CN110230201A - 一种低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂的制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂的制备方法与应用。所述制备方法包括以下步骤：将聚醚类物质、三聚氯氰和缚酸剂溶于溶剂中，在气体保护下，0～5℃反应1～5个小时，抽滤，旋蒸，得到产物溶于溶剂中，接着加入三聚氰胺并搅拌一段时间，然后光照反应一段时间后得到聚三嗪类亲水整理剂。本发明所制备的低温耐久性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，再与三聚氰胺反应合成亲水整理剂。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。

Description

一种低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂的制备方法与应用

技术领域

本发明属于纺织品功能助剂的制备领域，具体涉及一种低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂的制备方法与应用。

背景技术

随着人们的生活水平和文化品位日益提高，着装理念也悄然发生了新的变化，由过去传统的注重结实耐穿、防寒保暖转变为当今的崇尚时尚自由、运动休闲，强调舒适合体、随意自然又美丽大方，更加青睐于个性与时尚能够完美结合的针织服装恰恰迎合了现代人对服装的需求。针织内衣面料被喻为人的第二皮肤，而对于具有保湿护肤纯天然生物质纤维的凹凸针织面料而言，这个比喻更为贴切。秋冬季节及气候干燥的内陆城市，人们就会觉得皮肤干燥。据相关研究表明当人体皮肤表层水分12～15％时，皮肤光滑而有弹性。人体最舒适的相对湿度在45～65％之间，因此要求纺织品必须具备一定的吸湿性、保湿性，这就需要用纤维12～14％的回潮率来保证皮肤表层12～15％的含水率。而我国主要纺织纤维的标准平衡回潮率为：棉花7～8.5％、羊毛14～16％、蚕丝9～11％、丙纶和氯纶为0、氨纶0.4～1.3％、涤纶纤维为0.4～0.5％和苎麻7～10％等，大部分纤维的回潮率都低于要求的回潮率，显然是不能满足人体对保湿润肤方面的生理需求，因此需要通过对纺织品进行保湿整理，赋予织物保湿护肤的功能。所谓“保湿护肤”，一般来讲，是指在皮肤上涂抹化妆品，通过摄取其营养成分而使皮肤光滑润泽，化妆品已成为现代人类的必需品。但是体用化妆品使用非常麻烦。保湿护肤织物的开发正是建立在这一原因和基础之上，而且随着近来掀起的健康热潮，纤维产品的安全、健康、舒适越来越受到重视。确切地讲，保湿护肤织物延伸了原有的概念，从面部护肤延伸到了全身护肤，从一般性营养皮肤延伸到了清洁卫生和舒适保健的水平。这些都是考虑到用天然物质进行对人体有安全性的加工，通过所用的功能剂来达到抗菌、防除臭、保湿、改善肌肤触感，进而达到对特异反应症、过敏性皮炎给予低刺激性的加工效果，穿着这样的服装，即可以实现对人体皮肤的全面护理、保健，又非常方便。我国在利用天然功能剂生产绿色健康功能纺织品的技术开发刚刚开始，由于技术保密的缘故，国内一些高新技术产品与国外先进技术尚存在较大差距，尤其是生产保湿护肤功能纺织品急需技术进步。

当今，科学技术的发展给世界纤维原料的发展带来了深刻变化，以生物质工程技术为核心的新型生物质纤维的快速发展，将成为引领化纤工业发展的新潮流。生物质纤维应用特别广泛，可用于食品、工业材料、纸、纤维、医疗保健材料等行业，特别是在医疗保健材料行业中，生物纤维面膜依靠与肌肤贴合能力强、保湿锁水能力强等特点很受消费者欢迎。此外，生物质纤维的产量在21世纪大幅增长，越来越成为支撑人类衣着，环境装饰以及各类产业特殊需求的重要物质基础。由于合成纤维受到石油资源和可持续发展的制约，如今，生物质纤维的开发和利用已成为发展趋势，“低碳产品”、“低碳消费”成为国际潮流。在这样的背景下，生物质纤维面料的开发已成为纤维工作者的研究热点，功能性保健纺织品也成为市场主流。

