CN101294352A - 一种棉织物抗皱整理剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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本发明涉及一种棉织物抗皱整理剂及其制备方法和应用，其结构式如右，其物质为液体，分子量2000～10000；其制备，包括：(1)在60～100℃，将聚醚和水溶性扩链组分二羟甲基丙酸脱水，再加入异佛尔酮二异氰酸酯IPDI和催化剂，搅拌升温反应；(2)在20～40℃，将封端剂NaHSO3、促进剂Na2SO3和乙醇加入到上述水性聚氨酯预聚体中，加入三乙胺中和，反应0.5h后强力搅拌下加入去离子水分散，得到亚硫酸氢钠封端的水性聚氨酯溶液；本发明抗皱整理剂用于对棉织物的抗皱整理。所得的水性聚氨酯稳定性良好，制备方法简单，解决了传统的抗皱整理剂释放甲醛、引起织物强力降低、泛黄的问题，提高了棉织物的耐洗性。

Description

一种棉织物抗皱整理剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于整理剂的制备及应用领域，特别是涉及一种棉织物抗皱整理剂及其制备方法和应用。
背景技术
织物发生折皱时，由于外力使纤维弯曲变形，放松后不能完全恢复原状，在侧序度低的地方，大分子排列不整齐，在经受外力作用如洗涤或穿着时，区域内的氢键发生形变，并随氢键强度的不同发生键的断裂和基本结构单位的相对滑移，并能在新的位置上产生新的氢键。当外力去除后，系统发生蠕性回复，而当外力大、时间长时，新形成的氢键产生的阻力大于回复力，导致系统形变不能恢复，因此造成永久变形，即织物折皱形成的原因。
随着人们消费水平的不断提高和日常生活工作节奏的加快，尽快解决棉织物的易起皱，使之具有耐久的抗皱效果，同时又不损伤织物的强力，已成为国际上纺织品研究领域的重要课题。
目前的工业化抗皱整理工艺，应用最广泛的抗皱整理剂为N-羟甲基类整理剂，它的防皱效果好但存在甲醛释放的问题，同时伴随织物抗皱性的提高和改善，强力和耐磨性下降加剧。近年来开发的多羧酸类、缩醛类、环氧树脂类抗皱整理剂，虽解决了甲醛问题，但整理效果不如N-羟甲基类整理剂，而且由于大量刚性交联的存在，引起应力集中，致使织物强力损失严重并伴有泛黄现象。
为此，将聚醚柔性链段与过量的异佛尔酮二异氰酸酯聚合，再将过量的异氰酸酯基封端，制备的封端型的水性聚氨酯作为整理剂，用于棉织物的抗皱整理加工，在保证抗皱效果的同时，改善以往抗皱整理强力和耐磨性损失较大的问题，同时织物无泛黄现象，迄今为止未见专利或文献报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种棉织物抗皱整理剂及其制备方法和应用，所得的水性聚氨酯稳定性良好，可存放半年以上，制备方法简单，成本低，解决了传统的抗皱整理剂释放甲醛、引起织物强力降低、泛黄的问题，提高了棉织物的耐洗性。
本发明的一种棉织物抗皱整理剂，其结构式为：
其物质为液体，分子量2000～10000，异氰酸酯基(NCO)含量为零。
本发明的一种棉织物抗皱整理剂的制备方法，包括：
(1)合成水性聚氨酯预聚体：在60～100℃，将25～40g聚醚和3～4g水溶性扩链组分二羟甲基丙酸脱水后，再加入15～20g异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和0.1～0.2g催化剂，搅拌均匀，升温至80-110℃，氮气保护，反应3～5h；
(2)水性聚氨酯预聚体的封端：在20～40℃，将3～4.5g封端剂NaHSO3、0.5～1g促进剂Na2SO3和4～5mL乙醇加入到上述水性聚氨酯预聚体中，再加入3～4mL三乙胺中和，反应0.5h后强力搅拌下加入100～150mL去离子水分散，0.5～1h后，得到20～60％NaHSO3封端的透明稳定的水性聚氨酯溶液。
所述的步骤(1)中聚醚为聚醚二元醇，其分子量为1000～3000，异佛尔酮二异氰酸酯为工业级原料，60～70℃反应，然后升温至90～100℃。
