CN116334784B - 一种防水功能纤维材料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种防水功能纤维材料的制备方法，包括如下步骤：步骤S1、苯醚基苯并***基离子型缩聚物的制备；步骤S2、熔融纺丝；步骤S3、表面改性；步骤S4、离子交换。本发明还公开了一种采用上述制备方法制成的防水功能纤维材料及其在面料中的应用。本发明公开的防水功能纤维材料防水性优异，耐水洗牢度强，手感佳，环保性和性能稳定性好。

Description

一种防水功能纤维材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及功能纤维材料技术领域，尤其涉及一种防水功能纤维材料及其制备方法与应用。
背景技术
随着经济的发展和人们生活水平的提高，对纤维材料性能要求越来越高，对功能性纤维材料产品市场需求量也越来越大。其中防水功能纤维材料更是引起了人们的广泛关注。未经防水处理的纤维材料制品在吸水吸汗后，水、汗渗透到其背面而影响外观及舒适性，限制了其在日常生活以及雨天、暑天、高温、野外等特殊气候、特殊环境中的应用。
现有的纤维材料制品为了实现防水功能，通常采用的是利用防水剂处理的方法，防水剂可以赋予纤维材料制品表面疏水的性能。然而传统防水剂普遍存在环保性能不佳，与纤维材料制品的结合力不足，耐水洗性能不好的技术问题。市面上的防水功能纤维材料制品也还或多或少存在功能单一，透气性差，生物相容性和手感不好，与皮肤接触后会造成皮肤发红、瘙痒，耐用性不足，性能稳定性有待进一步改善的缺陷。
为了解决上述问题，专利CN104818606B公开了一种防水纺织品，该纺织品为由表面均覆盖有防水树脂膜的涤纶纤维和纤维素纤维所组成的机织或针织物；且纤维素纤维表面的树脂膜与涤纶纤维表面的树脂膜的厚度差为50～200nm；形成防水树脂膜的树脂的相对介电常数为4以上。该发明通过微波处理，使得防水树脂从涤纶纤维表面向纤维素纤维迁移，即便降低防水树脂使用量亦可获得较优越的防水性能以及洗涤耐久性。然而，其环保性、性能稳定性、防水性和耐水洗牢度均有待进一步提高。
可见，开发一种防水性优异，耐水洗牢度强，手感佳，环保性和性能稳定性好的防水功能纤维材料及其制备方法与应用符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进功能纤维材料领域的发展具有非常重要的意义。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种防水性优异，耐水洗牢度强，手感佳，环保性和性能稳定性好的防水功能纤维材料及其制备方法与应用。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种防水功能纤维材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、苯醚基苯并***基离子型缩聚物的制备：将4,4'-二苯醚二甲酸、N-[(5-甲基-1H-苯并***-1-基)甲基]二乙醇胺、催化剂加入到高沸点溶剂中，混合均匀后加入到高压反应釜中，用惰性气体置换釜内空气，然后在温度185-220℃、绝压压力40KPa-100KPa的条件下进行酯化反应4-6小时；接着在真空条件下，控制温度在260-270℃之间，搅拌反应10-13h，反应结束后冷却至室温，调至常压，向其中加入氯化苄，在40-60℃下搅拌反应4-6小时后，出料并在水中沉出，接着用乙醇洗涤沉出的产品3-6次，后旋蒸除去乙醇，得到苯醚基苯并***基离子型缩聚物；
步骤S2、熔融纺丝：将经过步骤S1制成的苯醚基苯并***基离子型缩聚物加入到双螺杆挤出机中挤出，再经过熔融纺丝，制得纤维材料；
步骤S3、表面改性：将N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、含乙烯基的超支化聚硅氧烷加入到溶剂中，形成接枝反应体系；将经过步骤S2制成的纤维材料在氮气气氛下密封后进行电子束辐照；再浸没于接枝反应体系中，在氮气氛围，45-55℃下反应1-3小时，后取出，用甲苯洗涤3-6次，最后在真空干燥箱90-100℃下干燥至恒重，得到表面改性的纤维材料；
步骤S4、离子交换：将经过步骤S3制成的表面改性的纤维材料浸泡在45-65℃下的喹啉黄水溶液中8-12小时，接着取出用水洗3-6次，最后置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到防水功能纤维材料。