保湿护肤整理加工产品是由拜耳日本公司开发出来的产品，其概念源自于化妆品的应用，以纺织后整理加工的方式，赋予织物如同化妆品般的滋润、调理、保湿及其他特殊机能性，使人们穿着的织物具有清洁、舒适、感性与便利的特性。随着人们生活水平的提高，人们对服装面料的要求已不仅仅局限于简单的抗菌、抗皱、抗紫外等功能上，而更多的趋向于保湿护肤等特殊功能。近年，保湿护肤纺织品的研究成为国内外研究的热点。国内外很多公司和研究机构已开始研究将各种保湿整理剂以前驱体或者微胶囊等形式添加到纤维中或整理到纺织品上，生产出保湿护肤的纺织品，具有美白、保湿、延缓衰老等功效。朗盛(日本)化学、日本富士纺织公司、日本饭田纤工、国内的洁尔爽、德国的德思达等公司先后在维生素护肤整理剂及维生素纤维及纺织品开发方面取得了一定的成果。因此对蛋白质纤维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，可以显著提高蛋白织物亲水性方法，主要有：氧化法(氯化法、高锰酸钾法、双氧水法)、等离子体法和蛋白酶法。氧化法会使羊毛纤维中的二硫键、肽键断开，会让部分蛋白质水解，鳞片层受到破坏，当处理条件过于剧烈，甚至可以使整个鳞片层剥除，对羊毛织物的其他性能会有一定的影响；等离子体法对设备和操作要求高，还未在国内实现工业化生产；蛋白酶法由于羊毛纤维表面的鳞片层结构比较致密，蛋白酶很难进入到鳞片层内部对蛋白质进行催化水解，故对生产工艺要求比较高。而适用范围广、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。

发明内容

本发明的首要目的是解决传统亲水抗静电剂耐久性差的问题，提供一种低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种由上述制备方法制得的低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂。

本发明的再一目的在于提供上述低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂的制备方法，包括以下步骤：

将聚醚类物质和三聚氯氰溶于溶剂中，在气体保护下，加入缚酸剂，控制温度为0～5℃，反应1～5个小时，抽滤，旋蒸得到产物；将得到的产物溶于溶剂中，接着加入三聚氰胺并搅拌一段时间30～120min，然后光照反应5-20h后得到聚三嗪类亲水整理剂。

优选的，所述聚醚类物质、三聚氯氰、缚酸剂的摩尔比为1:(0.6～2.8):(0.6～2.8)。

优选的，所述三聚氯氰和三聚氰胺摩尔比为1:1。

优选的，所述聚醚类物质为聚乙二醇、聚醚胺、聚醚多元醇、聚醚羧酸、苯酚聚醚中的至少一种。

优选的，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、碳酸钾中的至少一种。

优选的，用于溶解聚醚类物质、三聚氯氰和缚酸剂的溶剂为丙酮、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷中的至少一种。

优选的，用于溶解产物的溶剂为乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、氯仿中的至少一种。

优选的，所述光照反应是指在150W功率的高压汞灯或紫外灯照射下反应，时间为5～20h。

优选的，反应中保护气体为氮气或惰性气体。

本发明还提供了一种由上述制备方法制得的低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂。所述低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂可应用于处理蛋白质纤维织物，提高蛋白质纤维织物的抗静电性和耐洗涤性。

所述的低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂的应用，包括以下步骤：

(1)将还原剂配制成预处理液，调节pH值，浴比1:20～1:50，蛋白质纤维织物在25～50℃下处理1～3小时，水洗，空气干燥，得到预处理的织物；

(2)将所述低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂溶于有机溶剂中，加入润湿剂、保护剂配制成整理液；将经过预处理的织物浸入到整理液中，浴比1:20～1:50，在25～60℃下处理1～5小时，水洗，烘干，得到一种高吸湿性能的功能织物。

所述浴比为浸染染色时被染物质量与配制的染液质量之比。

使用本发明整理剂处理后的蛋白质纤维织物，不仅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。

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)膦中的至少一种。

所述步骤(1)中还原剂的用量为5～20％(o.w.f)，预处理液pH值为5～7，浴比为1:20～1:50，处理温度为25～50℃，处理时间为1～3小时。

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、甲苯中的至少一种。

所述步骤(2)整理液中低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂浓度为5～30g/L，润湿剂浓度为1～3g/L，保护剂浓度为0.5～2g/L；所述润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC)，所述保护剂为硫醇。

所述步骤(2)中烘干温度为40～60℃。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

本发明所制备的低温耐久性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，再与三聚氰胺反应合成亲水整理剂。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。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

(1)取聚乙二醇400 5g(0.0125mol)，溶于60ml四氢呋喃中，加入三聚氯氰2.306g(0.0125mol)，在氮气保护下，缓慢滴加三乙胺1.56ml(0.0125mol)，控制温度0～5℃反应3个小时，铵盐以白色固体沉淀析出，抽滤，得到的滤液在50℃下旋蒸得到产物；将产物溶解于乙腈中，然后加入1.575g三聚氰胺，搅拌60min，随后在150W紫外灯下照射反应12小时，得到低温耐久性三嗪类亲水抗静电整理剂。

(2)取还原剂三(2-羧乙基)膦对羊毛织物预处理，还原剂用量为15％(o.w.f)，调节pH值为5，浴比1:20，25℃处理2小时，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，加入润湿剂脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC)、保护剂硫醇配制成整理液；整理液中整理剂浓度为5g/L，润湿剂浓度为1g/L，硫醇0.5g/L；将预处理后的羊毛织物浸入到整理液中，处理后，水洗，烘干得到功能织物；浴比为1:20，处理温度为40℃，处理时间为2.5小时，烘干温度为40℃。

