CN102851941B - 一种用于牛仔捏皱定型树脂整理的复合催化剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属纺织品整理技术领域，具体涉及一种用于牛仔捏皱定型树脂整理的复合催化剂及其使用方法，所述复合催化剂按重量份比它由以下组分组成:氯化镁30.0～50.0、柠檬酸三铵0～2.0、硼酸0.1～2.0、氨基磺酸0～6.0、水40.0～69.9。与常规的氯化镁/柠檬酸催化体系相比，本发明采用的复合催化剂体系,可以减少在牛仔捏皱定型树脂加工过程中的织物强力损失率达50%，克服了织物强力损失大、破坏服装的服用性能、释放甲醛量高等不利因素，具有性能稳定、环境友好和成本低等特点。

Description

一种用于牛仔捏皱定型树脂整理的复合催化剂及其使用方法

技术领域

本发明属于纺织品整理技术领域，具体涉及一种用于牛仔捏皱定型树脂整理的复合催化剂及其使用方法。

背景技术

牛仔服装已有100多年的历史,是风靡全球的经典服饰。80年代以来,我国牛仔服装发展非常迅速,年生产牛仔布超过30亿米,牛仔服装占整个服装购买的11%，牛仔裤占整个牛仔服装购买的81%。随着牛仔的时装化步伐的加快,牛仔捏皱定型工艺,即在牛仔服装的前腿和后膝等部位捏压成一定形状的皱褶,并通过树脂整理把这些皱褶永久保持已广泛应用于牛仔服装的加工。经过捏皱的牛仔服装穿着更加自然,舒适和时尚,牛仔捏皱服装已占到牛仔服装的70%以上。

牛仔捏皱定型整理是通过树脂的活性基团与纤维素长链分子中的羟基发生共价交联反应,将纤维素纤维相邻的分子链联结起来,限制分子之间的相对滑动,从而保证牛仔布上的褶皱不会消失,即具有形态记忆功能。牛仔捏皱定型树脂主要采用醚化2D树脂（醚化二羟甲基二羟基乙烯脲树脂，DMDHEU）,2D树脂因其合成容易、稳定性较好、使用方便和整理效果优良而得到广泛应用,然而,这类树脂存在甲醛释放和织物强力下降等问题。解决甲醛问题可以通过改进树脂的醚化工艺、加入甲醛捕捉剂、加强后水洗等措施,基本能够满足Oeko-tex 100生态纺织品的要求和《国家纺织产品基本安全技术规范》的规定。与常规的树脂整理条件（160℃，焙烘1～2min）相比，由于牛仔服装厚重,捏皱定型整理一般要求在130～160℃条件下焙烘15～20min,因此织物的强力损失非常大,经常造成服装的损坏，丧失服用功能，给牛仔服装生产企业和贸易商带来巨大的经济损失，因而牛仔捏皱定型整理过程中织物的强力损失过大是牛仔服装加工的重大难题和发展瓶颈。

为解决这一难题，目前主要采取如下措施：

(1)在树脂整理液中加入纤维保护剂，纤维保护剂的主要成分为聚乙烯乳液，它能在纤维上形成一层柔韧易弯曲的疏水树脂薄膜，与树脂同时使用，能有效地保护纤维素纤维的强力,提高织物的撕破强力，增加耐磨性,减轻树脂对纤维的损坏。实验发现加入保护剂可以大约减少10%左右的强力损失。但这种方法所起的作用是暂时性的，其作用是通过增加纤维之间的润滑，减少纤维的应力集中来实现的，由于纤维保护剂与纤维没有共价结合，不耐水洗，在穿着时一旦水洗，这种保护剂的作用就不存在了。

(2)采用喷洒法替代浸渍法，这种方法由于施加到布上的树脂量减少，可以有效地降低强力损失；另一方面还通过降低焙烘温度和缩短焙烘时间来减少强力损失。这些办法带来的突出问题是服装褶皱保持性的降低，服装捏皱的效果容易丧失。

