CN107938357A - 一种织物风格整理剂组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种织物风格整理剂组合物及其制备方法。该织物风格整理剂是是含有用长链脂肪酰胺和聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯使聚氨酯预聚体混合封端形成的聚氨酯的水分散体。本发明制备的织物风格整理剂整理的织物手感、弹性、悬垂性均优异，高温不黄变，亲水性和强力较原布有显著提升，且不影响织物湿摩擦牢度和抗起毛起球性能。

Description

一种织物风格整理剂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种织物整理剂组合物及其制备方法，特别是一种织物风格整理剂组合物及其制备方法。
背景技术
T/R织物，即涤/粘混纺织物，因具有涤纶高弹、挺括、回弹和粘胶良好的吸湿性、柔软性而被人们广泛接受，并且随着人们对服装面料日益增长的需求，单一风格已远远不能满足，织物风格多样化呈现出越来越明显的市场需求，风格整理剂是赋予织物风格化加工整理的一种非常重要的途径，因而，风格整理剂的研制和应用，已显得愈来愈重要。
在国内外的研究中，织物风格整理剂大部分为有机硅类高分子，有机硅因其主链上Si-O-Si键角大，Si-O键长长、键能高，分子间作用力小，具有优异的低温顺滑性，经过有机硅整理过的织物具有独特的柔软、顺滑、丰满风格，如申请号为201510740051.2的中国专利“一种嵌段聚醚弹性有机硅柔软剂及其制备方法和应用”，采用胺基聚醚和端环氧硅油进行环氧加成反应而制备的嵌段聚醚弹性有机硅，能赋予织物柔滑蓬弹的综合手感，但存在亲水性差、高温易黄变、对织物强力损伤大、降低织物湿摩擦牢度和抗起毛起球性等问题；因此，部分学者将有机硅进行改性，引入聚氨酯结构，制得聚氨酯改性有机硅风格整理剂，如申请号为200810053726.6的中国专利“阴离子聚氨酯与氨基硅油复合的水分散液及其制备和应用”，采用聚醚多元醇、阴离子二醇扩链剂和二异氰酸酯反应制得阴离子聚氨酯，再与氨基硅油共混制得的阴离子水分散微乳液，赋予织物弹性、柔软等风格，经其整理织物的湿摩擦牢度、抗起毛起球性和亲水性比有机硅柔软剂整理织物有一定的提高，但高温黄变、强力损伤大仍然不能得以解决，大大限制了其应用与发展。
本发明制备的织物风格整理剂整理的织物手感、弹性、悬垂性均优异，高温不黄变，亲水性和强力较原布有显著提升，且不影响织物湿摩擦牢度和抗起毛起球性能。
发明内容
本发明的一个方面在于提供一种织物风格整理剂，它是含有用长链脂肪酰胺和聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯使聚氨酯预聚体混合封端形成的聚氨酯的水分散体。
本发明的另一个方面在于提供织物风格整理剂组合物的制备方法，它包括如下步骤：
1)在20-60℃的温度下使聚氨酯预聚体和长链脂肪酰胺反应，形成部分封端的聚氨酯；
2)升温至60-80℃，向步骤1)中的反应产物加入聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯，继续反应后形成混合封端的聚氨酯；
3)向步骤2)的反应产物中加入水和非离子表面活性剂。
本发明制备的织物风格整理剂整理的织物手感、弹性、悬垂性均优异，高温不黄变，亲水性和强力较原布有显著提升，且不影响织物湿摩擦牢度和抗起毛起球性能。
附图说明
图1是实施例1中制得的风格整理剂产物中聚氨酯颗粒粒径分布。
图2是实施例2中制得的风格整理剂产物中聚氨酯颗粒粒径分布。
图3是实施例3中制得的风格整理剂产物中聚氨酯颗粒粒径分布。
具体实施方式
在一个优选的实施方式中，本发明织物风格整理剂是含有用长链脂肪酰胺和聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯使聚氨酯预聚体混合封端形成的聚氨酯的水分散体。
在一个更优选的实施方式中，所述混合封端的聚氨酯的重均分子量为1000－10000，优选为2000－3500。
在一个更优选的实施方式中，所述聚氨酯预聚体的-NCO含量为5-40质量％，优选为10-30质量％，特别优选为15－25质量％。
在一个更优选的实施方式中，所述长链脂肪酰胺用如下式I或者式II表示：
式I、式II中：
X为H或者RCO-；
R、R0各自为C6-C18烷基或者烯烃基，优选为C10-C18烷基或者烯烃基；
R1为H或者-CH2CH2OH；
n为1～6整数，优选为1－3，更优选为1、2或3。
在一个更优选的实施方式中，所述聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯是如下结构表示的化合物
式III中：
R2为H或者CH3；
p为6～30中的整数，优选为6－18中的整数。
在一个更优选的实施方式中，所述聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯的重均分子量为300-1000，更优选为400－800。
在一个更优选的实施方式中，所述混合封端的聚氨酯中含有25-70质量％聚氨酯预聚体聚合单元、20-70质量％长链脂肪酰胺封端剂、2-10质量％聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯封端剂，以混合封端的聚氨酯的总重量计
