CN103469572B - 涤纶纤维耐日晒牢度提升剂及用于涤纶织物的后整理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涤纶纤维耐日晒牢度提升剂及用于涤纶织物的后整理方法。所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂，由下述组分按质量百分比组成：紫外线吸收剂UV23410‑20%，抗氧剂3‑8%，乳化剂6‑14%，余量为二甲苯。本发明的涤纶纤维耐日晒牢度提升剂，通过后整理附着渗透在涤纶纤维内，能够使得涤纶纤维的耐日晒牢度明显提升。

Description

涤纶纤维耐日晒牢度提升剂及用于涤纶织物的后整理方法

技术领域

本发明涉及一种纤维耐日晒牢度提升剂及用于织物的后整理方法，尤其涉及一种涤纶纤维耐日晒牢度提升剂及用于涤纶织物的后整理方法。

背景技术

涤纶是世界产量最大，应用最广泛的合成纤维品种，目前涤纶占世界合成纤维产量的60%以上。大量用于衣料、床上用品、各种装饰布料、国防军工特殊织物等纺织品以及其他工业用纤维制品，如过滤材料、绝缘材料、轮胎帘子线、传送带等。近年来，随着国内经济持续快速增长和国内居民消费能力的不断提高，国内地区涤纶短纤维的需求量也不断增长。中国涤纶系列产品产能以惊人的速度增长着，涤纶纤维产能的迅速增长，使得中国正逐渐发展成为世界涤纶类产品的重要加工基地。

涤纶是合成纤维中的一个重要品种，是我国聚酯纤维的商品名称。它是以精对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇（EG）为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），经纺丝和后处理制成的纤维。

涤纶纤维具有以下优点：1）强度高。短纤维强度为2.6-5.7cN/dtex，高强力纤维为5.6-8.0cN/dtex。由于吸湿性较低，它的湿态强度与干态强度基本相同。耐冲击强度比锦纶高4倍，比粘胶纤维高20倍。2）弹性好。弹性接近羊毛，当伸长5%-6%时，几乎可以完全恢复。耐皱性超过其他纤维，即织物不折皱，尺寸稳定性好。弹性模数为22-141cN/dtex，比锦纶高2-3倍。3）耐热性涤纶是通过熔纺法制成，成形后的纤维可又再经加热熔化，属于热塑性纤维。涤纶的熔点比较高，而比热空和导热率都较小，因而涤纶纤维的耐热性和绝热性要高些。是合成纤维中最好的。4）涤纶表面光滑，内部分子排列紧密。5）耐磨性好。耐磨性仅次于耐磨性最好的锦纶，比其他天然纤维和合成纤维都好。6)生产效率高，喷丝机、经编机产量高出聚乙烯2-3倍。7）涤纶纤维的防紫外线特性比一般纤维好，日常毋需添加防紫外线剂。

农业上为减少农药的使用，十多年前国内植保領域就开始了农用网膜的应用，其中聚乙烯网膜用量最大。综上所述，用涤纶材质网膜代替聚乙烯的使用是大趋势。但是，农业上采用涤纶材质的薄膜网，在野外从2011年5月初到11月份中旬暴露6个月，经测试强力下降了80%，失去了使用价值。

常規添加防紫外线剂在喷丝工序实施，喷丝温度控制在280℃左右，限制了大量不耐高温防紫外线剂的使用。添加量稍多将影响纤维的可纺性，喷丝方法不适宜小批量、多品种生产，成本较高，在外购的许多防紫外线剂在涤纶保护上效果不显著。因此选择防紫外线剂和低成本生产、将涤纶织物通过合适的后整理方法后得到具有较强的耐日晒牢度且涤纶纤维强度保持时间长，是一个迫切需要解决的技术难题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一提供一种涤纶纤维耐日晒牢度提升剂。

本发明所要解决的技术问题之二提供一种涤纶织物的后整理方法，使用了上述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂。

本发明所要解决的技术问题之三提供另外一种涤纶织物的后整理方法，也使用了上述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂。

本发明所要解决的技术问题，是通过如下技术方案实现的：

一种涤纶纤维耐日晒牢度提升剂，由下述组分按质量百分比组成：紫外线吸收剂UV23410-20%，抗氧剂3-8%，乳化剂6-14%，余量为二甲苯。

将紫外线吸收剂UV234、抗氧剂和乳化剂，加入二甲苯中，搅拌混合均匀，得到所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂。

进一步的，一种涤纶纤维耐日晒牢度提升剂，由下述组分按质量百分比组成：紫外线吸收剂UV23410-20%，抗氧剂3-8%，乳化剂6-14%，乙二醇苯醚10-20%，余量为二甲苯。

将紫外线吸收剂UV234、抗氧剂1076和乳化剂，加入二甲苯和乙二醇苯醚的混合溶液中，搅拌混合均匀，得到所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂。

所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂IrganoxB、二丁基羟基甲苯或丁基羟基茴香醚。

优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1076。

所述乳化剂为辛烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钙、农乳2201、农乳2202和农乳600中的一种或其混合物。

