摘 要：本申请涉及纺织技术领域，具体公开了一种印花涂层涤纶纺织布及其制备工艺，印花涂层涤纶纺织布包括涤纶基布和聚氨酯涂层，聚氨酯涂层包括以下原料：聚氨酯树脂60 70份；固化剂15 25份；助剂5 10份；负载改性半碳化纤维8 15份；负载改性半碳化纤维的制备方法包括以下步骤：半碳化处理，将黄麻纤维置于低于黄麻纤维着火点温度的低氧环境下进行半碳化处理，得到半碳化黄麻纤维；活化处理，将半碳化黄麻纤维浸泡于氢氧化钠溶液中，浸泡完毕后，固液分离，水洗，干燥，得到活化纤维；负载处理，将活化纤维固定于密闭容器内，将二氧化硅粉末与空气混合后以高压喷射至活化纤维的表面，剪切，得负载改性半碳化纤维。本申请具有提高涂层的耐磨性和抗裂性的优点。
权利要求书
1.一种印花涂层涤纶纺织布，其特征在于：包括涤纶基布和涂覆于所述涤纶基布一面的聚氨酯涂层，所述聚氨酯涂层包括以下重量份的原料：
聚氨酯树脂60 70份；
固化剂15 25份；
助剂5 10份；
负载改性半碳化纤维8 15份；
所述负载改性半碳化纤维的制备方法包括以下步骤：
半碳化处理，将黄麻纤维置于低于黄麻纤维着火点温度的低氧环境下进行半碳化处理，得到半碳化黄麻纤维；
活化处理，将半碳化黄麻纤维浸泡于氢氧化钠溶液中，浸泡完毕后，固液分离，水洗，干燥，得到活化纤维；
负载处理，将活化纤维固定于密闭容器内，将二氧化硅粉末与空气混合后以高压喷射至活化纤维的表面，剪切，得到负载改性半碳化纤维。
2.根据权利要求1所述的一种印花涂层涤纶纺织布，其特征在于：所述半碳化处理步骤中，控制温度为280 290℃，保温时间为10 15min，低氧环境中的氧气体积分数为0.8 1.2%。
3.根据权利要求1所述的一种印花涂层涤纶纺织布，其特征在于：所述活化处理步骤中，氢氧化钠溶液的质量浓度为20 30%wt，浸泡时间为30 60min。
4.根据权利要求1所述的一种印花涂层涤纶纺织布，其特征在于：所述负载处理步骤中，二氧化硅粉末与活化纤维的质量比为（4 6）：10。
5.根据权利要求4所述的一种印花涂层涤纶纺织布，其特征在于：所述负载处理步骤中，将二氧化硅粉末与空气混合后以3 5MPa的压力喷射至活化纤维的表面，喷射时间为35 40min。
6.根据权利要求5所述的一种印花涂层涤纶纺织布，其特征在于：所述负载处理步骤中，负载改性半碳化纤维的长度为2 4mm。
7.根据权利要求1 6任一项所述的一种印花涂层涤纶纺织布，其特征在于：所述负载处理步骤中，剪切后还进行包覆处理：将有机树脂乳液喷涂至剪切后的活化纤维表面，固化，得到负载改性半碳化纤维。
8.根据权利要求7所述的一种印花涂层涤纶纺织布，其特征在于：所述活化纤维与有机树脂乳液的质量比为100：（20 30）。
9.权利要求1 8任一项所述的印花涂层涤纶纺织布的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，将聚氨酯树脂、固化剂、助剂和负载改性半碳化纤维混合均匀，得到涂料；
步骤二，将涂料均匀涂布于涤纶基布的一面，固化，得到印花涂层涤纶纺织布。
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，尤其是涉及一种印花涂层涤纶纺织布及其制备工艺。
背景技术
涂层织物是近几年发展迅猛的纺织新品种之一，它是对普通织物进行涂层整理后得到的产品，涂层整理就是在织物表面均匀地涂布一层或多层高聚物之类的物质，使之在织物表面成膜，并赋予织物一定的功能，甚至改变织物的外观和风格。