(3)开发新型的树脂催化剂，树脂催化剂对树脂整理的效果和强力损失至关重要。多年来最常用也是最有效的树脂催化剂是氯化镁和柠檬酸，其它催化剂无论从树脂整理的效果上，还是催化能力的有效性上均无法与其相比。但氯化镁和柠檬酸作为催化剂最大的问题是整理后的织物强力损失大，甲醛含量高。许多研究者在新型复合催化剂的开发方面进行了大量的研究，如相东旭,何文栋,黄建群等采用柠檬酸+氯化镁；氯化锌+氯化镁；磷酸二氢钠+氯化镁；硫酸铝+氯化镁；氯化铵+氯化镁；氟硼酸钠+氯化镁等多种复合催化剂进行试验，但发现仍以柠檬酸+氯化镁催化对强力影响最小，强力损失达40%。可见目前催化剂的研究进展很小，主要原因还是没能开发出真正具有突破性的适合于牛仔捏皱定型树脂整理的催化剂，同时对催化机理和工艺的优化研究不够深入，制约了牛仔捏皱定型技术的发展。

从国际上看，国外在这方面的研究进展近年来未见报道。

发明内容

本发明为解决现在技术中的问题，提供一种用于牛仔捏皱定型树脂整理的复合催化剂及其使用方法,它具有减少牛仔捏皱定型树脂整理中织物的强力损失、褶皱保型性好，降低甲醛含量，体系稳定和环境友好等特点。

本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明一种用于牛仔捏皱定型树脂整理的复合催化剂，按重量份比它由以下组分组成:

氯化镁30.0～50.0；

柠檬酸三铵0～2.0；

硼酸0.1～2.0；

氨基磺酸0～6.0；

水40.0～69.9。

优选的，所述的用于牛仔捏皱定型树脂整理的复合催化剂，按重量份比它由以下组分组成:

氯化镁35.0～45.0；

柠檬酸三铵0.1～1.0；

硼酸0.1～1.0；

氨基磺酸0.1～5.0

水48.0～64.7。

更优选的，所述的用于牛仔捏皱定型树脂整理的复合催化剂，按重量份比它由以下组分组成:

氯化镁40；

柠檬酸三铵0.5；

硼酸0.5；

氨基磺酸3.0;

水56.0。

所述的用于牛仔捏皱定型树脂整理的复合催化剂，所述氯化镁为无水或6个结晶水,所述氯化镁加入量以折算成相应的无水氯化镁(MgCl₂)的重量百分数来计算。

所述柠檬酸三铵在其纯度小于100%时，其加入量以折算成100%的柠檬酸三铵为计算标准。

所述的用于牛仔捏皱定型树脂整理的复合催化剂，所述硼酸在其纯度小于100%时，其加入量以折算成100%硼酸为计算标准。

所述的用于牛仔捏皱定型树脂整理的复合催化剂，所述氨基磺酸在其纯度小于100%时，其加入量以折算成100%氨基磺酸为计算标准。

所述的用于牛仔捏皱定型树脂整理的复合催化剂的使用方法，它包括以下步骤：

将牛仔面料经过退浆及酶洗之后，浸在含树脂、复合催化剂的溶液中，浸渍树脂结束后，通过台式轧车将布样进行轧平并脱水，在80℃条件下烘干后，在烘箱中焙烘；所述复合催化剂的用量为树脂量的15～25%，焙烘温度140～160℃，焙烘时间15～20min。

优选的，所述的用于牛仔捏皱定型树脂整理的复合催化剂的使用方法，它包括以下具体步骤：

将牛仔面料经过退浆及酶洗之后，浸在醚化2D树脂DR140g/L、复合催化剂20g/L的溶液中，浸渍时间为20min，浸渍树脂结束后，通过台式轧车将布样进行轧平并脱水，轧余率为80％～90％，在80℃条件下烘干后，在烘箱中焙烘140℃，焙烘时间20min。

本发明针对现有的牛仔捏皱定型树脂整理过程中，织物强力损失大，甲醛含量高的问题，提出的复合催化剂，可以大幅减少织物的强力损失提高牛仔捏皱定型的保型效果，降低甲醛含量。