优选的，步骤S1中所述4,4'-二苯醚二甲酸、N-[(5-甲基-1H-苯并***-1-基)甲基]二乙醇胺、催化剂、高沸点溶剂、氯化苄的摩尔比为1:1:(0.8-1.2):(10-15):0.3。
优选的，所述催化剂为乙二醇钛、对甲基苯磺酸、氯化钛按质量比1:2:1混合形成的混合物；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
优选的，步骤S2中所述熔融纺丝的纺丝温度为260-290℃，纺丝速度为500-1000m/min；纺丝过程中熔体从喷丝板喷出后，经过侧吹风冷却凝固成丝条，其中喷丝板的喷丝孔为十字型。
优选的，步骤S3中所述N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、含乙烯基的超支化聚硅氧烷、溶剂的质量比为1:(3-5):(20-30)；所述溶剂为甲苯。
优选的，步骤S3中所述电子束辐照的电子束流强度为1mA，总辐照剂量为50～320kGy。
优选的，步骤S3中所述纤维材料、接枝反应体系的质量比为1:(4-8)。
优选的，步骤S4中所述喹啉黄水溶液的质量百分浓度为10-15％。
优选的，所述含乙烯基的超支化聚硅氧烷的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述含乙烯基的超支化聚硅氧烷是按专利CN102219906B中实施例一的方法制成。
本发明的另一个目的，在于提供一种采用上述一种防水功能纤维材料的制备方法制备得到的防水功能纤维材料。
本发明的再一个目的，在于提供一种上述防水功能纤维材料在面料中的应用。
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明公开的防水功能纤维材料的制备方法，工艺简单，操作方便，对设备依赖性小，制备效率和成品合格率高，适于工业化生产。
(2)本发明公开的防水功能纤维材料，纤维材料本体选择为苯醚基苯并***基离子型缩聚物，该缩聚物分子链上同时含有苯醚基、酯基、苯并***基和季铵盐基团(通过苄基氯与缩聚物分子链上的叔氨基反应生成)，这些基团在电子效应、位阻效应和共轭效应的多重作用下，使得制成的纤维材料防水性优异，耐水洗牢度强，手感佳，性能稳定性好。材料中季铵盐结构中的氯离子在离子交换过程中会洗脱除去；N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺引入的氟以化学键的形式与纤维材料本体连接(通过辐射接枝实现)，不易洗脱，从而提高了材料使用的安全性和环保性。
(3)本发明公开的防水功能纤维材料，通过电子束辐射接枝，在纤维材料表面同时引入含氟苯基氰基结构和超支化聚硅氧烷结构(原理为通过电子束辐射，使得纤维材料表面产生大量可以稳定存在的自由基，这些自由基可以引发含有不饱和烯基的单体N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、含乙烯基的超支化聚硅氧烷在聚合物基体表面进行接枝)，形成互穿网络结构，能较好地改善纤维材料的机械力学性能、耐水洗性能、性能稳定性和防水性能，还能赋予材料较佳的手感。
(4)本发明公开的防水功能纤维材料，在离子交换阶段，纤维材料表面的季铵盐结构能与喹啉黄上的磺酸钠结构发生离子交换反应，在纤维材料表面形成离子交联，进一步改善纤维材料的性能稳定性、机械力学性能和防水性。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明产品作进一步详细的说明。
本发明各实施例中所述含乙烯基的超支化聚硅氧烷是按专利CN102219906B中实施例一的方法制成。
实施例1
一种防水功能纤维材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、苯醚基苯并***基离子型缩聚物的制备：将4,4'-二苯醚二甲酸、N-[(5-甲基-1H-苯并***-1-基)甲基]二乙醇胺、催化剂加入到高沸点溶剂中，混合均匀后加入到高压反应釜中，用惰性气体置换釜内空气，然后在温度185℃、绝压压力40KPa的条件下进行酯化反应4小时；接着在真空条件下，控制温度在260℃，搅拌反应10h，反应结束后冷却至室温，调至常压，向其中加入氯化苄，在40℃下搅拌反应4小时后，出料并在水中沉出，接着用乙醇洗涤沉出的产品3次，后旋蒸除去乙醇，得到苯醚基苯并***基离子型缩聚物；所述4,4'-二苯醚二甲酸、N-[(5-甲基-1H-苯并***-1-基)甲基]二乙醇胺、催化剂、高沸点溶剂、氯化苄的摩尔比为1:1:0.8:10:0.3；所述催化剂为乙二醇钛、对甲基苯磺酸、氯化钛按质量比1:2:1混合形成的混合物；所述高沸点溶剂为二甲亚砜；所述惰性气体为氮气；通过GPC测试，美国Waters515-2410测定该缩聚物的Mn＝17400g/mol，MW/Mn＝1.78；通过离子交换容量测试计算，该缩聚物中季铵盐阳离子的摩尔占比为0.27:1mol/mol(缩聚物中季铵盐的物质的量与缩聚物中苯并***基团的物质的量之比)；