相关技术中公开了一种印花涂层涤纶纺织布，在聚氨酯涂层中加入了二氧化硅粉末，从而提高涂层的耐磨性。
针对上述相关技术，由于二氧化硅粉末表面具有羟基，直接加入涂层中容易发生团聚，导致涂层耐磨性下降，且抗裂性能下降。
发明内容
为了提高印花涂层的耐磨性和抗裂性，本申请提供一种印花涂层涤纶纺织布及其制备工艺。
第一方面，本申请提供一种印花涂层涤纶纺织布，采用如下的技术方案：一种印花涂层涤纶纺织布，包括涤纶基布和涂覆于所述涤纶基布一面的聚氨酯涂层，所述聚氨酯涂层包括以下重量份的原料：
聚氨酯树脂60 70份；
固化剂15 25份；
助剂5 10份；
负载改性半碳化纤维8 15份；
所述负载改性半碳化纤维的制备方法包括以下步骤：
半碳化处理，将黄麻纤维置于低于黄麻纤维着火点温度的低氧环境下进行半碳化处理，得到半碳化黄麻纤维；活
化处理，将半碳化黄麻纤维浸泡于氢氧化钠溶液中，浸泡完毕后，固液分离，水洗，干燥，得到活化纤维；
负载处理，将活化纤维固定于密闭容器内，将二氧化硅粉末与空气混合后以高压喷射至活化纤维的表面，剪切，得到负载改性半碳化纤维。
通过采用上述技术方案，由于黄麻纤维表面含有较多羟基，容易发生团聚，经过半碳化处理后，其表层碳化，内部未被碳化，依然具有一定的强度和韧性，因此，半碳化处理能够提高黄麻纤维在涂层中的分散性，而且黄麻纤维在涂层中形成三维网络结构，碳化层表面疏松多孔，比表面积大，与聚氨酯树脂间的结合力强，提高了涂层的抗裂性能；活化处理步骤通过碱液浸泡去除了半碳化黄麻纤维表层的灰分，提高了比表面积，有利于对碳化层进行扩孔和开孔；二氧化硅粉末通过高压喷射被固定在活化纤维的碳化层的微孔内，从而将二氧化硅粉末分隔开，降低二氧化硅粉末团聚的可能性，从而使二氧化硅粉末在涂层中分布更加均匀，提高涂层耐磨性，且进一步提高涂层抗裂性能。
可选的，所述半碳化处理步骤中，控制温度为280 290℃，保温时间为10 15min，低氧环境中的氧气体积分数为0.8 1.2％。
通过采用上述技术方案，使黄麻纤维在着火点温度以下进行半碳化处理，降低完全碳化的概率。
可选的，所述活化处理步骤中，氢氧化钠溶液的质量浓度为20 30％wt，浸泡时间为30 60min。
通过采用上述技术方案，氢氧化钠溶液能够增大黄麻纤维的碳化层的比表面积和孔容，有利于二氧化硅粉末进入碳化层的微孔内。
可选的，所述负载处理步骤中，二氧化硅粉末与活化纤维的质量比为(4 6)：10。
通过采用上述技术方案，二氧化硅粉末太多，容易堵塞碳化层的所有微孔，会降低负载改性半碳化纤维与聚氨酯树脂间的结合力；二氧化硅粉末太少，涂层的耐磨性提升幅度较小。
可选的，所述负载处理步骤中，将二氧化硅粉末与空气混合后以3 5MPa的压力喷射至活化纤维的表面，喷射时间为35 40min。
通过采用上述技术方案，二氧化硅粉末通过高压喷射牢固地固定在碳化层表面的微孔内。
可选的，所述负载处理步骤中，负载改性半碳化纤维的长度为2 4mm。
通过采用上述技术方案，负载改性半碳化纤维的长度太短，不利于提升涂层的抗裂性；负载改性半碳化纤维的长度太长，不利于制备厚度较薄的涂层。
可选的，所述负载处理步骤中，剪切后还进行包覆处理：将有机树脂乳液喷涂至剪切后的活化纤维表面，固化，得到负载改性半碳化纤维。
通过采用上述技术方案，有机树脂乳液包裹在活化纤维的表面，降低二氧化硅粉末脱落的概率，且有利于负载改性半碳化纤维在聚氨酯树脂中均匀分散。
可选的，所述活化纤维与有机树脂乳液的质量比为100：(20 30)。
通过采用上述技术方案，有机树脂乳液用量太大，包裹层太厚，不利于提高耐磨性；有机树脂乳液用量太小，包裹层太薄，二氧化硅粉末可能会脱落，且不有利于负载改性半碳化纤维在聚氨酯树脂中均匀分散。