优选的，所述乳化剂为农乳2201。

在本发明中，所述的紫外线吸收剂UV234，化学名称：2-（2H-苯并三唑-2）-4，6-二（1-甲基-1-苯乙基）苯酚，CAS号:70321-86-7。

分子结构式如下：

通过发明人的研究发现：涤纶纤维受紫外线破坏的敏感波长为325nm，紫外线吸收剂UV234两个紫外吸收峰为305-345nm，吸收的幅度为43-60%，中间曲线平坦，吸收率多在30%以上，说明在敏感波长的大范围内都能大量均匀地吸收，减轻了紫外线危害，能够保持涤纶纤维的强度。

所述抗氧剂1076，中文名称β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，分子式：C₃₅H₆₂O₃，英文名称：Dibutylhydroxyphenylpropionic acidstearyl ester。CAS号：2082-79-3。

分子结构式如下：

紫外线对合成纤维的破坏，最基本的是光氧化和热氧化，纤维分子被氧化后降解，织物强度下降。添加足够的抗氧剂，氧分子与抗氧剂分子反应所需的能量小于氧分子与聚合物反应所需的能量，抗氧剂分子先于聚合物分子被氧化，防止了初级光化学引发和自由基链引发反应，最终保护了纤维，这与染色化学中的染料耐晒防护机理和方法有根本不同，染料日晒防护主要是吸收紫外线，由于各种染料受紫外线破坏的敏感波长和染料日晒防护剂吸收紫外线波长都不相同，所以在染整行业中会出现对同牌号的耐晒整理剂褒贬不一。

本发明采用染色方法对涤纶纤维进行保护，一是要来源商品化，二是低成本，用市场上易购的紫外吸收、抗氧剂。试制过程中，发现各种紫外吸收、抗氧剂的效果相差很大。通过测试，结果采用紫外线吸收剂UV234与抗氧剂1076复配使用，协同增效，效果明显最佳。

本发明的涤纶纤维耐日晒牢度提升剂，通过后整理附着和进入涤纶纤维内，能够使得涤纶纤维的耐日晒牢度明显提升。

在本发明中，而二甲苯、乙二醇苯醚除了是溶剂外，更具导染特性，可使分子量较大，并带羟基、氨基等紫外线吸收剂、抗氧剂分子染入合成纤维，减少了选择的限制条件。

本发明的涤纶纤维耐日晒牢度提升剂能和染料、助剂同浴。由于涤纶纤维耐日晒牢度提升剂有良好导染特性，使用分散染料必需重新打样，减少分散染料用量。

进一步的，本发明提供了一种涤纶织物的后整理方法，包括浸轧和烘干步骤，所述浸轧步骤为：将涤纶织物通过所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的水溶液浸轧。

优选的，

所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的水溶液中所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的含量为20-200g/l，轧余率30-100%。

所述烘干步骤为在120-200℃温度下,烘干20-70秒。

进一步的，本发明还提供了一种涤纶织物的后整理方法，包括浸渍和烘干步骤，所述浸渍步骤为：将涤纶织物在所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的水溶液浸渍。

优选的，

所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂用量为2-20%o.w.f。即，所述涤纶织物与所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的质量比为100：2-100：20。

浴比为1:15-1:30。所述浴比是指涤纶织物与所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的水溶液的质量比。

所述浸渍步骤为：室温下，将涤纶织物在所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的水溶液浸渍，升温20-30分钟，升温至100-120℃，保温10-20分钟。

所述烘干步骤为在120-200℃温度下,烘干20-70秒。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：浸泡温度低、浸泡时间短、采用作媒染剂使涤纶纤维形成环染，从而减少了紫外线防护剂用量；能耗少，成本低。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不受以下实施例所限定。

实施例1涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的配制

按照表1对应的所列实施例1数据称取各原料。

将紫外线吸收剂UV234、抗氧剂1076和乳化剂，加入二甲苯中，保持溶液温度在25℃以上，搅拌均匀，得到所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂。

实施例2涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的配制

按照表1对应的所列实施例2数据称取各原料。

先将二甲苯和乙二醇苯醚混合，再加入紫外线吸收剂UV234、抗氧剂1076和乳化剂，保持溶液温度25℃以上，搅拌均匀，得到所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂。

实施例3涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的配制

按照表1对应的所列实施例3数据称取各原料。

先将二甲苯和乙二醇苯醚混合，再加入紫外线吸收剂UV234、抗氧剂1076和乳化剂，保持溶液温度25℃以上,搅拌均匀，得到所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂。

表1:涤纶纤维耐日晒牢度提升剂配方表单位：公斤

	实施例1	实施例2	实施例3
				紫外线吸收剂UV234	15	15	15
二甲苯	72	58	48
				乙二醇苯醚	/	10	20
抗氧剂Irganox1076	3	5	5
				农乳2201	10	12	12

实施例4涤纶织物的后整理方法---浸渍法

将实施例1的涤纶纤维耐日晒牢度提升剂溶解在水中，形成涤纶纤维耐日晒牢度提升剂水溶液。

浴比为1:20，即，所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的水溶液与所述涤纶纤维质量比为20:1。