所述的步骤(1)中异佛尔酮二异氰酸酯中的羟基与聚醚和二羟甲基丙酸中羟基的物质的量比为1.7∶1～1.9∶1。
所述的步骤(1)中催化剂为多元胺或有机锡，优选的催化剂为二月桂酸二丁基锡。
所述的步骤(2)中封端剂、促进剂、乙醇、三乙胺和水的质量百分比为：封端剂1～1.5％、促进剂0.2～0.5％、乙醇1～2％、三乙胺1.1～1.3％、水40～80％。
本发明的一种棉织物抗皱整理剂的应用，在于将棉织物在上述水性聚氨酯溶液中两浸两轧，带液率70％～90％，含量100g/L，然后分别在针铗链式热定型机中130～160℃预烘、焙烘1～3min。
所述的棉织物为全棉平纹细布或全棉卡其。
本发明利用异佛尔酮二异氰酸酯制备出一种新型的抗皱整理剂，该整理剂分子结构中还带有聚醚，分子两端是水溶性的聚氨基甲酰磺酸钠，加热解封，脱去封端剂，其中的异氰酸酯复出与纤维大分子中的氨基和羟基反应形成网状交联结构，赋予织物以抗皱和弹性；同时分子中还含有亲水成分二羟甲基丙酸，使聚氨酯具有亲水性，分子中的三乙胺用来中和二羟甲基丙酸。
本发明是根据棉织物抗皱原理，使用封端型水性聚氨酯对棉织物进行抗皱整理，解决了传统的抗皱整理剂释放甲醛、强力降低的问题，从而改善整理后的织物强力损失的不足，采用脂肪族的二异氰酸酯改善了整理后织物的泛黄问题，封端型水性聚氨酯与棉纤维大分子间的共价交联，以及在纤维表面形成的网状薄膜，使处理后的棉织物的耐洗性提高，赋予了棉织物优异的耐久抗皱效果。
有益效果
(1)所得的水性聚氨酯稳定性良好，可存放半年以上；
(2)本发明制备方法简单，成本低，对环境无污染，安全性好；
(3)解决了传统的抗皱整理剂释放甲醛、引起织物强力降低、泛黄的问题，提高了棉织物的耐洗性。
附图说明
图1为封端型水性聚氨酯的红外光谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
(1)水性聚氨酯预聚体的制备：
在60℃，将39克聚醚二元醇(分子量2000)和3.4克水溶性扩链组分二羟甲基丙酸脱水后加入16.7克异佛尔酮二异氰酸酯和0.1克催化剂二月桂酸二丁基锡，搅拌均匀，升温至95℃，氮气保护，反应4小时后，得到水性聚氨酯预聚体。
(2)封端型水性聚氨酯的制备：
在20℃，将3.2克封端剂NaHSO30.7克促进剂Na2SO3和4.5mL乙醇加入到上述水性聚氨酯预聚体中，再加入3.2mL三乙胺中和，反应0.5小时后，强力搅拌下加入去离子水150克分散，0.5小时后，得到亚硫酸氢钠封端透明稳定的水性聚氨酯溶液。
(3)抗皱整理：
将全棉平纹细布在上述整理液中两浸两轧，带液率80～90％，含量100g/L，然后在针铗链式热定型机中90℃预烘3分钟，160℃焙烘3分钟。
(4)抗皱效果测试：
参照织物折皱回复性：回复角法(AATCC 66-1998)测试标准及方法，进行测试后，织物弹性折皱回复角提高30°以上，断裂强力和撕破强力均无损伤，白度未降低。
实施例2
(1)水性聚氨酯预聚体的制备：
在60℃，将27.5克聚醚二元醇(分子量1000)和3.15克水溶性扩链组分二羟甲基丙酸脱水后加入19.9克异佛尔酮二异氰酸酯和0.1克催化剂二月桂酸二丁基锡，搅拌均匀，升温至95℃，氮气保护，反应4小时后，得到水性聚氨酯预聚体。
(2)封端型水性聚氨酯的制备：
在20℃，将4.1克封端剂NaHSO30.9克促进剂Na2SO3和4mL乙醇加入到上述水性聚氨酯预聚体中，再加入3.4mL三乙胺中和，反应0.5小时后，强力搅拌下加入去离子水130克分散，0.5小时后，得到亚硫酸氢钠封端透明稳定的水性聚氨酯溶液。
(3)抗皱整理：
将全棉卡其在上述整理液中两浸两轧，带液率80～90％，含量100g/L，然后在针铗链式热定型机中90℃预烘3分钟，160℃焙烘3分钟。
(4)抗皱效果测试：
参照织物折皱回复性：回复角法(AATCC 66-1998)测试标准及方法，进行测试后，织物弹性折皱回复角提高30°以上，断裂强力和撕破强力均无损伤，白度未降低。