在一个更优选的实施方式中，本发明的织物风格整理剂组合物还含有HLB值为12～18的非离子表面活性剂。具体的例子包括C6－18脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯山梨醇C12－18脂肪酸酯、或它们的混合物。
在一个更优选的实施方式中，本发明的织物风格整理剂组合物中所用的水是本领域中常用的水，优选为去离子水或蒸馏水。
在一个更优选的实施方式中，本发明的织物风格整理剂组合物包含：
1)40－60重量％所述混合封端的聚氨酯；
2)2－10重量％HLB值为12～18的非离子表面活性剂；和
3)35－50重量％水，以所述织物风格整理剂组合物的总重量计。
在一个特别优选的实施方式中，本发明的织物风格整理剂组合物包含：
1)45－55重量％所述混合封端的聚氨酯；
2)4－8重量％HLB值为12～18的非离子表面活性剂；和
3)40－48重量％水，以所述织物风格整理剂组合物的总重量计。
在一个优选的实施方式中，本发明织物风格整理剂的制备方法包括以下几个步骤：1)在30-50℃，聚氨酯预聚体和长链脂肪酰胺反应2-3h；2)升温至60-70℃，向步骤1)中加入聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯，反应1-3h；3)向步骤2)中加入去离子水和表面活性剂，高速搅拌1.5-2h。制得所述织物风格整理剂。
在一个更优选的实施方式中，聚氨酯预聚体和长链脂肪酰胺的反应可以在胺催化剂的存在下进行。优选的胺催化剂例如是C1－3烷基胺，更优选为三C1－3烷基胺。
在一个更优选的实施方式中，本发明方法中使用25-70质量％聚氨酯预聚体、20-70质量％长链脂肪酰胺、2-10质量％聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯，以混合封端的聚氨酯的总重量计，优选以所有反应原料的总重量计。
虽然不想受任何理论束缚，但与现已公开织物风格整理剂及其制备方法相比，该发明独创性表现在如下几个方面：(1)本发明采用聚氨酯作为主要原料之一，氨基甲酸酯基或脲基作为硬链段，多元醇为软链段，使制备的织物风格整理剂具有优异的弹性手感、亲水性、摩擦牢度和抗起毛起球性；(2)结构中引入长链脂肪酰胺，脂肪长链作为疏水基在织物表面向外整齐排列，降低了纤维之间的摩擦系数，并且会降低纤维表面张力，从而达到滑爽且丰满、柔软、蓬松的综合手感，并且由于摩擦系数的降低，摩擦牢度和抗起毛起球性能进一步提升；(3)采用聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯作为第三种主体原料，进一步引入长链疏水基，继续降低摩擦系数及表面张力，并提升悬垂和弹性的风格手感；(4)表面活性剂的引入进一步增强了产品的亲水性；(5)本发明制备的产品在织物表面成膜性好，膜强度和密度高，包覆在织物表面，有效提升了织物的强力；(6)区别于现有织物风格整理剂产品，本发明采用的所有原料均高温不黄变。
实施例
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。
各实施例中，所有原料、织物均为市售。所制得产品性能测定及其在纺织品上的应用工艺与性能按如下方法测定：
(一)产品性能
1)重均分子量测定：采用HLC-8320GPC型凝胶渗透色谱仪(日本东曹株式会社)测定，25℃时流动相为DMF。
2)粒径测定：
配制1％的乳液溶液，用Zetasizer Nano S90(Malvern公司)纳米粒度仪测定其平均粒径和多分散指数PDI，多分散指数越小，粒径分布越均匀。
(二)在纺织品上的应用工艺及性能
1)应用工艺：
织物风格整理剂 20g/L
水质 自来水
一浸一轧(轧余率90％)→烘干(160～180℃×2min)。
2)性能测定标准：
a.手感：由经过训练的五人分别对织物进行评价，取平均值：1-5分，1分最差，5分最好；
b.弹性：按《ASTM D3107-75》测定，弹性回复率越大，弹性越好。
c.悬垂性：按《GB/T23329-2009》测定，悬垂系数越小，悬垂性越好。
d.白度：按《GB/T 17644‐2008》测定，数值越大，白度越好；
e.亲水性：按《AATCC79-2000》测定，润湿时间越短，亲水性越好；
f.纬向撕破强力：按《GB/T 3917.2-2009》测定，数值越大，强力越大。
g.湿摩擦牢度：按《GB/T 3920-2008》测定，级数越高，湿摩擦牢度性能越好，5级为最优；
h.抗起毛起球性：按《GB/T 4802.2-2008》测定，级数越高，抗起毛起球性能越好，5级为最优；
实施例1
在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口烧瓶中加入水性聚氨酯预聚体EC-605(购自上海思盛聚合物材料有限公司，重均分子量2100，-NCO含量为17.8±0.5质量％)15g，乙撑双油酸酰胺30g，0.1％三乙胺，升温到30℃反应3h，然后升温至70℃，向烧瓶继续加入聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯(重均分子量400)2g，保温1.5h，继续加入去离子水46g、聚氧乙烯(20)山梨醇单月桂酸酯T-20(EO数为20，购自江苏省海安石油化工厂)2g、脂肪醇聚氧乙烯醚O-15(EO数为15，购自江苏省海安石油化工厂)5g，880r/min搅拌2h，制得织物风格整理剂1，待用。所述织物风格整理剂的重均分子量为3100。粒径测定如图1所示，平均粒径为101.2nm，多分散指数为0.078。