步骤S2、熔融纺丝：将经过步骤S1制成的苯醚基苯并***基离子型缩聚物加入到双螺杆挤出机中挤出，再经过熔融纺丝，制得纤维材料；所述熔融纺丝的纺丝温度为260℃，纺丝速度为500m/min；纺丝过程中熔体从喷丝板喷出后，经过侧吹风冷却凝固成丝条，其中喷丝板的喷丝孔为十字型；
步骤S3、表面改性：将N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、含乙烯基的超支化聚硅氧烷加入到溶剂中，形成接枝反应体系；将经过步骤S2制成的纤维材料在氮气气氛下密封后进行电子束辐照；再浸没于接枝反应体系中，在氮气氛围，45℃下反应1小时，后取出，用甲苯洗涤3次，最后在真空干燥箱90℃下干燥至恒重，得到表面改性的纤维材料；所述N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、含乙烯基的超支化聚硅氧烷、溶剂的质量比为1:3:20；所述溶剂为甲苯；所述电子束辐照的电子束流强度为1mA，总辐照剂量为50kGy；所述纤维材料、接枝反应体系的质量比为1:4；通过重量变化和元素分析计算，N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺的接枝率为2.2wt％，含乙烯基的超支化聚硅氧烷的接枝率为4.6wt％；
步骤S4、离子交换：将经过步骤S3制成的表面改性的纤维材料浸泡在45℃下的喹啉黄水溶液中8小时，接着取出用水洗3次，最后置于真空干燥箱85℃下干燥至恒重，得到防水功能纤维材料；所述喹啉黄水溶液的质量百分浓度为10％；通过元素分析测试计算，最终纤维材料产品中氯的含量低于0.1wt％。
一种采用上述一种防水功能纤维材料的制备方法制备得到的防水功能纤维材料及应用上述防水功能纤维材料的面料。
实施例2
一种防水功能纤维材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、苯醚基苯并***基离子型缩聚物的制备：将4,4'-二苯醚二甲酸、N-[(5-甲基-1H-苯并***-1-基)甲基]二乙醇胺、催化剂加入到高沸点溶剂中，混合均匀后加入到高压反应釜中，用惰性气体置换釜内空气，然后在温度195℃、绝压压力60KPa的条件下进行酯化反应4.5小时；接着在真空条件下，控制温度在263℃之间，搅拌反应11h，反应结束后冷却至室温，调至常压，向其中加入氯化苄，在45℃下搅拌反应4.5小时后，出料并在水中沉出，接着用乙醇洗涤沉出的产品4次，后旋蒸除去乙醇，得到苯醚基苯并***基离子型缩聚物；所述4,4'-二苯醚二甲酸、N-[(5-甲基-1H-苯并***-1-基)甲基]二乙醇胺、催化剂、高沸点溶剂、氯化苄的摩尔比为1:1:0.9:12:0.3；所述催化剂为乙二醇钛、对甲基苯磺酸、氯化钛按质量比1:2:1混合形成的混合物；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述惰性气体为氦气；
步骤S2、熔融纺丝：将经过步骤S1制成的苯醚基苯并***基离子型缩聚物加入到双螺杆挤出机中挤出，再经过熔融纺丝，制得纤维材料；所述熔融纺丝的纺丝温度为270℃，纺丝速度为700m/min；纺丝过程中熔体从喷丝板喷出后，经过侧吹风冷却凝固成丝条，其中喷丝板的喷丝孔为十字型；
步骤S3、表面改性：将N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、含乙烯基的超支化聚硅氧烷加入到溶剂中，形成接枝反应体系；将经过步骤S2制成的纤维材料在氮气气氛下密封后进行电子束辐照；再浸没于接枝反应体系中，在氮气氛围，47℃下反应1.5小时，后取出，用甲苯洗涤4次，最后在真空干燥箱93℃下干燥至恒重，得到表面改性的纤维材料；所述N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、含乙烯基的超支化聚硅氧烷、溶剂的质量比为1:3.5:22；所述溶剂为甲苯；所述电子束辐照的电子束流强度为1mA，总辐照剂量为150kGy；所述纤维材料、接枝反应体系的质量比为1:5；