第二方面，本申请提供一种印花涂层涤纶纺织布的制备方法，采用如下的技术方案：
一种印花涂层涤纶纺织布的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一，将聚氨酯树脂、固化剂、助剂和负载改性半碳化纤维混合均匀，得到涂料；
步骤二，将涂料均匀涂布于涤纶基布的一面，固化，得到印花涂层涤纶纺织布。
通过采用上述技术方案，二氧化硅粉末通过高压喷射被固定在活化纤维的碳化层的微孔内，从而将二氧化硅粉末分隔开，降低二氧化硅粉末团聚的可能性，从而使二氧化硅粉末在涂层中分布更加均匀，提高涂层耐磨性；负载改性半碳化纤维在涂层中形成三维网络结构，碳化层表面疏松多孔，比表面积大，与聚氨酯树脂间的结合力强，提高了涂层的抗裂性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请的二氧化硅粉末通过高压喷射被固定在活化纤维的碳化层的微孔内，从而将二氧化硅粉末分隔开，降低二氧化硅粉末团聚的可能性，从而使二氧化硅粉末在涂层中分布更加均匀，提高涂层耐磨性；负载改性半碳化纤维在涂层中形成三维网络结构，碳化层表面疏松多孔，比表面积大，与聚氨酯树脂间的结合力强，提高了涂层的抗裂性能。
2、本申请中优选对活化纤维进行包覆处理，有机树脂乳液包裹在活化纤维的表面，降低二氧化硅粉末脱落的概率，且有利于负载改性半碳化纤维在聚氨酯树脂中均匀分散。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
负载改性半碳化纤维的制备例
制备例1
负载改性半碳化纤维，其制备方法包括以下步骤：
半碳化处理，将干燥的黄麻纤维置于温度为280℃、氧气体积分数为0.8％的环境下进行半碳化处理，处理时间15min，得到半碳化黄麻纤维；
活化处理，将半碳化黄麻纤维浸泡于质量浓度为20％wt的氢氧化钠溶液中，浸泡60min，过滤，水洗，干燥，得到活化纤维；
负载处理，将活化纤维悬空固定于密闭容器内，将二氧化硅粉末与空气混合后以2MPa的压力喷射至活化纤维的表面，喷射时间为35min，二氧化硅粉末与活化纤维的质量比为2：10，剪切，得到长度为2mm的负载改性半碳化纤维。
制备例2
负载改性半碳化纤维，其制备方法包括以下步骤：
半碳化处理，将干燥的黄麻纤维置于温度为285℃、氧气体积分数为1％的环境下进行半碳化处理，处理时间12min，得到半碳化黄麻纤维；
活化处理，将半碳化黄麻纤维浸泡于质量浓度为25％wt的氢氧化钠溶液中，浸泡45min，过滤，水洗，干燥，得到活化纤维；
负载处理，将活化纤维悬空固定于密闭容器内，将二氧化硅粉末与空气混合后以2MPa的压力喷射至活化纤维的表面，喷射时间为38min，二氧化硅粉末与活化纤维的质量比为2：10，剪切，得到长度为3mm的负载改性半碳化纤维。
制备例3
负载改性半碳化纤维，其制备方法包括以下步骤：
半碳化处理，将干燥的黄麻纤维置于温度为290℃、氧气体积分数为1.2％的环境下进行半碳化处理，处理时间10min，得到半碳化黄麻纤维；
活化处理，将半碳化黄麻纤维浸泡于质量浓度为30％wt的氢氧化钠溶液中，浸泡30min，过滤，水洗，干燥，得到活化纤维；
负载处理，将活化纤维悬空固定于密闭容器内，将二氧化硅粉末与空气混合后以2MPa的压力喷射至活化纤维的表面，喷射时间为40min，二氧化硅粉末与活化纤维的质量比为2：10，剪切，得到长度为4mm的负载改性半碳化纤维。
制备例4