Claims (9)

1.一种棉织物抗皱整理剂，其结构式为：
其物质为液体，分子量2000～10000，异氰酸酯基NCO含量为零。
2.一种棉织物抗皱整理剂的制备方法，包括：
(1)合成水性聚氨酯预聚体：在60～100℃，将25～40g聚醚和3～4g水溶性扩链组分二羟甲基丙酸脱水后，再加入15～20g异佛尔酮二异氰酸酯IPDI和0.1～0.2g催化剂，搅拌均匀，升温至80-110℃，氮气保护，反应3～5h；
(2)水性聚氨酯预聚体的封端：在20～40℃，将3～4.5g封端剂NaHSO3、0.5～1g促进剂Na2SO3和4～5mL乙醇加入到上述水性聚氨酯预聚体中，再加入3～4mL三乙胺中和，反应0.5h后强力搅拌下加入100～150mL去离子水分散，0.5～1h后，得到20～60％NaHSO3封端的透明稳定的水性聚氨酯溶液。
3.根据权利要求2所述的棉织物抗皱整理剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中聚醚为聚醚二元醇，其分子量为1000～3000，异佛尔酮二异氰酸酯为工业级原料，60～70℃反应，然后升温至90～100℃。
4.根据权利要求2所述的棉织物抗皱整理剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中异佛尔酮二异氰酸酯中的羟基与聚醚和二羟甲基丙酸中羟基的物质的量比为1.7∶1～1.9∶1。
5.根据权利要求2所述的棉织物抗皱整理剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中催化剂为多元胺或有机锡。
6.根据权利要求5所述的棉织物抗皱整理剂的制备方法，其特征在于：所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡。
7.根据权利要求2所述的棉织物抗皱整理剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中封端剂、促进剂、乙醇、三乙胺和水的质量百分比为：封端剂1～1.5％、促进剂0.2～0.5％、乙醇1～2％、三乙胺1.1～1.3％、水40～80％。
8.一种棉织物抗皱整理剂的应用，其特征在于将棉织物在水性聚氨酯溶液中两浸两轧，带液率70％～90％，含量100g/L，然后分别在针铗链式热定型机中130～160℃预烘、焙烘1～3min。
9.根据权利要求8所述的棉织物抗皱整理剂的应用，其特征在于：所述的棉织物为全棉平纹细布或全棉卡其。
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Assignee: Shanghai Desang Fine Chemical Industry Co., Ltd.

Assignor: Donghua University

Contract record no.: 2011990000726

Denomination of invention: Cotton fabric crease-shedding finishing agent, preparation method and application thereof

Granted publication date: 20101117

License type: Exclusive License

Open date: 20081029

Record date: 20110728

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CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101117

Termination date: 20130616