步骤S4、离子交换：将经过步骤S3制成的表面改性的纤维材料浸泡在50℃下的喹啉黄水溶液中9小时，接着取出用水洗4次，最后置于真空干燥箱87℃下干燥至恒重，得到防水功能纤维材料；所述喹啉黄水溶液的质量百分浓度为12％。
一种采用上述一种防水功能纤维材料的制备方法制备得到的防水功能纤维材料及应用上述防水功能纤维材料的面料。
实施例3
一种防水功能纤维材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、苯醚基苯并***基离子型缩聚物的制备：将4,4'-二苯醚二甲酸、N-[(5-甲基-1H-苯并***-1-基)甲基]二乙醇胺、催化剂加入到高沸点溶剂中，混合均匀后加入到高压反应釜中，用惰性气体置换釜内空气，然后在温度208℃、绝压压力70KPa的条件下进行酯化反应5小时；接着在真空条件下，控制温度在265℃之间，搅拌反应12h，反应结束后冷却至室温，调至常压，向其中加入氯化苄，在50℃下搅拌反应5小时后，出料并在水中沉出，接着用乙醇洗涤沉出的产品5次，后旋蒸除去乙醇，得到苯醚基苯并***基离子型缩聚物；所述4,4'-二苯醚二甲酸、N-[(5-甲基-1H-苯并***-1-基)甲基]二乙醇胺、催化剂、高沸点溶剂、氯化苄的摩尔比为1:1:1:13:0.3；所述催化剂为乙二醇钛、对甲基苯磺酸、氯化钛按质量比1:2:1混合形成的混合物；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基乙酰胺；所述惰性气体为氖气；
步骤S2、熔融纺丝：将经过步骤S1制成的苯醚基苯并***基离子型缩聚物加入到双螺杆挤出机中挤出，再经过熔融纺丝，制得纤维材料；所述熔融纺丝的纺丝温度为275℃，纺丝速度为800m/min；纺丝过程中熔体从喷丝板喷出后，经过侧吹风冷却凝固成丝条，其中喷丝板的喷丝孔为十字型；
步骤S3、表面改性：将N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、含乙烯基的超支化聚硅氧烷加入到溶剂中，形成接枝反应体系；将经过步骤S2制成的纤维材料在氮气气氛下密封后进行电子束辐照；再浸没于接枝反应体系中，在氮气氛围，50℃下反应2小时，后取出，用甲苯洗涤5次，最后在真空干燥箱95℃下干燥至恒重，得到表面改性的纤维材料；所述N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、含乙烯基的超支化聚硅氧烷、溶剂的质量比为1:4:25；所述溶剂为甲苯；所述电子束辐照的电子束流强度为1mA，总辐照剂量为230kGy；所述纤维材料、接枝反应体系的质量比为1:6；
步骤S4、离子交换：将经过步骤S3制成的表面改性的纤维材料浸泡在55℃下的喹啉黄水溶液中10小时，接着取出用水洗5次，最后置于真空干燥箱90℃下干燥至恒重，得到防水功能纤维材料；所述喹啉黄水溶液的质量百分浓度为13％。
一种采用上述一种防水功能纤维材料的制备方法制备得到的防水功能纤维材料及应用上述防水功能纤维材料的面料。
实施例4
一种防水功能纤维材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、苯醚基苯并***基离子型缩聚物的制备：将4,4'-二苯醚二甲酸、N-[(5-甲基-1H-苯并***-1-基)甲基]二乙醇胺、催化剂加入到高沸点溶剂中，混合均匀后加入到高压反应釜中，用惰性气体置换釜内空气，然后在温度210℃、绝压压力90KPa的条件下进行酯化反应5.5小时；接着在真空条件下，控制温度在268℃之间，搅拌反应12.5h，反应结束后冷却至室温，调至常压，向其中加入氯化苄，在55℃下搅拌反应5.5小时后，出料并在水中沉出，接着用乙醇洗涤沉出的产品6次，后旋蒸除去乙醇，得到苯醚基苯并***基离子型缩聚物；所述4,4'-二苯醚二甲酸、N-[(5-甲基-1H-苯并***-1-基)甲基]二乙醇胺、催化剂、高沸点溶剂、氯化苄的摩尔比为1:1:1.1:14:0.3；所述催化剂为乙二醇钛、对甲基苯磺酸、氯化钛按质量比1:2:1混合形成的混合物；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺按质量比1:3:4混合形成的混合物；所述惰性气体为氩气；
步骤S2、熔融纺丝：将经过步骤S1制成的苯醚基苯并***基离子型缩聚物加入到双螺杆挤出机中挤出，再经过熔融纺丝，制得纤维材料；