本发明与现有技术相比具有以下显著的优点：

本发明克服了现有的催化剂（氯化镁+柠檬酸）在牛仔捏皱定型树脂整理过程中，织物强力损失大，甲醛含量高，树脂整理液不稳定的特点，解决了牛仔整理过程中困扰产品质量和消费者使用的难题，从而提供了一种新型、更有效的，同时来源广泛成本低廉、环境友好的催化剂。与目前已有的氯化镁与柠檬酸的催化体系相比，本发明的催化剂具有减少织物强力损失、降低甲醛含量、提高褶皱保型效果、体系稳定和环境友好等特点。具有明显的优势，具体体现在以下几个方面：

（1）与常规的氯化镁/柠檬酸的催化体系相比，使用本催化剂，织物拉伸强力损失率减少50%以上。

（2）与常规的氯化镁/柠檬酸的催化体系相比，甲醛含量降低20%以上。

（3）与常规的氯化镁和柠檬酸的催化体系相比，回复角提高率(褶皱保型效果)提升5～10%。

（4）本催化剂原料易得，成本低廉，环境友好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

本发明实验采用的靛蓝牛仔面料（83tex×83tex，290根/10cm×180根/10cm，480g/m²）为例；

本发明实验采用的树脂为醚化2D树脂DR，固含量40%。本发明中采用的树脂优选为由石家庄美施达生物化工有限公司生产的醚化2D树脂DR。

为了在相同的基准条件下比较不同催化体系的整理效果，实施例中包含不同重量份比的催化剂组分。对比实验采用现有技术中的氯化镁与柠檬酸体系以便与本发明实验做效果对比。

本发明的复合催化剂的使用方法

牛仔面料经过退浆以及酶洗之后，浸在含树脂140g/L,催化剂20g/L的树脂溶液中，浸渍时间为20min。浸渍树脂结束后，通过台式轧车将布样进行轧平并脱水，确保轧余率为80％～90％，在80℃条件下烘干后，在烘箱中焙烘温度为140℃、焙烘时间为20min来测试各项指标。

测试方法

整理前后的织物的通过测试下列指标评价其效果：

1)拉伸断裂强力损失率（△F%）拉伸断裂强力参照GB/T 3923.1-1997《纺织品纺织拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》进行测定，拉伸强力损失率按（1）计算：

拉伸强力损失率 $(\mathrm{\ΔF}\%)=\frac{F_1-F_2}{F_1}\×100\%---\left(1\right)$

F₁和F₂分别为织物整理前后的拉伸断裂强力。△F%越小，表明织物强力损伤越小。

2）折痕回复角提高率按照AATCC66-1996测试标准进行测试，加压时间为5min，卸压后待折痕回复5min后读取读数，记录此折痕回复角。折痕回复角提高率按（2）计算：

折皱恢复角提高率 $(\mathrm{\ΔWRA}\%)=\frac{A_2-A_1}{A_1}\×100\%---\left(2\right)$

A₁和A₂分别为织物整理前后的折痕回复角。△WRA%值越大，表明牛仔织物的褶皱保型性越好。

3）织物上的甲醛含量参照《GB/T 2912.1-2009纺织品甲醛的测定第1部分：游离水解甲醛（水萃取法）》标准。甲醛含量越高，表明整理过程中织物上残留的甲醛越多。

实施例1

取5个200mL烧杯并编号，根据表1分别把各种组分依次加入到5个烧杯中，加入大约30mL蒸馏水，搅拌使各种化学品充分溶解，最后加水定重至100g。

表1本发明的复合催化剂1#、2#、3#与常规催化剂4#、5#的组成表

按照复合催化剂的使用方法，分别将1～3#复合催化剂和4～5#常规催化剂与树脂配成整理液，处理织物，测试织物的指标，其结果见表2。

表2经1～5#不同催化剂整理后的织物性能指标的变化

由表2可以看出，氯化镁与硼酸、柠檬酸三铵、氨基磺酸分别复合(复合催化剂1～3#)与常规催化剂4#、5#相比，织物强力损失率和甲醛含量明显降低，折痕回复角提高率(△WRA%)略有提高。其中3#的折痕回复角提高率最高,甲醛含量最低，而1#强力损失率最低。

实施例2

取5个200mL烧杯并编号，根据下述表3分别把各种组分依次加入到5个烧杯中，加入大约30mL蒸馏水，搅拌使各种化学品充分溶解，最后加水定重至100g.