与制备例2的不同之处在于，二氧化硅粉末与活化纤维的质量比为4：10。
制备例5
与制备例2的不同之处在于，二氧化硅粉末与活化纤维的质量比为5：10。
制备例6
与制备例2的不同之处在于，二氧化硅粉末与活化纤维的质量比为6：10。
制备例7
与制备例2的不同之处在于，二氧化硅粉末与活化纤维的质量比为8：10。
制备例8
与制备例5的不同之处在于，负载处理步骤中的喷射压力为3MPa。
制备例9
与制备例5的不同之处在于，负载处理步骤中的喷射压力为4MPa。
制备例10
与制备例5的不同之处在于，负载处理步骤中的喷射压力为5MPa。
制备例11
与制备例5的不同之处在于，负载处理步骤中的喷射压力为7MPa。
制备例12
与制备例9的不同之处在于，负载处理步骤中，剪切后还进行包覆处理：采用喷雾干燥工艺将聚氨酯树脂乳液涂至剪切后的活化纤维表面，聚氨酯树脂乳液为购自东莞市新彩环保科技有限公司的PU 268，剪切后的活化纤维与聚氨酯树脂乳液的质量比为100：20，100℃固化，得到负载改性半碳化纤维。
制备例13
与制备例12的不同之处在于，剪切后的活化纤维与聚氨酯树脂乳液的质量比为100：25。
制备例14
与制备例12的不同之处在于，剪切后的活化纤维与聚氨酯树脂乳液的质量比为100：30。
对比制备例1
负载改性半碳化纤维，其制备方法包括以下步骤：
半碳化处理，将干燥的黄麻纤维置于温度为285℃、氧气体积分数为1％的环境下进行半碳化处理，处理时间12min，得到半碳化黄麻纤维；
负载处理，将半碳化黄麻纤维悬空固定于密闭容器内，将二氧化硅粉末与空气混合后以2MPa的压力喷射至半碳化黄麻纤维的表面，喷射时间为38min，二氧化硅粉末与半碳化黄麻纤维的质量比为2：10，剪切，得到长度为3mm的负载改性半碳化纤维。
对比制备例2
负载改性半碳化纤维，其制备方法包括以下步骤：
活化处理，将干燥的黄麻纤维浸泡于质量浓度为25％wt的氢氧化钠溶液中，浸泡45min，过滤，水洗，干燥，得到活化纤维；
负载处理，将活化纤维悬空固定于密闭容器内，将二氧化硅粉末与空气混合后以2MPa的压力喷射至活化纤维的表面，喷射时间为38min，二氧化硅粉末与活化纤维的质量比为2：10，剪切，得到长度为3mm的负载改性半碳化纤维。
实施例
实施例1
一种印花涂层涤纶纺织布，包括涤纶基布和涂覆于涤纶基布一面的聚氨酯涂层，聚氨酯涂层包括以下重量的原料：
聚氨酯树脂60kg，聚氨酯树脂为购自东莞市新彩环保科技有限公司的PU 268；
固化剂15kg，固化剂为BayhydrolXP2547；
助剂5kg，助剂为二丙二醇甲醚；
负载改性半碳化纤维8kg，负载改性半碳化纤维由制备例1制得。
印花涂层涤纶纺织布的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一，将聚氨酯树脂、固化剂、助剂和负载改性半碳化纤维混合，搅拌均匀，得到涂料；
步骤二，将涂料均匀涂布于涤纶基布的一面，100℃烘烤固化，得到印花涂层涤纶纺织布。
实施例2 14
与实施例1的不同之处在于，负载改性半碳化纤维依次由制备例2 14制得。
实施例15
与实施例13的不同之处在于，聚氨酯涂层包括以下重量的原料：
聚氨酯树脂65kg；
固化剂20kg；
助剂8kg；
负载改性半碳化纤维12kg。
实施例16
与实施例13的不同之处在于，聚氨酯涂层包括以下重量的原料：
聚氨酯树脂70kg；
固化剂25kg；
助剂10kg；
负载改性半碳化纤维15kg。
对比例
对比例1 2
与实施例2的不同之处在于，负载改性半碳化纤维依次由对比制备例1 2制得。
