CN109537286A - 一种羊毛织物耐久性亲水整理剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种羊毛织物耐久性亲水整理剂及其制备方法和应用。该整理剂结构式为(Ⅰ)。制备方法包括：将聚醚类物质、三聚氯氰和缚酸剂溶于溶剂中，在氮气保护下反应，抽滤，旋蒸。该整理剂整理羊毛织物后可以改善穿着时的湿热舒适性，提高其抗静电性，而且可以获得优异的耐洗涤性。该方法操作简单，安全环保，不会对人体和环境造成危害，具有重要的实用价值。

Description

一种羊毛织物耐久性亲水整理剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于亲水整理剂及其制备方法和应用领域，特别涉及一种羊毛织物耐久性亲水整理剂及其制备方法和应用。
背景技术
羊毛织物具有弹性好、手感柔软、质地坚牢、光泽柔和、保暖性好等特点，使其具有独特的风格和使用性能，深受人们的喜爱。羊毛作为天然纤维，本身就具有良好的吸湿性，回潮率达15％～17％，但是羊毛纤维由于表面有着特殊的鳞片层结构，其鳞片表层排列有整齐的极性与非极性类脂结构物，主要由18-甲基二十酸和一些C16、C18等长链脂肪酸构成。脂肪酸通过酯键与丝氨酸、缩氨酸，或通过硫酯键与胱氨酸残基相连,形成纤维表面的憎水层，使羊毛表面具有疏水性，影响了羊毛织物的吸湿导湿性。另一方面，羊毛纤维与合成纤维相比静电现象并不严重，但是当环境湿度低于45％时，尤其在北方地区的冬季，因相对湿度过低，此时的羊毛表现出易于带静电，会给人体带来不适感。因此对羊毛织物表面进行一定的亲水整理，提高穿着时的湿热舒适性和抗静电性，具有重要的实用价值。
目前，适用范围广、工艺简便易行的方法就是在印染加工后整理过程中，加入亲水抗静电整理剂，使之吸附固着在纤维上，增加羊毛织物表面的亲水性。但是，目前使用较多的亲水抗静电整理剂，最大的问题就是耐洗涤性差。因此如何显著改善羊毛织物的亲水性并提高整理剂的耐久性是目前纺织技术领域需要解决的问题。
申请号为201310500269.1，名称为《一种羊毛纺织品抗静电整理的方法》的中国专利公开了通过γ-巯丙基三乙氧基硅烷偶联剂以化学键连接羊毛纤维和抗静电剂，增强了羊毛纺织品抗静电效果及其耐洗涤性。但是抗静电剂与偶联剂和羊毛纤维发生反应需要一定的焙烘温度，但高温焙烘会破坏羊毛纤维的细微结构，使羊毛纤维的亲水性减弱，从而使羊毛织物的抗静电性能减弱。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种羊毛织物耐久性亲水整理剂及其制备方法和应用，以克服现有技术中亲水整理剂整理羊毛织物后耐洗涤性差的缺陷。
本发明的一种含如下式Ⅰ化合物的亲水整理剂：
式中R1、R2为-Cl、 或者且R1、R2不能同时为-Cl，其中a、b、c、n为1～50。
本发明的一种亲水整理剂的制备方法，包括：
将摩尔比为1:0.8:0.8-1:2.2:2.2的聚醚类物质、三聚氯氰和缚酸剂溶于溶剂中，在氮气保护下反应，抽滤，旋蒸，得到三嗪类亲水整理剂，其中聚醚类物质与溶剂的比例为0.008-0.015mol:50-100mL。
所述聚醚类物质为聚乙二醇、聚醚胺、聚醚羧酸中的一种。
所述溶剂为丙酮、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷中的一种。
所述缚酸剂为三乙胺、吡啶、N,N-二异丙基乙胺、三乙醇胺、碳酸钠、碳酸钾中的一种。
所述反应温度为0～30℃，反应时间为1-24h。
本发明的一种亲水整理剂在羊毛织物整理中的应用。
所述亲水整理剂在羊毛织物整理中的应用步骤包括：
(1)将还原剂配制成预处理液，调节pH值，浴比1:20-1:50，处理羊毛织物，水冼，空气干燥，得到预处理的羊毛织物，其中还原剂的用量为5-20％(o.w.f)；
(2)将亲水整理剂溶于有机溶剂中，加入润湿剂配置成整理液，将步骤(1)中预处理的羊毛织物浸入到整理液中处理，浴比1:20-1:50，水洗，烘干，得到整理后的羊毛织物，其中，整理液中亲水整理剂浓度为5-30/L，润湿剂浓度为1-5g/L。
所述步骤(1)中还原剂为亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠、巯基乙酸、三(2-羧乙基)膦盐酸盐中的一种。
所述步骤(1)中调节pH值至5-7；处理温度为25-50℃，处理时间为1-3h。
所述步骤(2)中有机溶剂为甲醇、丙酮、乙酸乙酯、乙醇、四氢呋喃、二氯甲烷、甲苯中的一种。
