式及时地排出，从而使人体保持干爽、温暖和舒适。

技术领域

本发明涉及织物防水整理技术领域，尤其涉及一种核壳型无氟防水整理剂及其制备方法和应用。

背景技术

纺织纤维的吸水能力虽然不同，但若要求织物有一定的防水性能，则均需对织物进行防水整理。化学整理的方法是将疏水性物质固着于织物或纤维表面或在纤维内部缩聚而固着，从而增强织物表面的疏水性。整理时所使用的疏水性物质就称为防水整理剂。

由于含氟化合物的表面能较低，具有很好的拒水拒油性能，传统的纺织品防水整理主要使用氟碳化合物，其中最优秀的防水整理剂是含八碳全氟链段(C₈)的有机聚合物。

然而，C₈防水剂容易释放出全氟辛基磺酰化合物(PFOS)或全氟辛酸类化合物(PFOA)。PFOS/PFOA是目前世界上发现的最难降解的有机污染物之一，具有持久性、生物累积性、远距离环境迁移的可能性，对人类健康和生存环境造成影响。例如，PFOS对生物体蛋白质有特殊作用，易在生物体的血液和肝部蓄积，血液中PFOS浓度半衰期平均为8.67年，最高可达20年以上，导致包括肝病变、膀胱癌、胎儿畸形、新生儿死亡等在内的多种疾病。在我国，人们体内及生活环境中PFOS/PFOA的含量已经很高，形势非常严峻。

基于PFOS/PFOA对人类和环境的危害，欧盟PFOS禁令要求PFOS或其相关物质在配制品中的含量不超过0.005％，在半成品中不超过0.1％，而在纺织品或涂料材料中PFOS的含量不超过1μg/m²。至于PFOA及其盐，也被认为有与PFOS相似的危害性，目前也已要求零排放。

因此，PFOS/PFOA替代整理剂或替代整理方法的研究开发，一直以来备受关注。其中，一个主要研究方向就是合成短氟碳链类化合物或聚合物来替代。例如，全氟丁基类(C₄)、全氟己烷类(C₆)等替代品，这些替代品均具有较好的防水性能，虽然与含PFOS/PFOA的产品相比，其防水性能稍差。然而，已有研究报告指出，性能较好的C₆类替代品仍然是不安全的，因为C₆与C₈一样具有超乎寻常的难分解性，而且对于某些水生物的毒性比C₈还大3～5倍。

因此，研究开发环境友好的无氟防水整理剂或替代整理方法，是近年来关注的一个重要研究课题。

发明内容

本发明提供了一种核壳型无氟防水整理剂，该防水整理剂为稳定的核壳型多级纳米结构的无氟乳液，这种多级纳米结构的乳液在成膜过程中赋予乳胶膜微纳复合结构，经过该防水整理剂整理的纺织品能抵御雨水、雪水，又能让人体的汗液以水蒸气的形式及时地排出，从而使人体保持干爽、温暖和舒适。

本发明提供了如下技术方案：

一种核壳型无氟防水整理剂，为具有核壳型多级纳米结构的无氟乳液，所述无氟乳液具有核-壳结构，所述核-壳结构的核为大粒径粒子，所述核壳乳液的壳为无氟聚合物；所述核和壳中分散有反应型无机硅单体；

所述大粒径粒子的粒径为50～500nm；

所述无氟聚合物由无氟长链烷基(甲基)丙烯酸酯单体和无氟短链烷基(甲基)丙烯酸酯单体聚合而成；