CN103966845B - 一种丙烯酰胺基类棉织物抗皱整理剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种丙烯酰胺基类棉织物抗皱整理剂及其制备方法和应用，结构特征为分子中含有两个或两个以上丙烯酰胺基，用含两个或两个以上氨基或亚氨基的化合物和丙烯酰氯等物质经一系列工艺得到。丙烯酰胺基类抗皱整理剂对棉织物有较好的抗皱效果，与碱剂、柔软剂和表面活性剂组成整理液对棉织物进行抗皱整理，可使棉织物的折皱回复角从150°～155°上升到220°以上，强力保留率在85％以上。本发明不会产生甲醛，只需要较低温度就可以和纤维素纤维进行交联，合成和应用方便，有着非常广阔的应用前景。

Description

一种丙烯酰胺基类棉织物抗皱整理剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于棉织物抗皱整理剂领域，特别涉及一种丙烯酰胺基类棉织物抗皱整理剂及其制备方法和应用。

背景技术

由于棉织物具有穿着舒适，吸湿性好的特点，受到人们的青睐，但棉织物容易形成折皱，不易护理，给生产服用带来不便，无法满足人们的需求。因此，棉织物抗皱整理是促进社会发展不可或缺的功能整理。棉织物形成折皱的主要原因在于棉纤维无定形区纤维素分子链上的羟基在外力作用下能够发生滑移，在新的位置形成氢键而阻碍分子链回复到初始状态。目前，抗皱效果大多是通过化学整理剂与棉纤维分子链上自由活动的羟基形成共价交联来实现。市面上主要的抗皱整理剂是2D树脂，对棉织物有很好的DP等级，但释放甲醛的问题一直威胁着人类的健康。现在研究比较广泛的多元羧酸也可以和纤维素纤维形成很好的交联，不过也存在着很多问题，比如柠檬酸导致棉织物泛黄，BTCA成本太高，棉织物强力损失较大。所以这些抗皱整理剂都无法全面的满足消费者的需求，因此找到一种无甲醛释放、抗皱效果好、整理后棉织物低强力损伤的抗皱交联剂，具有非常广阔的应用前景。

目前为止，碱性交联剂应用在棉织物抗皱整理的研究还很有限，仅有少量例子。双β-羟乙基砜类化合物是将活性染料中的活性基“羟乙基砜基”引入交联剂分子，棉织物整理后不含甲醛、不发生吸氯脆损，而且成本低廉，干湿折皱角回复性优良，其缺点是会使某些染料的色光发生变化，而且存在碱性高温条件下纤维易出现泛黄现象。1,3,5三丙烯酰胺六氢化均三嗪交联剂(FAP)分子上含有三个同等活性的双键基团，最初是20世纪60年代由BASF公司作为交联染料的固色剂而推出的。后来FAP被用于织物抗皱整理中，在整理浴中添加芒硝、氯化钠，经湿式处理，棉布可获得较高的干防皱性和优良的防缩效果。但FAP的主要缺点是对纤维的直接性差，用作固色剂时只适于轧染和印花；同时水溶性差，尤其是在低温条件下溶解困难。N,N-亚甲基二丙烯酰胺(MBA)主要用于羊毛交联染色和印花增稠剂中的交联单体，仅浙江理工大学王明亮等人报道了其对棉织物的抗皱整理性能，经研究发现该交联剂对棉织物有一定的交联作用，但由于其溶解度较低，进一步提高交联效果较为困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种丙烯酰胺基类棉织物抗皱整理剂及其制备方法和应用，该抗皱整理剂不会产生甲醛，只需要较低温度就可以和纤维素纤维进行交联，合成和应用方便，有着非常广阔的应用前景。

本发明的一种丙烯酰胺基类棉织物抗皱整理剂，所述抗皱整理剂的结构式为：n＝2或3、

或

本发明的一种丙烯酰胺基类棉织物抗皱整理剂的制备方法，包括：

配制溶剂1和氢氧化钠溶液的混合溶剂，搅拌下加入化合物1；采用冰浴将体系降温至0～5℃后滴加丙烯酰氯，滴加的过程控制在1～1.5h；滴加结束后，在室温条件下反应5～6h；减压蒸馏除去溶剂1，然后采用溶剂2萃取，干燥；最后，再次减压蒸馏除去溶剂2，即得；其中，化合物1与丙烯酰氯的摩尔比为1:2～1:4。

所述溶剂1为丙酮、甲醇、乙醇、乙腈或异丙醇；氢氧化钠溶液与溶剂1的体积比为1:0.1～1:4；氢氧化钠溶液的浓度为50g/L～100g/L。

所述化合物1为乙二胺、1,3-丙二胺、1,2-丙二胺、2-羟基-1,3丙二胺、1,2-二羟基乙二胺、2,3-二羟基-1,4-丁二胺、1,8-二氨基-3,6-二氧杂辛烷、2,4-二氨基苯磺酸、2,5-二氨基苯磺酸、2,6-二氨基苯磺酸、3,3′-二氨基二丙胺、三乙烯四胺、乙烯脲或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。