所述步骤(2)中处理温度为30-80℃，处理时间为2-5h。
所述步骤(2)中烘干温度为40-60℃。
本发明的三嗪类亲水抗静电整理剂，是用三聚氯氰作为中间的连接体，利用三嗪环连接的活性基团的一部分与具有亲水性聚醚链段的物质反应，合成亲水整理剂，再用所制备的整理剂在有机溶剂中整理经过还原剂预处理的羊毛织物，使三嗪环上另一部分活性基团与羊毛纤维上的氨基、羟基、巯基等基团高效结合，通过亲核取代反应生成共价键而牢固的结合在羊毛织物上。
申请号为201310500269.1，名称为《一种羊毛纺织品抗静电整理的方法》的中国专利公开了通过将γ-巯丙基三乙氧基硅烷与水混合，配制成预处理液，将羊毛置于预处理液中浸泡或浸轧，烘干。再将抗静电剂与水混合，配制成抗静电溶液，再将经过预处理的羊毛置于抗静电整理液中浸泡或浸轧，烘干，焙烘。该专利实施例1-9的预处理条件和整理条件分别如表1，表1-1所示，整理结果如表1-2所示(其中样品1-9分别对应该专利实施例1-9制备得到的样品)，经整理后的羊毛纺织品抗静电效果及其耐洗涤性都有所提高。但高温焙烘会破坏羊毛纤维的细微结构，使羊毛纤维的亲水性减弱，从而使羊毛织物的抗静电性能减弱。而本发明采用低温条件下整理羊毛织物，在保证获得耐久性亲水提升效果的同时，对羊毛的破环程度小。
表1
表1-1
表1-2
样品 静电半衰期(s) 水洗后静电半衰期(s)
1 1.12 1.45
2 1.02 1.12
3 1.03 1.14
4 0.98 1.04
5 1.04 1.13
6 1.12 1.22
7 1.15 1.23
8 1.21 1.23
9 1.05 1.18
有益效果
(1)本发明选用还原剂预处理羊毛织物，能打开羊毛鳞片层上的二硫键，产生高活性的巯基，提高了整理剂与羊毛的结合效率。同时采用有机溶剂代替传统的水介质，可以在减少纤维溶胀的条件下，只在界面上对羊毛织物进行改性，从而在羊毛织物表面获得耐久的亲水抗静电性，提高其吸湿导湿性，使人体感觉舒适。
(2)本发明的方法操作简单，安全环保，不会对人体和环境造成危害，具有重要的实用价值。
附图说明
图1为实施例1中聚醚胺ED-600的核磁氢谱图。
图2为实施例1中三聚氯氰和聚醚胺ED-600合成的整理剂的核磁氢谱图。
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。
主要原料与试剂来源见表2。
表2
主要原料与试剂 供应商
羊毛织物 宁波雅戈尔毛纺织有限公司
三聚氯氰 上海阿拉丁生化科技股份有限公司
聚醚胺ED-600、ED-900、ED-2003 山东利源国盛化工有限公司
三(2-羧乙基)膦盐酸盐 上海麦克林生化科技有限公司
其中聚醚胺结构式：
聚醚胺ED-600：a+c＝3.6 b＝9
聚醚胺ED-900：a+c＝6 b＝12.5
聚醚胺ED-2003：a+c＝6 b＝39
对应亲水整理剂结构式：由于实施例中聚醚胺ED-600、ED-900、ED-2003的基本结构相同，因此核磁氢谱仅以聚醚胺ED-600为例。
实施例1
(1)取聚醚胺ED-600 6g(0.01mol)，溶于50ml四氢呋喃中，加入三聚氯氰1.845g(0.01mol)，在氮气保护下，缓慢滴加三乙胺1.39ml(0.01mol)，控制温度0～5℃反应3h，铵盐以白色固体沉淀析出，抽滤，得到的滤液在50℃下旋蒸，产物以几乎定量收率回收。
(2)取1g羊毛织物，还原剂三(2-羧乙基)膦盐酸盐溶解水中，用量为15％(o.w.f)，调节pH值为5，浴比1:20，25℃处理羊毛织物2h，水冼，空气干燥，得到预处理的羊毛织物。
(3)再将上述所制备的亲水抗静电整理剂溶于丙酮中，整理剂浓度为5g/L，润湿剂平平加O浓度为1g/L，配置成整理液，将上述预处理的羊毛织物浸入到整理液中，浴比为1:20，处理温度为40℃，处理时间为2h，烘干温度为40℃。
实施例2
(1)取聚醚胺ED-900 9g(0.01mol)，溶于80ml四氢呋喃中，加入三聚氯氰4.059g(0.02mol)，在氮气保护下，缓慢滴加三乙醇胺2.65ml(0.02mol)，控制温度0～5℃反应5h，铵盐以白色固体沉淀析出，抽滤，得到的滤液在50℃下旋蒸，产物以几乎定量收率回收。
(2)取1g羊毛织物，还原剂三(2-羧乙基)膦盐酸盐溶解在水中，用量为20％(o.w.f)，调节pH值为7，浴比1:30，25℃处理羊毛织物3h，水洗，空气干燥，得到预处理的羊毛织物。
(3)再将上述所制备的亲水抗静电整理剂溶于丙酮中，整理剂浓度为10g/L，润湿剂平平加O浓度为2g/L，配置成整理液，将上述预处理的羊毛织物浸入到整理液中，浴比为1:30，处理温度为40℃，处理时间为4h，烘干温度为40℃。