对比例3
与实施例2的不同之处在于，聚氨酯涂层包括以下重量的原料：
聚氨酯树脂60kg；
固化剂15kg；
助剂5kg；
二氧化硅粉末1.33kg；
黄麻纤维6.67kg，长度为3mm；
印花涂层涤纶纺织布的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一，将聚氨酯树脂、固化剂、助剂、二氧化硅粉末和黄麻纤维混合，搅拌均匀，得到涂料；
步骤二，将涂料均匀涂布于涤纶基布的一面，100℃烘烤固化，得到印花涂层涤纶纺织布。
对比例4
与实施例2的不同之处在于，聚氨酯涂层包括以下重量的原料：
聚氨酯树脂60kg；
固化剂15kg；
助剂5kg；
二氧化硅粉末1.33kg；
印花涂层涤纶纺织布的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一，将聚氨酯树脂、固化剂、助剂和二氧化硅粉末混合，搅拌均匀，得到涂料；
步骤二，将涂料均匀涂布于涤纶基布的一面，100℃烘烤固化，得到印花涂层涤纶纺织布。
性能检测试验
检测方法
(1)力学性能测试：按照标准ASTMD638在万能拉力试验机上测试实施例1 16和对比例1 4的拉伸断裂强度，拉伸试验速率为45mm/min。
(2)耐磨性能测试：使用马丁尔法及其标准体系测试实施例1 16和对比例1 4的破损摩擦次数和磨损质量损失。
表1 检测结果
结合实施例1 16和对比例1 4并结合表1可以看出，对比例4仅加入二氧化硅粉末，拉伸断裂强度、破损摩擦次数最小，磨损质量损失最大，说明二氧化硅粉末直接加入涂层中容易发生团聚，涂层的耐磨性和抗裂性能较差，对比例3在对比例4的基础上加入了黄麻纤维，拉伸断裂强度、破损摩擦次数有所提高，磨损质量损失降低，说明黄麻纤维能够提高涂层的耐磨性和抗裂性能；对比例2没有半碳化处理步骤，拉伸断裂强度、破损摩擦次数高于对比例3且低于实施例2，磨损质量损失低于对比例3，但高于实施例2，对比例1没有活化处理步骤，拉伸断裂强度、破损摩擦次数高于对比例3且低于实施例2，磨损质量损失低于对比例3，但高于实施例2，实施例1 3通过半碳化处理、活化处理和负载处理制得负载改性半碳化纤维，拉伸断裂强度、破损摩擦次数大幅提高，磨损质量损失大幅降低，其中，实施例2的综合效果较好，说明负载改性半碳化纤维能够提高涂层的耐磨性和抗裂性能；实施例4 7逐渐增加了二氧化硅粉末的用量，拉伸断裂强度和破损摩擦次数先升高后降低，磨损质量损失逐渐降低，但是制备例7的降低幅度很小，实施例5的效果较好，说明二氧化硅粉末与活化纤维的质量比优选为(4 6)：10；实施例8 11逐渐增加喷射压力，拉伸断裂强度和破损摩擦次数先升高后降低，磨损质量损失先降低后升高，实施例9的效果较好，说明喷射压力优选为3 5MPa；制备例12 14在活化纤维表面表面包裹有机树脂，拉伸断裂强度和破损摩擦次数升高，磨损质量损失降低，实施例13的效果较好，可能是因为有机树脂包裹在活化纤维的表面，降低二氧化硅粉末脱落的概率，且有利于负载改性半碳化纤维在聚氨酯树脂中均匀分散，从而提高了涂层耐磨性和抗裂性能；实施例15 16改变了聚氨酯涂层的原料配比，拉伸断裂强度、破损摩擦次数和磨损质量损失均发生变化，说明原料的配比会影响聚氨酯涂层的耐磨性和抗裂性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
摘自国家发明专利，发明人：朱炜，邵阳，申请号：202310230761.5，申请日：2023.03.11