所述溶剂2为二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、正辛醇或环己烷。

本发明的一种丙烯酰胺基类棉织物抗皱整理剂的应用，应用于制备抗皱整理液；所述抗皱整理液中包含抗皱整理剂、碱剂、表面活性剂和柔软剂；抗皱整理剂为抗皱整理液质量的3～10％，碱剂为抗皱整理液质量的5～15％，表面活性剂为抗皱整理液质量的0～1.5％，柔软剂为抗皱整理液质量的0～2％，余量为水。

所述碱剂为氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠；所述表面活性剂十二烷基磺酸钠、平平加O、异构醇聚氧乙烯醚、吐温20或吐温60；所述柔软剂为有机硅柔软剂。

所述抗皱整理液的处理方法包括：将棉织物浸入抗皱整理液中，浸渍3～5min，然后二浸二轧，带液率为70％～100％，80℃烘3～4min，最后汽蒸，即可。

所述汽蒸温度为100～140℃，汽蒸湿度为60％～80％，汽蒸时间为4～6min。

本发明保证在无甲醛的基础上，使棉织物得到抗皱效果好和较高的强力保留率。本发明所制备的交联剂含有活性染料活性基——丙烯酰胺基，并且在碱性环境中对用棉织物进行浸轧，然后烘干、汽蒸。棉织物在碱性环境可以促进纤维的溶胀，汽蒸的环境中可以保证交联剂与纤维素纤维的交联，从而得到具有理想效果的棉织物。整个交联剂的制备过程与整理过程简单易操作，而且汽蒸过程所用温度大大低于常规整理焙烘温度，因此此类交联剂与整理工艺具有非常高的工业化价值。

有益效果

(1)本发明与传统常规抗皱工艺最大的不同在于碱性环境中处理棉织物，没有了酸性对纤维素纤维的降解，因此极大的提高了棉织物的强力保留率；

(2)本发明与现有的碱性抗皱整理剂相比，由于通过分子设计和复配等方式提高了其水溶性，因此能获得较高的抗皱性能；

(3)本发明与目前工业化的整理工艺相比，不会释放甲醛，不会威胁人类的健康；

(4)本发明与传统抗皱整理工艺相比，将焙烘改成了汽蒸，温度大大降低，因此降低了能耗，便于工业化生产；

(5)本发明制备的交联剂的合成工艺简单易操作，产率较高，因此具有非常高的工业化价值。

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

在一个1L的三口烧瓶中，加入40g乙二胺，90g氢氧化钠，200g水，和600mL的乙腈，放在冰浴中机械搅拌。待温度降到5℃以下，1小时内滴加132.6g丙烯酰氯。滴加完毕后，将冰浴撤去，溶液在室温下反应5h。然后，通过减压蒸馏将乙腈去除掉，用400mL氯仿将产物从水溶液中萃取出来，并加入硫酸镁干燥，过夜。过滤硫酸镁后，再次通过减压蒸馏去掉氯仿，便得到最终的产物。

结构式为n＝2。

将上述产物配制成抗皱整理液100g，整理剂为整理液质量的7％，氢氧化钠为整理液质量的5％，平平加O为整理液质量的1.5％，有机硅柔软剂为整理液质量的1％。将45cm*30cm的双股液氨棉织物在整理液中浸渍3min，然后两浸两轧，带液率为85％，80℃烘干3min。最后在温度140℃，湿度75％，汽蒸5min。棉织物经过上述整理后，布面平整，手感柔顺。对棉织物的性能测试：抗皱性能测试参照AATCC66-2003标准在美国SDL公司的弹性回复仪上测试；断裂强力测试参照GB3923.1-1997纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定，使用美国TiniiusOlsen公司H10KS型强力测试仪上测定。最后测试的结果为：折皱回复角209度，断裂强力保留率87.4％。

实施例2

在一个1L的三口烧瓶中，加入222g1,8-二氨基-3,6-二氧杂辛烷，90g氢氧化钠，200g水，和500mL的异丙醇，放在冰浴中机械搅拌。待温度降到5℃以下，1小时内滴加132.6g丙烯酰氯。滴加完毕后，将冰浴撤去，溶液在室温下反应5h。然后，通过减压蒸馏将异丙醇去除掉，用400mL乙酸乙酯将产物从水溶液中萃取出来，并加入硫酸镁干燥，过夜。过滤硫酸镁后，再次通过减压蒸馏去掉乙酸乙酯，便得到最终的产物。

结构式为

将上述产物配制成抗皱整理液100g，整理剂为整理液质量的9％，碳酸氢钠为整理液质量的10％，异构醇聚氧乙烯醚为整理液质量的1.5％，有机硅柔软剂为整理液质量的1％。将45cm*30cm的双股液氨棉织物在整理液中浸渍3min，然后两浸两轧，带液率为85％，80℃烘干3min。最后在温度130℃，湿度75％，汽蒸5min。棉织物经过上述整理后，布面平整，手感柔顺。对棉织物的性能测试：抗皱性能测试参照AATCC66-2003标准在美国SDL公司的弹性回复仪上测试；断裂强力测试参照GB3923.1-1997纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定，使用美国TiniiusOlsen公司H10KS型强力测试仪上测定。最后测试的结果为：折皱回复角225度，断裂强力保留率88.7％。