步骤S3、表面改性：将N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、含乙烯基的超支化聚硅氧烷加入到溶剂中，形成接枝反应体系；将经过步骤S2制成的纤维材料在氮气气氛下密封后进行电子束辐照；再浸没于接枝反应体系中，在氮气氛围，53℃下反应2.5小时，后取出，用甲苯洗涤5次，最后在真空干燥箱98℃下干燥至恒重，得到表面改性的纤维材料；所述N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、含乙烯基的超支化聚硅氧烷、溶剂的质量比为1:4.5:28；所述溶剂为甲苯；所述电子束辐照的电子束流强度为1mA，总辐照剂量为290kGy；所述纤维材料、接枝反应体系的质量比为1:7.5；
步骤S4、离子交换：将经过步骤S3制成的表面改性的纤维材料浸泡在60℃下的喹啉黄水溶液中11小时，接着取出用水洗5次，最后置于真空干燥箱93℃下干燥至恒重，得到防水功能纤维材料；所述喹啉黄水溶液的质量百分浓度为14％。
一种采用上述一种防水功能纤维材料的制备方法制备得到的防水功能纤维材料及应用上述防水功能纤维材料的面料。
实施例5
一种防水功能纤维材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、苯醚基苯并***基离子型缩聚物的制备：将4,4'-二苯醚二甲酸、N-[(5-甲基-1H-苯并***-1-基)甲基]二乙醇胺、催化剂加入到高沸点溶剂中，混合均匀后加入到高压反应釜中，用惰性气体置换釜内空气，然后在温度220℃、绝压压力100KPa的条件下进行酯化反应6小时；接着在真空条件下，控制温度在270℃之间，搅拌反应13h，反应结束后冷却至室温，调至常压，向其中加入氯化苄，在60℃下搅拌反应6小时后，出料并在水中沉出，接着用乙醇洗涤沉出的产品6次，后旋蒸除去乙醇，得到苯醚基苯并***基离子型缩聚物；所述4,4'-二苯醚二甲酸、N-[(5-甲基-1H-苯并***-1-基)甲基]二乙醇胺、催化剂、高沸点溶剂、氯化苄的摩尔比为1:1:1.2:15:0.3；所述催化剂为乙二醇钛、对甲基苯磺酸、氯化钛按质量比1:2:1混合形成的混合物；所述高沸点溶剂为二甲亚砜；所述惰性气体为氮气；
步骤S2、熔融纺丝：将经过步骤S1制成的苯醚基苯并***基离子型缩聚物加入到双螺杆挤出机中挤出，再经过熔融纺丝，制得纤维材料；所述熔融纺丝的纺丝温度为290℃，纺丝速度为1000m/min；纺丝过程中熔体从喷丝板喷出后，经过侧吹风冷却凝固成丝条，其中喷丝板的喷丝孔为十字型；
步骤S3、表面改性：将N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、含乙烯基的超支化聚硅氧烷加入到溶剂中，形成接枝反应体系；将经过步骤S2制成的纤维材料在氮气气氛下密封后进行电子束辐照；再浸没于接枝反应体系中，在氮气氛围，55℃下反应3小时，后取出，用甲苯洗涤6次，最后在真空干燥箱100℃下干燥至恒重，得到表面改性的纤维材料；所述N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、含乙烯基的超支化聚硅氧烷、溶剂的质量比为1:5:30；所述溶剂为甲苯；所述电子束辐照的电子束流强度为1mA，总辐照剂量为320kGy；所述纤维材料、接枝反应体系的质量比为1:8；
步骤S4、离子交换：将经过步骤S3制成的表面改性的纤维材料浸泡在65℃下的喹啉黄水溶液中12小时，接着取出用水洗6次，最后置于真空干燥箱95℃下干燥至恒重，得到防水功能纤维材料；所述喹啉黄水溶液的质量百分浓度为15％。
一种采用上述一种防水功能纤维材料的制备方法制备得到的防水功能纤维材料及应用上述防水功能纤维材料的面料。
对比例1
一种防水功能纤维材料，其与实施例1基本相同，不同的是，没有步骤S3、表面改性步骤。
对比例2
一种防水功能纤维材料，其与实施例1基本相同，不同的是，没有步骤S4、离子交换步骤。
为了进一步说明本发明各实施例产品取得的预期不到的积极技术效果，对各例制成的防水功能纤维材料进行相关性能测试，测试结果见表1，测试方法如下：首先采用编织机将各例制成的防水功能纤维材料编织成面料，然后采用AATCC-22进行防水性测试，根据被测材料上水滴或水形，可评为0、50、70、80、90、100六个等级，数值越大，防水性能越好；水洗后防水性能是洗涤100次后，利用AATCC-22进行防水性测试，根据水滴或水形，可评为0、50、70、80、90、100六个等级；洗涤程序：27℃，常规洗涤，悬挂晾干。手感主要从柔软性和平滑性方面考察，由专家盲摸定级，分1级，2级，3级，4级，5级五个等级，其中5级为最好，1级为最差。