实施例2
在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口烧瓶中加入水性聚氨酯预聚体EC-600(上海思盛聚合物材料有限公司，重均分子量1600，-NCO含量为21.5±0.5质量％)25g，N,N'-乙撑双硬脂酰胺20g，0.1％三乙胺，升温到40℃反应2.5h，然后升温至65℃，向烧瓶继续加入聚(乙二醇)丙烯酸酯(重均分子量500)3g，保温2h，继续加入去离子水45g、脂肪醇聚氧乙烯醚O-15(EO数为15，购自江苏省海安石油化工厂)3g、脂肪醇聚氧乙烯醚O-20(EO数为20，购自江苏省海安石油化工厂)4g，850r/min搅拌2h，制得织物风格整理剂2，待用。所述织物风格整理剂的重均分子量为2700。粒径测定如图2所示，平均粒径为67.38nm，多分散指数为0.179。
实施例3
在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口烧瓶中加入水性聚氨酯预聚体EC-600(上海思盛聚合物材料有限公司，重均分子量1600，-NCO含量为21.5±0.5质量％)35g，N-(2-羟乙基)十二烷基酰胺15g，0.1％三乙胺，升温到45℃反应2h，然后升温至65℃，向烧瓶继续加入聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯(重均分子量600)4g，保温2.5h，继续加入去离子水40g、聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯T-40(EO数为40，购自江苏省海安石油化工厂)4g、脂肪醇聚氧乙烯醚O-20(EO数为20，购自江苏省海安石油化工厂)2g，960r/min搅拌1.5h，制得织物风格整理剂3，待用。所述织物风格整理剂的重均分子量为2500。粒径测定如图3所示，平均粒径为93.15nm，多分散指数为0.175。
各实施例与市售织物风格整理剂的应用效果和对其他性能的影响对比见表1、表2。
表1应用效果
表2对其他性能的影响
由表1、表2可以看出，经本发明制备的织物风格整理剂应用时，该发明织物风格整理剂手感、弹性、悬垂性均优异，明显优于市售织物风格整理剂，市售织物风格整理剂会不同程度引起织物黄变、亲水性、强力、湿摩擦牢度和抗起毛起球性能下降，而经过本发明织物风格整理剂整理的织物高温不黄变，亲水性和强力均较原布有显著提高，且不影响织物的湿摩擦牢度和抗起毛起球性能。

Claims (10)

1.一种织物风格整理剂组合物，它是含有用长链脂肪酰胺和聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯使聚氨酯预聚体混合封端形成的聚氨酯的水分散体。
2.如权利要求1所述的织物风格整理剂组合物，其特征在于，所述混合封端的聚氨酯的重均分子量为1000－10000，优选为2000－3500。
3.如权利要求1所述的织物风格整理剂组合物，其特征在于，所述聚氨酯预聚体的-NCO含量为5-40质量％。
4.如权利要求1所述的织物风格整理剂组合物，其特征在于，所述长链脂肪酰胺用如下式I或者式II表示：
式I、式II中：
X为H或者RCO-；
R、R0各自为C6-C18烷基或者烯烃基；
R1为H或者-CH2CH2OH；
n为1～6整数。
5.如权利要求1所述的织物风格整理剂组合物，其特征在于，所述聚(乙二醇)丙烯酸酯是如下结构表示的化合物
式III中：
R2为H或者CH3；
p为6～30整数。
6.如权利要求1所述的织物风格整理剂组合物，其特征在于，所述聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯的重均分子量为300-1000。
7.如权利要求1所述的织物风格整理剂组合物，其特征在于，它含有HLB值为12～18的非离子表面活性剂。
8.如权利要求1所述的织物风格整理剂组合物，其特征在于，它包含：
1)40－60重量％所述混合封端的聚氨酯；
2)2－10重量％HLB值为12～18的非离子表面活性剂；和
3)35－50重量％水，以所述织物风格整理剂组合物的总重量计。
9.如权利要求1所述的织物风格整理剂组合物的制备方法，该方法包括以下几个步骤：
1)在20-60℃的温度下使聚氨酯预聚体和长链脂肪酰胺反应，形成部分封端的聚氨酯；
2)升温至60-80℃，向步骤1)中的反应产物加入聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯，继续反应后形成混合封端的聚氨酯；
3)向步骤2)的反应产物中加入水和非离子表面活性剂。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述的方法中使用25-70质量％聚氨酯预聚体、20-70质量％长链脂肪酰胺、2-10质量％聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯，以混合封端的聚氨酯的总重量计。
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