实施例3

在一个1L的三口烧瓶中，加入125g1，4-二氨基苯磺酸，90g氢氧化钠，200g水，和800mL的乙腈，放在冰浴中机械搅拌。待温度降到5℃以下，1小时内滴加132.6g丙烯酰氯。滴加完毕后，将冰浴撤去，溶液在室温下反应5h。然后，通过减压蒸馏将乙腈去除掉，用400mL乙酸乙酯将产物从水溶液中萃取出来，并加入硫酸镁干燥，过夜。过滤硫酸镁后，再次通过减压蒸馏去掉乙酸乙酯，便得到最终的产物。

结构式为

将上述产物配制成抗皱整理液100g，整理剂为整理液质量的10％，碳酸钠为整理液质量的10％，有机硅柔软剂为整理液质量的1％。将45cm*30cm的双股液氨棉织物在整理液中浸渍3min，然后两浸两轧，带液率为85％，80℃烘干3min。最后在温度120℃，湿度75％，汽蒸5min。棉织物经过上述整理后，布面平整，手感柔顺。对棉织物的性能测试：抗皱性能测试参照AATCC66-2003标准在美国SDL公司的弹性回复仪上测试；断裂强力测试参照GB3923.1-1997纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定，使用美国TiniiusOlsen公司H10KS型强力测试仪上测定。最后测试的结果为：折皱回复角245度，断裂强力保留率90.4％。

Claims (9)

1.一种丙烯酰胺基类棉织物抗皱整理剂，其特征在于：所述抗皱整理剂的结构式为：

2.一种如权利要求1所述的丙烯酰胺基类棉织物抗皱整理剂的制备方法，包括：

配制溶剂1和氢氧化钠溶液的混合溶剂，搅拌下加入化合物1；采用冰浴将体系降温至0～5℃后滴加丙烯酰氯，滴加的过程控制在1～1.5h；滴加结束后，在室温条件下反应5～6h；减压蒸馏除去溶剂1，然后采用溶剂2萃取，干燥；最后，再次减压蒸馏除去溶剂2，即得；其中，化合物1与丙烯酰氯的摩尔比为1:2～1:4。

3.根据权利要求2所述的一种丙烯酰胺基类棉织物抗皱整理剂的制备方法，其特征在于：所述溶剂1为丙酮、甲醇、乙醇、乙腈或异丙醇；氢氧化钠溶液与溶剂1的体积比为1:0.1～1:4；氢氧化钠溶液的浓度为50g/L～100g/L。

4.根据权利要求2所述的一种丙烯酰胺基类棉织物抗皱整理剂的制备方法，其特征在于：所述化合物1为乙二胺、1,3-丙二胺、1,2-丙二胺、2-羟基-1,3丙二胺、1,2-二羟基乙二胺、2,3-二羟基-1,4-丁二胺、1,8-二氨基-3,6-二氧杂辛烷、2,4-二氨基苯磺酸、2,5-二氨基苯磺酸、2,6-二氨基苯磺酸、3,3′-二氨基二丙胺、三乙烯四胺、乙烯脲或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。

5.根据权利要求2所述的一种丙烯酰胺基类棉织物抗皱整理剂的制备方法，其特征在于：所述溶剂2为二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、正辛醇或环己烷。

6.一种如权利要求1所述的丙烯酰胺基类棉织物抗皱整理剂的应用，其特征在于：应用于制备抗皱整理液；所述抗皱整理液中包含抗皱整理剂、碱剂、表面活性剂和柔软剂；抗皱整理剂为抗皱整理液质量的3～10％，碱剂为抗皱整理液质量的5～15％，表面活性剂为抗皱整理液质量的0～1.5％，柔软剂为抗皱整理液质量的0～2％，余量为水。

7.根据权利要求6所述的一种丙烯酰胺基类棉织物抗皱整理剂的应用，其特征在于：所述碱剂为氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠；所述表面活性剂十二烷基磺酸钠、平平加O、异构醇聚氧乙烯醚、吐温20或吐温60；所述柔软剂为有机硅柔软剂。

8.根据权利要求6所述的一种丙烯酰胺基类棉织物抗皱整理剂的应用，其特征在于：所述抗皱整理液的处理方法包括：将棉织物浸入抗皱整理液中，浸渍3～5min，然后二浸二轧，带液率为70％～100％，80℃烘3～4min，最后汽蒸，即可。

9.根据权利要求8所述的一种丙烯酰胺基类棉织物抗皱整理剂的应用，其特征在于：所述汽蒸温度为100～140℃，汽蒸湿度为60％～80％，汽蒸时间为4～6min。