石蠟-金屬鹽拒水劑中以鋁化合物應(yīng)用較多,是最古老的防水方法之一。由于使用方便、價(jià)格低廉,迄今仍在使用,特別適用于不常洗的工業(yè)用布上,如遮蓋布和帷幕等。加工方法有單獨(dú)醋酸鋁法和鋁皂法等。鋁鹽的防水劑是因?yàn)樗诳椢锷辖?jīng)加熱后產(chǎn)生了具有防水性的氧化鋁。
Al(CH3COO)3+3H2O→Al(OH)3+3CH3COOH
2Al(OH)3→Al203+3H2O
鋁皂法是以鋁鹽與肥皂及石蠟一起使用,雖然不耐水洗和干洗,手感硬,且?guī)в兴嵛?。但?dāng)拒水效果降低后,可再經(jīng)處理而得到恢復(fù)。
鋁皂法按鋁皂形成的步驟可分為一浴法和二浴法。
①二浴法;織物先以肥皂為乳化劑的石蠟乳液浸軋、烘干(肥皂和石蠟沉積在織物上),再經(jīng)醋酸鋁溶液浸軋,織物上的肥皂與醋酸鋁反應(yīng)生成不溶性的鋁皂:
Al(CH3COO)3+3C17H35COONa→Al(C17H35COO)3↓+3CH3COONa
多余的醋酸鋁在烘干過程中會(huì)發(fā)生水解和脫水反立,生成木不溶性的堿式鋁鹽或氧化鋁等化合物,并和鋁皂、石蠟共同沉積在織物上而起拒水作用,氧化鋁還有阻塞織物中部分孔隙的作用。
石蠟硬脂酸皂液的制備:
石蠟5%
松香3.5%
硬脂酸5%
燒堿(300g/L)1.7%
pH 7.5~8
將硬脂酸熔化,溫度保持在80~85℃時(shí),倒入適量熱水(80~85℃)中,開動(dòng)齒輪泵循環(huán),徐徐加入燒堿液,加畢后縛續(xù)循環(huán)30分鐘,再倒入已熔化好的石蠟、松香混合液(溫度90~95℃),繼續(xù)循環(huán)4Omin,加溫水(50~60℃)稀釋至所需用量。同時(shí),取11份乳液,再加3份水稀釋。硬脂酸與燒堿作用生成的肥皂能使石蠟乳化成較穩(wěn)定的乳液。
醋酸鋁溶液的制備:
石灰(Ca0100%)3.7%
硫酸鋁(含結(jié)晶水)11.2%
醋酸6.8%
將3.7%的石灰(粉末)放入陶瓷缸中,加冷水約20%,攪拌,保持50~55℃。用60目篩過濾,加到約80%的淡醋酸水溶液中攪拌。因放熱反應(yīng),溫度升到60-75℃,控制pH值7-8即停止加石灰液。待溫度升到50-55℃時(shí),將溶化好的硫酸鋁液(約30%,溫度50-55℃)加入醋酸鈣溶液中,攪拌均勻。置24h后,其上層清液即為醋酸鋁。其反應(yīng)式為,
CaO+H2O→Ca(OH)2
Ca(OH)2,+2CH3COOH→Ca(CH3COO)2+2H2O
3Ca(CH3COO)2+AI2(SO4)2→2Al(CH3COO)3+3CaSO4↓
然后織物浸軋乳液(二浸二軋,溫度80-85℃,軋余率約65%)→烘干→軋醋酸鋁溶液(二浸二軋,溫度60-65℃,軋余率65%)→烘干。整理時(shí),在織物上生成石蠟和鋁皂的涂層。
二浴法乳液容易制得,但過程比較復(fù)雜,目前已較少使用。
②一浴法;一浴法是將醋酸鋁和石蠟肥皂乳液混合在一起使用,但如直接混合,將發(fā)生破乳現(xiàn)象,為此,需要預(yù)先在乳液中加入適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)膠體,如明膠等,才能使乳液穩(wěn)定。乳液一般組成如下;
硬脂酸0.5%
2%石嬉5.6%
燒堿(300g/L)0.36%
明膠1.2%
醋酸鋁(3-4°B’e)31%
甲醛1%
織物在常溫或55-70℃下,先浸軋沖淡后的上述乳液(2Og/L,調(diào)節(jié)pH值至5左右),再經(jīng)烘干即可。在上述乳液中,其反應(yīng)機(jī)理與兩浴法相同,只是加入保護(hù)膠體明膠,但值得注意的是明膠是親水性蛋白質(zhì),共用量越多,乳液雖越穩(wěn)定,但整理品的拒水效果會(huì)降低,所以用量要適當(dāng)。
用石蠟乳液和鋁鹽的防水整理不耐洗,如用氯化鋯、醋酸鋯、碳酸鋯等鋯鹽代替鋁鹽,鋯鹽能與纖維素分子上的羥基絡(luò)合形成鰲合物,同時(shí),氫氧化鋯能吸收石蠟粒子,可改善整理效果的耐久性,但成本較高。
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