CN112391841A - 一种抗皱面料的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及纺织技术领域，具体公开了一种抗皱面料的制作方法其包括如下制备步骤：（1）将棉织物基布在含有抗皱处理剂的浸渍液中浸轧处理；（2）将步骤（1）中浸轧后的棉织物基布进行烘焙；（3）将步骤（2）中烘焙后的棉织物基布用水清洗；（4）将步骤（3）中的清洗后的棉织物基布烘干；其中，所述抗皱处理剂由包含以下重量份的原料制成：水性聚氨酯40‑50份、聚马来酸30‑35份、环氧基封端型聚二甲基硅氧烷2‑6份、偶联剂2‑5份、分散剂0.5‑1.2份和表面活性剂1‑3份。本申请的抗皱面料的制作方法具有提高棉织物抵抗折皱变形能力的优点。

Description

一种抗皱面料的制作方法
技术领域
本申请涉及纺织技术领域，更具体地说，它涉及一种抗皱面料的制作方法。
背景技术
随着生活质量的提高，人们对服装产品的要求也越来越高，除了款式新颖，还要求具有一定的功能性。天然纤维织物特别是棉织物，具有手感自然、吸湿透气、抗静电、穿着舒适、经济实惠等优点。虽然棉织物的吸湿性能较好，但抗皱性能差。
棉织物在穿着保存或搬运过程中由于洗涤、折叠或压缩等外在原因而产生的局部变形从而产生一定的褶皱或折痕，即便是在外力消失后也不再恢复原来平整的状态。折皱的布面不但会影响产品的整体美观性，并且沿着折痕或皱纹的方向容易产生剧烈的磨损，使得织物的使用寿命减短。
针对上述中的相关技术，发明人认为上述棉织物抵抗折皱变形的能力不足，容易使得棉织物产生褶皱或折痕。
发明内容
为了提高棉织物抵抗折皱变形的能力，本申请提供一种抗皱面料的制作方法。
一种抗皱面料的制作方法，包括如下制备步骤：
(1)将棉织物基布在含有抗皱处理剂的浸渍液中浸轧处理；
(2)将步骤(1)中浸轧后的棉织物基布进行烘焙；
(3)将步骤(2)中烘焙后的棉织物基布用水清洗；
(4)将步骤(3)中清洗后的棉织物基布烘干；
其中，所述抗皱处理剂由包含以下重量份的原料制成：水性聚氨酯40-50份、聚马来酸30-35份、环氧基封端型聚二甲基硅氧烷2-6份、偶联剂2-5份、分散剂0.5-1.2份和表面活性剂1-3份。
通过采用上述技术方案，棉织物基布经过浸轧处理后其抗皱性能提高。棉织物要想具有抵抗折皱变形的能力，就需要阻止棉纤维素大分子中氢键的断裂和重建。纤维素大分子氢键之所以会断开、重建是因为大分子之间作用力太小，不足以抵抗外力的作用。所以，提高纤维素大分子间的结合力，就需要通过在纤维素分子或基本结构单元之间进行共价交联。
环氧基封端型聚二甲基硅氧烷作为环氧类整理剂，其活泼的环氧基能够与纤维素上羧基等活性基团发生共价交联反应，从而使大分子链不易自由滑动，使得棉织物具有良好的抗皱性能。
环氧基封端型聚硅氧烷具有良好的疏水性质，疏水性环氧基封端型聚硅氧烷能够减少抗皱整理对棉织物强力的损伤以及免除抗皱处理剂中氨基给棉织物带来泛黄的问题。
同时，由于环氧型封端型聚硅氧烷属于疏水性物质，在配制成整理液时需要大量的乳化剂乳化，并易产生漂油和黏辊现象，所以通过添加表面活性剂使其乳化。
环氧基封端型聚硅氧烷处理后的棉织物基布还具有优良的爽滑性、柔软性和弹性的特点。
优选的，所述偶联剂为铝锆酸酯。
通过采用上述技术方案，铝锆酸酯的添加，能够提高纤维素分子之间的共价交联，从而提高纤维素大分子之间的结合力，使得大分子链不易自由滑动，从而达到抗皱的效果。
优选的，所述分散剂为聚乙烯醇。
通过采用上述技术方案，聚乙烯醇能够提高和改善抗皱整理剂中组分的分散性能，能够降低液-液和固-液之间的界面张力，同时减少完成分散过程所需要的时间和能量。
环氧型封端型聚硅氧烷在配制成整理液时，需要大量的乳化剂乳化，并易产生漂油和黏辊现象，聚乙烯醇能够减少粒子的结构粘度，降低粘度，加速乳化进程。
优选的，所述表面活性剂为环氧基封端型聚醚聚硅氧烷，且所述环氧基封端型聚二甲基硅氧烷与所述环氧基封端型聚醚聚硅氧烷的质量比为1.8:1。
通过采用上述技术方案，环氧基封端型聚醚聚硅氧烷，其分子两端以环氧基封端具有强亲水性的聚氧乙烯聚氧丙烯醚基为亲水段，分子中间段以强疏水性的聚二甲基硅氧烷链段为疏水段，整理剂分子结构具有明显的两亲性结构。环氧基封端型聚醚聚硅氧烷整理剂能够溶于水，还能富集于两相界面如气液界面和固液界面,在溶液表面以亲水基插入水中，而疏水性聚二甲基硅氧烷链段朝向空气排列，致整理剂溶液表面张力发生变化。