表3本发明的6#、7#、8#复合催化剂与4#、5#常规催化剂的组成表

按照本发明是使用方法，分别以4～8#催化剂与树脂配成整理液，处理织物，测试织物的指标，其结果见表4。

表4经4～8#不同催化剂整理后的织物性能指标的变化

由表4可以看出，氯化镁与柠檬酸三铵、硼酸复合的6#催化剂,各项指标居中；氯化镁与硼酸、氨基磺酸复合的7#催化剂甲醛含量最低,强力损失率最低,只有30%；氯化镁与硼酸、柠檬酸三铵、氨基磺酸复合的8#催化剂,折痕回复角提高率最高，甲醛含量最低；6#、7#、8#与常规催化剂4#，5#相比，织物强力损失率和甲醛含量明显降低，折痕回复角提高率(△WRA%)略有提高。与1#、2#、3#相比,各项指标均有改善。表明三种化学品复合优于两种化学品复合。

实施例3

取5个200mL烧杯并编号，根据表3分别把各种组分依次加入到1～5#烧杯中，加入大约30mL蒸馏水，搅拌使各种化学品充分溶解，最后加水至100g。

表5本发明的9#、10#、11#复合催化剂与4#、5#常规催化剂的组成表

按照本发明复合催化剂的使用方法，分别以4#、5#、9#、10#、11#催化剂与树脂配成整理液，处理织物，测试织物的指标，其结果见表6。

表6经4#、5#、9#、10#、11#不同催化剂整理后的织物性能指标的变化

由表6可以看出，9#催化剂为本发明各组分含量的最低值,与常规催化剂4#，5#相比，织物强力损失率明显降低，甲醛含量略低,折痕回复角提高率(△WRA%)基本相当；10#复合催化剂为本发明各组分含量的最佳值,与常规催化剂4#，5#相比,织物强力损失率降低达51%,和甲醛含量降低25%,折痕回复角提高率(△WRA%)提高9%;11#复合催化剂为本发明各组分含量的最高值,与常规催化剂4，5#相比,甲醛含量降低幅度最大,折痕回复角提高率(△WRA%)提升最高,但织物强力损失率较大。

综上所述，本发明的复合催化剂用于牛仔捏皱定型树脂整理,与常规的催化剂(氯化镁/柠檬酸)相比可以明显地减少织物的强力损失,降低甲醛含量,同时捏皱定型效果也大有提升。

Claims (4)

1.一种用于牛仔捏皱定型树脂整理的复合催化剂，其特征是，按重量份比它由以下组分组成:

2.如权利要求1所述的用于牛仔捏皱定型树脂整理的复合催化剂，其特征是，按重量份比它由以下组分组成:

3.一种权利要求1所述的用于牛仔捏皱定型树脂整理的复合催化剂的使用方法，其特征是它包括以下步骤：

将牛仔面料经过退浆及酶洗之后，浸在含树脂、复合催化剂的溶液中，浸渍树脂结束后，通过台式轧车将布样进行轧平并脱水，在80℃条件下烘干后，在烘箱中焙烘；所述复合催化剂的用量为树脂量的15～25%，焙烘温度140～160℃，焙烘时间15～20min。

4.如权利要求3所述的用于牛仔捏皱定型树脂整理的复合催化剂的使用方法，其特征是它包括以下具体步骤：

将牛仔面料经过退浆及酶洗之后，浸在醚化2D树脂DR140g/L、复合催化剂20g/L的溶液中，浸渍时间为20min，浸渍树脂结束后，通过台式轧车将布样进行轧平并脱水，轧余率为80％～90％，在80℃条件下烘干后，在烘箱中焙烘140℃，焙烘时间20min。