一种纳米复合抗紫外有机涂层整理剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属精细化工领域，具体设及一种具有抗紫外功能的纳米复合有机娃整理剂 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 紫外(UV)线，亦即波长处于180~400皿的光线，它不仅可引起皮肤表层毛细血管 扩张、发红发炎、色素沉积及DNA损伤，而且能诱发皮肤癌。据报道，欧美约1/3左右的皮肤癌 患者可能均与接受过量紫外光线照射有关。因此，如何防紫外成为颇受关注的一个课题。
[0003]用含有共辆芳基的紫外线吸收剂如2,4-二径基二苯甲酬衍生物、苯并S氮挫衍生 物（CN103774417、103726313)或UV屏蔽剂（如无机纳米Ti〇2、ZnO粉体或溶胶，见 CN101768854和CN104452295)处理织物，能改善织物的抗紫外功能，并对人体起防护作用。 而将UV吸收剂与屏蔽剂相结合，能综合二者的优点，运已成为构筑防紫外涂层最有效的方 法之一（CN101768854、10:3451949、103726313、103774417等）。
[0004]但单纯用有机小分子紫外吸收剂和无机纳米屏蔽剂所构建的涂层，手感往往较 硬，且柔初性与附着力较差、易脱落。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种纳米复合抗紫外有机涂层整理剂及其制备方法，该有 机涂层整理剂用于织物的整理，既能赋予织物持久性抗紫外性能，又能赋予织物较柔软的 手感。
[0006]为达到上述目的，本发明采用了W下技术方案：
[0007] -种纳米复合抗紫外有机涂层整理剂，该有机涂层整理剂按质量份数由下列组分 组成:20.0~30.0份聚酸基甲基硅氧烷-CO-二苯甲酬衍生物基甲基硅氧烷-CO-二甲基娃氧 烧共聚物(UV-I)、5.0~15.0份径基聚酸封端的聚对苯二酸乙二醇醋(UV-2)、4.5~10.0份 水可分散型苯基改性娃/铁溶胶、2.0~3.0份水溶性硅烷偶联剂、10.0~20.0份水性聚氨醋 粘合剂、0.3~0.5份分散剂、0.5~3.0份增稠剂、0.1~0.5份消泡剂、0.1~0.3份有机锡乳 催化剂W及12.0~31.0份也0。
[000引所述聚酸基甲基硅氧烷-CO-二苯甲酬衍生物基甲基硅氧烷-CO-二甲基硅氧烷共 聚物(UV-I)的结构如式(1)所示：
[0010] 所述聚酸基甲基硅氧烷-CO-二苯甲酬衍生物基甲基硅氧烷-CO-二甲基硅氧烷共 聚物化V-I)是用Si-H含量为0.16%W及黏度为100~143m化?S的S甲基娃封端的二甲基 硅氧烷-CO-氨甲基硅氧烷共聚物(P歷S，咸阳秦阳化工厂)与締基混合物经娃氨化加成反应 而制成，所述締基混合物由締丙基聚氧乙締聚氧丙締酸巧6)、4-(0-径基-丫 -締丙氧)丙氧 基-2-径基二苯甲酬(MUV-O)W及乙締基=乙氧基硅烷(VTES)=种物质组成;所述締丙基聚 氧乙締聚氧丙締酸(F6)的结构为C出=C肥出0(C2H4〇)a(C3也0)出，平均分子量为1300左右;所 述S甲基娃封端的二甲基硅氧烷-CO-氨甲基硅氧烷共聚物(PHMS)中Si-H键与所述締基混 合物中C=C双键的摩尔比为1:1.05，締丙基聚氧乙締聚氧丙締酸(F6):4-(0-?基-丫 -締丙 氧)丙氧基-2-径基二苯甲酬(MUV-O):乙締基S乙氧基硅烷(VTES)的摩尔比为5:4:1，娃氨 化加成反应的溫度为80~90°C，反应时间为3~地;日、6、11、1111、1112及1113为0，1，2,3^''正整数， a:b= 7:3，a+b= 25，mi:m2:邮=1: 5:4,而mi+m2+m3与n的比值取决于原料PHMS中Si-H含量和 平均分子量。