实施例3
(1)取聚醚胺ED-2003 20g(0.01mol)，溶于100ml丙酮中，加入三聚氯氰2.214g(0.012mol)，在氮气保护下，缓慢滴加三乙胺1.529ml(0.011mol)，控制温度0～5℃反应5h，铵盐以白色固体沉淀析出，抽滤，得到的滤液在40℃下旋蒸，产物以几乎定量收率回收。
(2)取1g羊毛织物，还原剂三(2-羧乙基)膦盐酸盐溶解在水中，用量为20％(o.w.f)，调节pH值为7，浴比1:50，25℃处理羊毛织物3h，水洗，空气干燥，得到预处理的羊毛织物。
(3)再将上述所制备的亲水抗静电整理剂溶于甲醇中，整理剂浓度为20g/L，润湿剂平平加O浓度为3g/L，配置成整理液，将上述预处理的羊毛织物浸入到整理液中，浴比为1:50，处理温度为45℃，处理时间为3h，烘干温度为50℃。
本发明整理的羊毛织物用水滴润湿时间来评价其亲水性及吸湿性，测定方法参照AATCC《漂白织物的吸水性》，记录水滴在织物表面形成的反面光消失所需要的时间，测3-5次，取平均值。采用静电半衰期法测定羊毛织物抗静电性能，根据FZ/T 01042—1996《纺织材料静电性能静电半衰期的测定》，测3-5次，取平均值。按照GB/T8629-2001洗涤标准对整理织物进行洗涤，测定洗涤后织物的润湿时间和静电半衰期，并与洗涤前的织物对比，评价其耐久性。结果如表2-1所示，可以看出相比于羊毛原样，本发明实施例中合成的亲水整理剂能显著提高羊毛织物的亲水性和降低羊毛织物的静电半衰期，并且具有优异的耐久性。
表2-1

Claims (10)

1.一种含如下式Ⅰ化合物的亲水整理剂：
式中R1、R2为-Cl、 或者且R1、R2不能同时为-Cl，其中a、b、c、n为1～50。
2.一种亲水整理剂的制备方法，包括：
将摩尔比为1:0.8:0.8-1:2.2:2.2的聚醚类物质、三聚氯氰和缚酸剂溶于溶剂中，在氮气保护下反应，抽滤，旋蒸，得到三嗪类亲水整理剂，其中聚醚类物质与溶剂的比例为0.008-0.015mol:50-100mL。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述聚醚类物质为聚乙二醇、聚醚胺、聚醚羧酸中的一种。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述溶剂为丙酮、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷中的一种；缚酸剂为三乙胺、吡啶、N,N-二异丙基乙胺、三乙醇胺、碳酸钠、碳酸钾中的一种。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述反应温度为0～30℃，反应时间为1-24h。
6.一种如权利要求1所述的亲水整理剂在羊毛织物整理中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述亲水整理剂在羊毛织物整理中的应用步骤包括：
(1)将还原剂配制成预处理液，调节pH值，浴比1:20-1:50，处理羊毛织物，水冼，空气干燥，得到预处理的羊毛织物，其中还原剂的用量为5-20％(o.w.f)；
(2)将亲水整理剂溶于有机溶剂中，加入润湿剂配置成整理液，将步骤(1)中预处理的羊毛织物浸入到整理液中处理，浴比1:20-1:50，水洗，烘干，得到整理后的羊毛织物，其中，整理液中亲水整理剂浓度为5-30/L，润湿剂平平加O浓度为1-5g/L。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述步骤(1)中还原剂为亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠、巯基乙酸、三(2-羧乙基)膦盐酸盐中的一种。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述步骤(1)中调节pH值至5-7；处理温度为25-50℃，处理时间为1-3h。
10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述步骤(2)中有机溶剂为甲醇、丙酮、乙酸乙酯、乙醇、四氢呋喃、二氯甲烷、甲苯中的一种；处理温度为30-80℃，处理时间为2-5h。
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