CN102587140A - 一种聚酯织物抗钩丝整理剂和方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种聚酯织物抗钩丝整理剂和方法，涉及织物整理剂技术领域，具体的说是一种用丙烯酸酯树脂类水性乳液组合物制成的整理剂和方法，由丙烯酸酯添加适量胺类固化剂与催化剂，配合丙烯酸酯树脂同浴整理，加速交联，提高交联度，引入多元胺类固化剂，其开环环氧基产生的N-C键具有绝对的耐酸碱性，多官能的氨基也起到了连接羧基、羟基的耦合作用以及强烈的氢键作用，使得柔性的丙烯酸酯树脂可以更紧密地包覆在纤维表面，形成牢固的网状结构，本发明组合物具有抗钩丝效果好、吸湿快干、手感无变化、水洗牢度好等优点。

Description

一种聚酯织物抗钩丝整理剂和方法

[技术领域]

本发明涉及织物整理剂技术领域，具体的说是一种用丙烯酸酯树脂类水性乳液组合物制成的整理剂和方法。

[背景技术]

聚酯(涤纶)因其良好的综合性能而得到快速发展，是合成纤维中产量最大的一类，其主要品种涤纶长丝广泛应用于服装面料以及家纺等非服用领域。涤纶长丝的强度较高；运动衣，休闲服饰多使用针织织物为面料，因其组织易于变化，外观可创造流行性，且悬垂性好，不易起皱，易于穿着及整理，但也存在易钩丝，吸湿性差等缺点。当聚酯长丝针织织物組接触到较尖锐突出物品后，细丝会从织物的表面拉出，时间一长，浮起的线圈就形成许多小球。钩丝还会产生突起、头发丝状物、极光以及凹痕等不期望的表面斑点，严重影响织物的美观。

聚酯长丝针织织物的钩丝性能与多种因素有关，如纤维的性状、纱线的性状、织物的组织结构以及染整工艺等。其中，防钩丝性能与纤维性状有非常密切的关系，主要是聚酯纤维表面光滑，丝与丝间摩擦力小，纤维之间抱合力弱，针织织物组织较疏松时，纤维容易被钩出出织物表面，形成突起，影响织物外观及质量。

虽然通过织造工艺的改变可以部分达成抗钩丝的功效，但织物的性状和美观性方面都会受到限制。利用合成树脂对纤维较强的粘合力以限制其移动，从而减少钩丝现象是一个简单易行的好方法。树脂在纤维表面交联成膜，使纤维之间产生强力抱合，减弱纤维滑移，因此碰到尖锐物品时不易拉出。

一般的含硅树脂整理剂虽然抗钩丝效果良好，但价格较贵而且耐久性不佳。传统的丙烯酸酯树脂普遍地存在价格较贵、手感差、甲醛污染、易于碱解、水洗牢度不佳等不足。因此需要开发一种新的抗钩丝整理剂，并提升综合性能。

[发明内容]

本发明的目的是解决上述现有技术中的不足，提供一种通过增加表面活性基团来提高交联度、具有多羟基结构、抗钩丝效果好同时具有吸湿快干特性的聚酯织物抗钩丝整理剂和方法。

为实现上述目的设计一种聚酯织物抗钩丝整理剂，所述整理剂主要包括如下成分：浓度为0.5-10％的丙烯酸酯树脂和用量占整理剂100-5000ppm的催化剂和用量占整理剂100-2000ppm的固化剂，所述的丙烯酸酯树脂是通过乳液聚合反应制得的并且由50-80wt％的丙烯酸烷基酯软单体、5-30wt％的含羟基的丙烯酸酯单体、10-30wt％的含环氧基的丙烯酸酯单体、0.5-5wt％的丙烯酸酯交联单体组成，所述的固化剂为多元胺类化合物。

催化剂选自季铵盐或季磷盐中的一种或多种。用量优选为100-2000ppm。季铵盐包含：十六烷基三甲基溴化铵、四丁基溴化铵。季磷盐包含：三苯基乙基溴化磷、苄基三苯基氯化磷、三苯基乙烯基溴化磷。

多元胺选自脂肪族多元胺或芳香基多元胺或杂环多元胺中的一种或多种。用量优选为100-1000ppm。脂肪族多元胺包含：乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙醇胺、三乙醇胺、尿素。芳香基多元胺包含：对苯二胺、间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜。杂环多元胺为三聚氰胺。