[0011]所述径基聚酸封端聚对苯二酸乙二醇醋(UV-2)的结构如式(2)所示，平均分子量 为1500~1700:
[0013] 所述径基聚酸封端聚对苯二酸乙二醇醋(UV-2)是在对甲苯横酸作用下用对苯二 甲酸(TPA)与乙二醇化G)W及聚氧乙締聚氧丙締酸(阳P)按对苯二甲酸(TPA):乙二醇化G): 聚氧乙締聚氧丙締酸(PEP)的摩尔比=(4~3):(3~2) :2进行分步醋化反应制备而成，所述 聚氧乙締聚氧丙締酸(PEP)的结构为册(C2H4〇)ai(C2H4〇)biH、平均分子量为500且al:bl= 7: 3,所述醋化反应溫度为80~85°C，总反应时间为10~12h;x取值由TPA与EG的摩尔比所决 定、其值为2~3。
[0014] 所述水可分散型苯基改性娃/铁溶胶选自水可分散型且经苯基改性过的纳米Si化 溶胶、纳米Ti化溶胶或二者任意比例的混合物，含固量为30~35%，粒径为20~30nm，用苯 基S乙氧基硅烷与正娃酸乙醋、正铁酸异丙醋或二者任意比例混合物按摩尔比1:5~10在 碱性条件下水解缩聚制备或从有关公司购买，如青岛微纳硅胶科技有限公司、山东大易化 工有限公司等。
[0015] 所述水溶性硅烷偶联剂选自2,3-环氧丙氧丙基S甲氧基硅烷化H-560)或者2,3-环氧丙氧丙基甲基二甲氧基硅烷化H-561)，或选自平均分子量为300~500的2,3-环氧丙基 聚氧乙締聚氧丙締丙基=甲氧基硅烷、2,3-环氧丙基聚氧乙締聚氧丙締丙基=乙氧基娃 烧、聚氧乙締聚氧丙締丙基=甲氧基硅烷或聚氧乙締聚氧丙締丙基=乙氧基硅烷。
[0016] 所述水性聚氨醋粘合剂选自端基临时封闭、水溶性而当溫度〉100°C时可释放出 NCO基团的聚酸型聚氨醋或聚醋型聚氨醋，如CX-9038(含固量约为35%，从湖北要阳创蠢化 工公司购买）；所述分散剂为对无机纳米溶胶有良好的润湿分散作用的烷基芳酸或聚丙締 酸锭盐(例如，德国迪高公司生产的Tego752W);所述增稠剂为阴离子水溶性聚丙締酸类增 稠剂(例如，北京宝威乳液有限公司、广州市卓能贸易有限公司生产的TA-70)或水溶性非离 子缔合型疏水改性的聚氨醋类增稠剂(例如，广州昂迪化工有限公司生产的8W);所述消泡 剂为水性体系使用、且有良好消泡作用的有机娃或脂肪族矿物油类消泡剂(例如Wacker公 司的SR-30);所述有机锡乳催化剂为二月桂酸二正辛基锡、二月桂酸二下基锡或二醋酸二 下基锡的乳液，含固量为30%。
[0017] 经所述有机涂层整理剂处理后的织物的阳光防护因子UPFM0,表现出良好的防紫 外效果W及滑爽、弹挺手感，所述处理包括W下步骤:将所述有机涂层整理剂用刮刀均匀刮 涂在织物表面，然后于100~105°c干燥5~lOmin，再在150~170°C定型1.5~3min，然后于 室溫平衡2地。
[0018]上述纳米复合抗紫外有机涂层整理剂的制备方法，包括W下步骤：