所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂用量为15%o.w.f，即，所述涤纶织物与所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的质量比为100：15。

室温下，将涤纶织物浸泡在所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的水溶液中，升温30分钟，升温至110℃，保温10分钟。

在120℃定型、烘干，时间30秒。

实施例5涤纶织物的后整理方法---浸渍法

将实施例2的涤纶纤维耐日晒牢度提升剂溶解在水中，形成涤纶纤维耐日晒牢度提升剂水溶液。

浴比为1:20，即，所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的水溶液与所述涤纶纤维质量比为20:1。

所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂用量为13%o.w.f，即，所述涤纶织物与所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的质量比为100：13。

室温下，将涤纶织物浸泡在所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的水溶液中，升温20分钟，升温至100℃，保温20分钟。

在120℃定型、烘干，时间30秒。

实施例6涤纶织物的后整理方法---浸轧法

将涤纶纤维耐日晒牢度提升剂和渗透剂JFC溶解在水中，制得的涤纶纤维耐日晒牢度提升剂水溶液中涤纶纤维耐日晒牢度提升剂含量为150g/l，渗透剂JFC含量为1g/l。

将涤纶织物浸轧在实施例3的涤纶纤维耐日晒牢度提升剂水溶液，一浸一轧，轧余率50%。

在140℃定型、烘干，时间60秒。

测试例1

对实施例4-6所制得的涤纶织物进行耐日晒牢度测试。

表2:耐日晒牢度测试表

	实施例4	实施例5	实施例6	对比例
					照前胀破强度，千帕	371	364	355	398
照后胀破强度，千帕	288	320	305	220
					强度保持率	77.6%	87.9%	85.9%	55.3%

对比例未进行如实施例4-6所述后处理的涤纶织物。

采用紫外线照度仪对样品进行快速老化试验。仪器的紫外线高压汞灯功率500w，样品与灯距离25厘米，强风冷却，样品部位光照度113800Lux,时间120分钟，后用英国生产Truburst智能胀破强力仪测试，采用ISO13938-2标准，气动膜球状直径3.05厘米。

测试例2

由于加入纤维的紫外线防护剂主要是表层部分起作用，防紫外线、抗氧剂对纤维是外来杂质，多添加将影响其物理化学性能，并大幅的降低强度。为减少纤维芯部分的防紫外线、抗氧剂，工艺上采用措施，使防紫外线、抗氧剂在纤维上形成环染。表层的环染是通过控制温度、时间，助染剂达到的。各种紫外吸收、抗氧剂分子量大小不一，有的带有亲水基团，二甲苯、乙二醇苯醚作助染剂保证防紫外线剂能进入加温后的合成纤维分子间隙。加工过程中，外在升温使合成纤维分子间隙从外而里逐渐变大，控制温度和时间就能控制防紫外线剂进入合成纤维分子间隙的速率。由于防紫外线、抗氧剂的结构不同，合成纤维分子间隙不一，在确定防紫外线剂品种后，就需做相应的试验。

取三块样布，与分散金黄SE3R、分散红3B染料同浴染色，用实施例1所制备的耐日晒牢度提升剂，经升温30分钟升温、30分钟浸染后，烘干。

使用同样分散染料，采用不同温度130℃和100℃的工艺条件，由于涤纶纤维耐日晒牢度提升剂有良好导染特性，结果布样颜色十分接近。

B、C、D、E样品照前强度较A低，B尤为严重，防紫外线剂对纤维是外来添加的杂质，表明防紫外线剂已透芯。C虽透芯但用量少，纤维表面保有量不多，防紫外线效果和强度变化都不明显.采用温度100℃的浸染D、E强度保持率、较照后空白强度都保持良好水平，并减少了防紫外线剂用量。具体数据见表3。

表3：耐日晒牢度测试表

Claims (5)

1.一种涤纶纤维耐日晒牢度提升剂，其特征在于，由下述组分按质量百分比组成：紫外线吸收剂UV234 10-20％，抗氧剂1076 3-8％，乳化剂6-14％，乙二醇苯醚10-20％，余量为二甲苯。

2.如权利要求1所述的涤纶纤维耐日晒牢度提升剂，其特征在于：所述乳化剂为辛烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钙、农乳2201、农乳2202和农乳600中的一种或其混合物。

3.一种涤纶织物的后整理方法，包括浸轧和烘干步骤，其特征在于，所述浸轧步骤为：将涤纶织物通过权利要求1-2中任一项所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的水溶液浸轧。

4.如权利要求3所述的涤纶织物的后整理方法，其特征在于：

所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的水溶液中所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的含量为20-200g/L，轧余率30-100％。

5.一种涤纶织物的后整理方法，包括浸渍和烘干步骤，其特征在于，所述浸渍步骤为：将涤纶织物在权利要求1-2中任一项所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的水溶液浸渍；

所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂用量为2-20％o.w.f，浴比为1:15-1:30；

所述浸渍步骤为：室温下，将涤纶织物在所述涤纶纤维耐日晒牢度提升剂的水溶液浸渍，升温20-30分钟，升温至100-120℃，保温10-20分钟。