丙烯酸酯树脂的玻璃化温度优选为-80～0℃，优选-60℃-0℃。

上述丙烯酸烷基酯软单体是指丙烯酸的长链烷基酯，包括丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯。优选丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯。

上述含羟基的丙烯酸单体包括：(甲基)丙烯酸羟乙脂、(甲基)丙稀酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁脂、(甲基)丙烯酸羟戊脂、(甲基)丙烯酸羟己脂。优选甲基丙烯酸羟乙脂。

上述含环氧基的丙烯酸单体是甲基丙稀酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚中的一种。

丙烯酸交联单体包含：二乙烯基苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯、己二醇二甲基丙烯酸酯。优选乙二醇二甲基丙烯酸酯。

本发明还包括一种用整理剂增加织物抗钩丝的方法，整理剂中丙烯酸酯树脂除可借助多元胺进行自交联外，还可与聚酯链端的羧基和羟基键合，整理剂中多元胺固化剂的氨基也可以耦合羧基和羟基，并且增加氢键数量，从而提高了交联度，在织物纤维表面形成网状结构，其具体步骤为：将通过乳液聚合反应制得的丙烯酸树脂进行搅拌，在搅拌过程中加入水、催化剂、和固化剂进行混合和反应，混合均匀后制成整理液，将织物在整理液中进行浸轧、浸轧后对织物进行烘焙，烘焙温度为150-160℃、烘焙的时间为3分钟，浸轧步骤为一浸一轧，带液率为100％。

乳液聚合反应具体步骤如下：

步骤一，先将各种单体称量好，加入总单体质量的2％-10％的乳化剂、加入水，进行高速分散乳化半小时，得到预乳化单体；

步骤二，反应体系中加入水，乳化剂，以及PH调节剂，乳化半小时，得到预制乳化单体；

步骤三，氮气保护下，加入预乳化单体，升温至50-85℃，搅拌转速控制在200-500rpm，一次性加入引发剂水溶液，进行预聚合1小时；

步骤四，继续滴加预乳化单体和引发剂水溶液，步骤三和步骤四的引发剂总量占总单体质量的0.2％-0.5％，控制4小时滴完，然后升温至90℃，继续搅拌反应半小时，并且将丙烯酸酯树脂乳液固含量控制在20-50％，降温出料。

上述乳化剂是阴离子型或非离子型中的至少一种。

上述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种。

上述丙烯酸酯树脂乳液固含量优选25-35％，为泛蓝光的乳白色液体。

本发明同现有技术相比，添加了适量多元胺类固化剂与催化剂，配合丙烯酸酯树脂同浴整理，可以加速交联，提高交联度。众所周知，在常规聚酯织物整理条件，即100-160℃，小于三分钟下，环氧基团与羧基，氨基的反应相对容易发生。但由于聚酯纤维表面活性基团相对较少，传统丙烯酸酯树脂整理剂无法对聚酯纤维本身产生足够的化学包覆，故水洗牢度不佳。当引入多元胺类固化剂后，其开环环氧基产生的N-C键具有绝对的耐酸碱性，因而可以显著地改善水洗牢度。而且多官能的氨基也起到了连接羧基、羟基的耦合作用以及强烈的氢键作用，使得柔性的丙烯酸酯树脂可以更紧密地包覆在纤维表面，形成牢固的网状结构。在织物整理过程中，树脂经浸压渗入纤维间，使纤维与毛茸粘结。再经过高温焙烘进一步交联即形成不溶的网状结构，从而达到优质的抗钩丝的效果，而且整理后得织物基本不影响柔韧度，手感良好。

此外，因为树脂本身引入了多羟基基团，加上环氧开环后产生的大量羟基，因此，整理后的纤维表面富有大量亲水性的羟基，因而聚酯织物吸湿快干性也大大增强，进而具有了一定的抗静电性能。

[附图说明]

图1是本发明实施例1～3的性能测试结果；

图2是本发明实施例4的性能测试结果；

图3是本发明实施例5的芯吸性能曲线图；

图中：a：四丁基溴化铵；b：十六烷基三甲基溴化铵；c：三聚氰胺。织物的钩丝等级5级最好，1级最差。

[具体实施方式]