[0019] 将计量的此O、聚酸基甲基硅氧烷-CO-二苯甲酬衍生物基甲基硅氧烷-CO-二甲基 硅氧烷共聚物(UV-I)W及径基聚酸封端的聚对苯二酸乙二醇醋化V-2)揽拌混匀，得混合物 料A，向混合物料A中再加入分散剂、消泡剂W及水可分散型苯基改性娃/铁溶胶后用转速为 300~50化/min的磨砂机研磨分散1.5~化得混合物料B，向混合物料B中再加入水溶性硅烷 偶联剂W及水性聚氨醋粘合剂后继续研磨10~30min得混合物料C，向混合物料C中再加入 增稠剂W及有机锡乳催化剂后揽拌均匀，得所述有机涂层整理剂，所述有机涂层整理剂的 黏度为2500~SOOOmPa?S。
[0020] 本发明的有益效果体现在：
[0021]本发明将有柔软作用的紫外光吸收剂聚酸基甲基硅氧烷-CO-二苯甲酬衍生物基 甲基硅氧烷-CO-二甲基硅氧烷共聚物(UV-1，有效紫外吸收范围Amax=243~325nm)、无机纳 米UV屏蔽剂水可分散型苯基改性娃/铁溶胶与具有UV吸收功能且水可分散的径基聚酸封端 聚对苯二酸乙二醇醋(UV-2)相结合，再配合W水溶性硅烷偶联剂W及水性聚氨醋粘合剂交 联固定，利用UV吸收组分与纳米屏蔽剂、粘合剂、偶联剂多组分之间的协同增效与固定作 用，不仅能获得所期望的抗紫外效果、解决涂层固定与手感问题，而且能使织物的防紫外效 果持久。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合实施例对本发明做详细说明。
[0023]本发明W具有柔软作用的聚酸基甲基硅氧烷-CO-二苯甲酬衍生物基甲基硅氧烷-CO-二甲基硅氧烷共聚物作紫外吸收组分、W苯基改性的纳米娃/铁溶胶作UV屏蔽剂，然后 将二者与附着力强的聚氨醋粘合剂W及偶联剂相结合，从而制得了一种可用于织物防紫外 整理的纳米复合抗紫外有机涂层整理剂。将其用于织物整理，可获得柔初与持久抗紫外兼 备的效果。具体描述如下：
[0024] 实施例1
[0025] (1)水溶性紫外吸收组分一一聚酸基甲基硅氧烷-CO-二苯甲酬衍生物基甲基娃氧 烧-CO-二甲基硅氧烷共聚物(UV-I)的合成
[0026]在装置有揽拌器、回流冷凝管、溫度计的S颈瓶中依次加入IOgSi-H含量为 0.16%、黏度为1OOmPa?S的二甲基娃封端的^甲基硅氧烷-c〇-氨甲基硅氧烷共聚物 (PHMS，含Si-H0.016111〇1)、10.92旨结构为(：此=(：肥此0(〔2此0)3(〔3也0)曲、平均分子量为1300 左右、a:b= 7:3的締丙基聚氧乙締聚氧丙締酸(F6)、2.21g4-化-径基-丫 -締丙氧)丙氧基-2-径基二苯甲酬(MUV-O)W及0.3?乙締基S乙氧基硅烷(VTES)，揽拌混匀，加热升溫至80 °C，再加入50ppm此PtCl6(催化剂），然后控溫80~90°C连续反应地。反应结束，得浅栋色透 明液体，即水溶性聚酸基甲基硅氧烷-CO-二苯甲酬衍生物基甲基硅氧烷-CO-二甲基硅氧烷 共聚物，记作UV-I，黏度约3680m化?S。
[0027] (2)水溶性紫外吸收组分一一径基聚酸封端聚对苯二酸乙二醇醋(UV-2)的合成
[002引在500mL的S颈瓶中依次加入66.知对苯二甲酸(TPA)、18.62g乙二醇化G)、199.2g苯、l.：3g对甲苯横酸W及2~3粒沸石，加热升溫至80~85°C用油水分离器一一索氏提取仪 连续提水地，然后再加入100.0旨结构为册侣此0)31((：孤0)诚、平均分子量为500、31:61 = 7: 3的聚氧乙締聚氧丙締酸(PEP)，再继续提水化至出水量达到理论值。然后，在80~8