表1实施例和对比例防水功能纤维材料样品性能
从表1可以看出，本发明实施例公开的防水功能纤维材料，与对比例产品相比，具有更优异的防水性能、耐水洗性能和手感。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防水功能纤维材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、苯醚基苯并***基离子型缩聚物的制备：将4,4'-二苯醚二甲酸、N-[(5-甲基-1H-苯并***-1-基)甲基]二乙醇胺、催化剂加入到高沸点溶剂中，混合均匀后加入到高压反应釜中，用惰性气体置换釜内空气，然后在温度185-220℃、绝压压力40KPa-100KPa的条件下进行酯化反应4-6小时；接着在真空条件下，控制温度在260-270℃之间，搅拌反应10-13h，反应结束后冷却至室温，调至常压，向其中加入氯化苄，在40-60℃下搅拌反应4-6小时后，出料并在水中沉出，接着用乙醇洗涤沉出的产品3-6次，后旋蒸除去乙醇，得到苯醚基苯并***基离子型缩聚物；
步骤S2、熔融纺丝：将经过步骤S1制成的苯醚基苯并***基离子型缩聚物加入到双螺杆挤出机中挤出，再经过熔融纺丝，制得纤维材料；
步骤S3、表面改性：将N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、含乙烯基的超支化聚硅氧烷加入到溶剂中，形成接枝反应体系；将经过步骤S2制成的纤维材料在氮气气氛下密封后进行电子束辐照；再浸没于接枝反应体系中，在氮气氛围，45-55℃下反应1-3小时，后取出，用甲苯洗涤3-6次，最后在真空干燥箱90-100℃下干燥至恒重，得到表面改性的纤维材料；
步骤S4、离子交换：将经过步骤S3制成的表面改性的纤维材料浸泡在45-65℃下的喹啉黄水溶液中8-12小时，接着取出用水洗3-6次，最后置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到防水功能纤维材料。
2.如权利要求1所述的一种防水功能纤维材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述4,4'-二苯醚二甲酸、N-[(5-甲基-1H-苯并***-1-基)甲基]二乙醇胺、催化剂、高沸点溶剂、氯化苄的摩尔比为1:1:(0.8-1.2):(10-15):0.3。
3.如权利要求1所述的一种防水功能纤维材料的制备方法，其特征在于，所述催化剂为乙二醇钛、对甲基苯磺酸、氯化钛按质量比1:2:1混合形成的混合物；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
4.如权利要求1所述的一种防水功能纤维材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述熔融纺丝的纺丝温度为260-290℃，纺丝速度为500-1000m/min；纺丝过程中熔体从喷丝板喷出后，经过侧吹风冷却凝固成丝条，其中喷丝板的喷丝孔为十字型。
5.如权利要求1所述的一种防水功能纤维材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、含乙烯基的超支化聚硅氧烷、溶剂的质量比为1:(3-5):(20-30)；所述溶剂为甲苯。
6.如权利要求1所述的一种防水功能纤维材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述电子束辐照的电子束流强度为1mA，总辐照剂量为50～320kGy。
7.如权利要求1所述的一种防水功能纤维材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述纤维材料、接枝反应体系的质量比为1:(4-8)。
8.如权利要求1所述的一种防水功能纤维材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述喹啉黄水溶液的质量百分浓度为10-15％。
9.一种采用权利要求1-8任一项所述的一种防水功能纤维材料的制备方法制备得到的防水功能纤维材料。
10.一种如权利要求9所述的防水功能纤维材料在面料中的应用。
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