为避免后整理带来的手感变硬等副作用，除了控制合适的整理剂用量外，树脂本身的柔性度也非常重要。一般控制聚合物的玻璃化温度在室温以下。

根据Fox方程，共聚物的玻璃化温度与其组成以及含量的关系为：

$\frac{1}{\mathrm{Tg}}=\frac{W_A}{{\mathrm{Tg}}_A}+\frac{W_B}{{\mathrm{Tg}}_B}$

共聚物的玻璃化温度Tg取决于共聚组分A、B的含量及其单体特征玻璃化温度Tg_A、Tg_B。因此，通过调节可以很容易得到符合要求的丙烯酸酯树脂。

通过调节得到本发明的共聚物的玻璃化温度介于-80℃-0℃。优选-60℃-0℃。

然后，结合实施例对本发明做进一步说明：

实施例1-5中的空白织物均为100％PET针织布。

整理工艺：涤纶针织物浸轧整理液→一浸一轧(带液率100％)→焙烘(150-160℃×3min)→测试。空白织物直接测试钩丝性能。

实施例1

称取丙烯酸丁酯78g，丙烯酸羟乙酯25g，甲基丙烯酸缩水甘油酯6g，乙二醇二甲基丙烯酸酯1g，乳化剂5.5g，水110g，进行高速预乳化半小时，得预乳液。

500ml四口烧瓶反应器，通氮气，有搅拌、温控、双滴加和回流装置。加入蒸馏水110g，碳酸氢钠0.76g，打底乳化剂3.5g。控温78-82℃。乳化半小时后，一次性加入预乳液20g，2.5％过硫酸钾水溶液15g，搅拌200rpm，反应1小时。泛蓝光，得种子乳液。

往所得种子乳液中继续滴加预乳液，同时滴加2.5％过硫酸钾水溶液25g，控制4小时滴完。然后升温到90℃，搅拌250rpm，继续反应半小时。降温，过滤，出料。即得乳白泛蓝光的乳液。DSC测试共聚物Tg为-45℃。

取上述丙烯酸酯树脂的乳液，搅拌下加入水、催化剂、固化剂等，混合均匀，配制成整理液。将空白涤纶针织物在整理液中浸轧，烘培。然后测试性能。

实施例2

称取丙烯酸异辛酯50g，丙烯酸羟乙酯5g，甲基丙烯酸缩水甘油酯45g，乙二醇二甲基丙烯酸酯0.5g，乳化剂6g，水110g，进行高速预乳化半小时，得预乳液。

500ml四口烧瓶反应器，通氮气，有搅拌、温控、双滴加和回流装置。加入蒸馏水100g，碳酸氢钠0.5g，打底乳化剂3.5g。控温78-82℃。乳化半小时后，一次性加入预乳液20g，1％过硫酸钾水溶液15g，搅拌200rpm，反应1小时。泛蓝光，得种子乳液。

往所得种子乳液中继续滴加预乳液，同时滴加1％过硫酸钾水溶液35g，控制4小时滴完。然后升温到90℃，搅拌250rpm，继续反应半小时。降温，过滤，出料。即得乳白泛蓝光的乳液。DSC测试共聚物Tg为-2℃。

取上述丙烯酸酯树脂的乳液，搅拌下加入水、催化剂、固化剂等，混合均匀，配制成整理液。将空白涤纶针织物在整理液中浸轧，烘培。然后测试性能。

实施例3

丙烯酸酯树脂制备：

称取丙烯酸丁酯350g，丙烯酸羟乙酯100g，甲基丙烯酸缩水甘油酯50g，乙二醇二甲基丙烯酸酯2.5g，乳化剂26g，水550g，进行高速预乳化半小时，得预乳液。

2000ml四口烧瓶反应器，通氮气，有搅拌、温控、双滴加和回流装置。加入蒸馏水500g，碳酸氢钠2.5g，打底乳化剂20g。控温78-82℃。乳化半小时后，一次性加入预乳液100g，1％过硫酸钾水溶液50g，搅拌300rpm，反应1小时。泛蓝光，得种子乳液。

往所得种子乳液中继续滴加预乳液，同时滴加1％过硫酸钾水溶液200g，控制6小时滴完。然后升温到90℃，搅拌350rpm，继续反应半小时。降温，过滤，出料。即得乳白泛蓝光的乳液。DSC测试共聚物Tg为-42℃。

取上述丙烯酸酯树脂的乳液，搅拌下加入水、催化剂、固化剂等，混合均匀，配制成整理液。将空白涤纶针织物在整理液中浸轧，烘培。

对实施例1～3进行性能测试，测试结果如图1所示，并将钩丝等级根据ASTM D3939/D3939M-2011织物防钩丝性的标准试验方法进行分级，织物的钩丝等级分为1-5级，5级最好，1级最差。