实施例2

(1)取聚醚胺ED-600 6g，溶于80ml四氢呋喃中，加入三聚氯氰4.059g，在氮气保护下，缓慢滴加三乙醇胺3.3ml，控制温度0～5℃反应5个小时，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。将产物溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入2.772g三聚氰胺，搅拌60min，随后在150W紫外灯下照射反应12小时，得到低温耐久性三嗪类亲水抗静电整理剂。

(2)取还原剂三(2-羧乙基)膦用量为20％(o.w.f)，调节pH值为7，浴比1:30，25℃处理1小时，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，加入润湿剂JFC、保护剂硫醇配制成整理液；整理液中整理剂浓度为10g/L，润湿剂浓度为2g/L，硫醇1g/L；将预处理后的羊毛织物浸入到整理液中，处理后，水洗，烘干得到功能织物；浴比为1:30，处理温度为30℃，处理时间为4小时，烘干温度为40℃。

实施例3

(1)取聚醚胺ED-900 9g，溶于100ml丙酮中，加入三聚氯氰4.428g，在氮气保护下，缓慢滴加三乙胺1.529ml，控制温度0～5℃反应5个小时，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。将产物溶解于氯仿中，然后加入3.024g三聚氰胺，搅拌80min，随后在150W紫外灯下照射反应12小时，得到低温耐久性三嗪类亲水抗静电整理剂。

(2)取还原剂三(2-羧乙基)膦用量为20％(o.w.f)，调节pH值为7，浴比1:50，25℃处理3小时，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，加入润湿剂JFC、保护剂硫醇配制成整理液；整理液中整理剂浓度为20g/L，润湿剂浓度为3g/L，硫醇2g/L；将预处理后的羊毛织物浸入到整理液中，处理后，水洗，烘干得到功能织物；浴比为1:50，处理温度为60℃，处理时间为3小时，烘干温度为50℃。

本发明整理的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。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，并与洗前整理织物润湿时间对比。根据国标GB/T 20944.1-2007《纺织品抗菌性能的评价》测试制备织物抗菌性能。

表1吸湿性测试结果

表2抗菌性能测试结果

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将聚醚类物质和三聚氯氰溶于溶剂中，在气体保护下，加入缚酸剂，控制温度为0～5℃反应1～5个小时，抽滤，旋蒸得到产物；将得到的产物溶于溶剂中，接着加入三聚氰胺并搅拌一段时间，然后光照反应5-20h后得到聚三嗪类亲水整理剂。

2.根据权利要求1所述的一种低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂的制备方法，其特征在于，所述聚醚类物质、三聚氯氰和缚酸剂的摩尔比为1:(0.6～2.8):(0.6～2.8)；所述三聚氯氰和三聚氰胺摩尔比为1:1。

3.根据权利要求1所述的一种低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂的制备方法，其特征在于，所述聚醚类物质为聚乙二醇、聚醚胺、聚醚多元醇、聚醚羧酸、苯酚聚醚中的至少一种；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、碳酸钾中的至少一种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂的制备方法，其特征在于，用于溶解聚醚类物质、三聚氯氰、缚酸剂的溶剂为丙酮、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷中的至少一种；

用于溶解产物的溶剂为乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、氯仿中的至少一种。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂的制备方法，其特征在于，加入三聚氰胺后搅拌时间为30～120min；所述光照反应是指在150W功率的高压汞灯或紫外灯照射下反应。

6.一种由权利要求1-5任一项所述低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂的制备方法制得的低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂。

7.权利要求6所述的低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂在处理蛋白质纤维织物中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将还原剂配制成预处理液，调节pH值，浴比1:20～1:50，蛋白质纤维织物在25～50℃下处理1～3小时，水洗，空气干燥，得到预处理的织物；

(2)将所述低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂溶于有机溶剂中，加入润湿剂、保护剂配制成整理液；将经过预处理的织物浸入到整理液中，浴比1:20～1:50，在25～60℃下处理1～5小时，水洗，烘干，得到一种高吸湿性能的功能织物。

9.根据权利要求8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)膦中的至少一种；

步骤(1)中还原剂的用量为5～20％o.w.f，预处理液pH值为5～7。

10.根据权利要求8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、甲苯中的至少一种；

所述步骤(2)整理液中低温耐久性聚三嗪类亲水整理剂浓度为5～30g/L，润湿剂浓度为1～3g/L，保护剂浓度为0.5～2g/L；所述润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，所述保护剂为硫醇；

所述步骤(2)中烘干温度为40～60℃。