实施例4

丙烯酸酯树脂制备过程同实施例1。

取上述丙烯酸酯树脂稀释成4％的乳液100g，，搅拌下加入10％四丁基溴化铵水溶液4g，0.2％三聚氰胺水溶液2g。混合均匀，配制成整理液。将空白涤纶针织物在整理液中浸轧，烘培。然后测试性能。

对实施例4进行性能测试，结果如图2所示。

实施例5

丙烯酸酯树脂制备过程同实施例1。

取上述丙烯酸酯树脂稀释成4％的乳液100g，搅拌下加入10％四丁基溴化铵水溶液4g，0.2％三聚氰胺水溶液2g。混合均匀，配制成整理液。将空白涤纶针织物在整理液中浸轧，烘培。

然后对实施例5进行垂直芯吸性能测试，其性能曲线如图3所示。从图5可知，5分钟的吸湿高度分别为10cm(整理织物)、5cm(空白织物)，30分钟的吸湿高度分别为20cm(整理织物)、6.2cm(空白织物)。可见整理后的织物吸湿性大大增强。因此，使用此抗钩丝整理剂织物具有吸湿快干性特性。

Claims (10)

1.一种聚酯织物抗钩丝整理剂，其特征在于所述整理剂包括如下成分：浓度为0.5-10％的丙烯酸酯树脂和用量占整理剂100-5000ppm的催化剂和用量占整理剂100-2000ppm的固化剂，所述的丙烯酸酯树脂是通过乳液聚合反应制得的并且由50-80wt％的丙烯酸烷基酯软单体、5-30wt％的含羟基的丙烯酸酯单体、10-30wt％的含环氧基的丙烯酸酯单体、0.5-5wt％的丙烯酸酯交联单体组成，所述的固化剂为多元胺类化合物。

2.如权利要求1所述的一种聚酯织物抗钩丝整理剂，其特征在于所述的催化剂选自季铵盐或季磷盐中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种聚酯织物抗钩丝整理剂，其特征在于所述的多元胺选自脂肪族多元胺或芳香基多元胺或杂环多元胺中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的一种聚酯织物抗钩丝整理剂，其特征在于所述的催化剂用量为100-2000ppm。

5.如权利要求1所述的一种聚酯织物抗钩丝整理剂，其特征在于所述的固化剂用量为100-1000ppm。

6.如权利要求1所述的一种聚酯织物抗钩丝整理剂，其特征在于所述的丙烯酸酯树脂的玻璃化温度为-80～0℃。

7.一种用整理剂增加织物抗钩丝的方法，其特征在于整理剂中丙烯酸酯树脂除借助多元胺进行自交联外、与聚酯链端的羧基和羟基键合，整理剂中多元胺固化剂的氨基耦合羧基和羟基，增加氢键数量，从而提高交联度，在织物纤维表面形成网状结构，其具体步骤为：将通过乳液聚合反应制得的丙烯酸树脂进行搅拌，在搅拌过程中加入水、催化剂、和固化剂进行混合和反应，混合均匀后制成整理液，将织物在整理液中进行浸轧、浸轧后对织物进行烘焙。

8.如权利要求7所述的一种用整理剂增加织物抗钩丝的方法，其特征在所述的乳液聚合反应具体步骤如下：

步骤一，先将各种单体称量好，加入总单体质量的2％-10％的乳化剂、加入水，进行高速分散乳化半小时，得到预乳化单体；

步骤二，反应体系中加入水，乳化剂，以及PH调节剂，乳化半小时，得到预制乳化单体；

步骤三，氮气保护下，加入预乳化单体，升温至50-85℃，搅拌转速控制在200-500rpm，一次性加入引发剂水溶液，进行预聚合1小时；

步骤四，继续滴加预乳化单体和引发剂水溶液，步骤三和步骤四的引发剂总量占总单体质量的0.2％-0.5％，控制4小时滴完，然后升温至90℃，继续搅拌反应半小时，并且将丙烯酸酯树脂乳液固含量控制在20-50％，降温出料。

9.如权利要求7所述的一种用整理剂增加织物抗钩丝的方法，其特征在所述的烘焙温度为150-160℃、烘焙的时间为3分钟。

10.如权利要求7所述的一种用整理剂增加织物抗钩丝的方法，其特征在所述的浸轧步骤为一浸一轧，带液率为100％。

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