环氧基封端型聚二甲基硅氧烷的用量大时，会致使制得的棉织物亲水性下降。环氧基封端型聚醚聚硅氧烷具有表面活性，能够实现整理剂自乳化，且能够通过表面活性作用在表面富集而吸附于纤维上，来减少整理时环氧基封端型聚二甲基硅氧烷的用量。
优选的，所述抗皱处理剂通过如下步骤制备得到：
S1、将水性聚氨酯和聚马来酸混合搅拌得到混合物A；
S2、向混合物A中加入偶联剂和分散剂后，进行混合搅拌得到混合物B；
S3、将环氧基封端型聚二甲基硅氧烷与表面活性剂混合，逐渐加水，加入混合物B后进行搅拌，乳化20min后制备得到混合物C；
S4、向混合物C中加入水配成质量分数不低于20％的浸渍液。
优选的，步骤S3的乳化采用超声波分散法。
通过采用上述技术方案，超声波分散法能够制备小粒径乳液，小粒径乳液有助于提高棉织物的抗皱整理效果。这是由于整理剂乳液粒径小，乳液粒径分布窄，整理剂乳液易于扩散至棉织物甚至纤维素空隙间，与纤维素发生更多的交联反应，从而改善棉织物的抗皱性能。
水性聚氨酯在烘焙时发生解封，脱去封端剂，其中的异氰酸酯复出与纤维大分子中的氨基和羟基反应，在纤维大分子上形成“柔性”网状交联结构，部分沉积在纤维无定形区，依靠摩擦阻力和氢键限制了纤维分子链或基本结构单元的相对位移，在这两种作用下赋予整理后的棉织物抗皱和弹性。
优选的，步骤(1)中的浸轧处理，包括先将棉织物基布浸渍5min，再进行二浸二轧。
优选的，步骤(1)中浸轧处理时后的棉织物基布的带液率为85-95％。
优选的，所述水性聚氨酯含有-NCO-基团。
通过采用上述技术方案，烘焙时水性聚氨酯的-NCO-基团与棉织物基布中的纤维反应交联，形成三维网状结构，由于水性聚氨酯可以同多个纤维素分子进行反应，反应生成交联键，这些交联剂作为纤维素分子结构的骨架，有效地阻碍了纤维之间相互的自由移动，从而提高了棉织物的挺括性，进而提高了抗皱效果。
由于分子链较长，再加上水性聚氨酯软段中的C-O单键和C-C键单键内旋转频率高，具有各种构象及柔顺性，使得其交联在分子间移动更为灵活。当受到外力作用时，分子间自身有能力通过移动来避免各个分子链的应力集中，从而降低了强力损失。
烘焙过程中，聚马来酸与纤维素大分子发生酯化反应，从而通过分子间的酯键与织物发生联接，而水性聚氨酯在高温下复出的-NCO-基团也会与棉织物基布表面的羟基或氨基反应形成交联，稳定地包覆在纤维表面，使得交联结构多样化。
优选的，步骤(2)中的烘焙温度为140℃，烘焙时间为4min。
通过采用上述技术方案，温度过高会导致水性聚氨酯大分子链断裂或部分交联被破坏的结果，还会导致棉织物白度下降，产生泛黄。烘焙时间过短，会使得共价交联不完全。烘焙时间为4min时，交联反应已基本完成。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1.通过将棉织物基布在含有抗皱处理剂的浸渍液中进行浸轧处理，环氧基封端型聚二甲基硅氧烷中活泼的环氧基能够与纤维素上羧基等活性基团发生共价交联反应，从而使大分子链不易自由滑动，使得棉织物具有良好的抗皱性能；
2.抗皱处理剂中的铝锆酸酯，能够提高纤维素分子之间的共价交联，从而提高纤维素大分子之间的结合力，使得大分子链不易自由滑动，从而达到抗皱的效果；抗皱处理剂中的聚乙烯醇能够提高和改善抗皱整理剂中组分的分散性能，能够降低液-液和固-液之间的界面张力，同时减少完成分散过程所需要的时间和能量；
3.抗皱整理剂中的环氧基封端型聚醚聚硅氧烷能够溶于水，还能富集于两相界面如气液界面和固液界面,在溶液表面以亲水基插入水中，而疏水性聚二甲基硅氧烷链段朝向空气排列，致整理剂溶液表面张力发生变化，环氧基封端型聚醚聚硅氧烷具有表面活性，能够实现整理剂自乳化，且能够通过表面活性作用在表面富集而吸附于纤维上，来减少整理时环氧基封端型聚二甲基硅氧烷的用量；
4.抗皱处理剂中的水性聚氨酯在烘焙时发生解封，脱去封端剂，其中的异氰酸酯复出与纤维大分子中的氨基和羟基反应，在纤维大分子上形成“柔性”网状交联结构，部分沉积在纤维无定形区，依靠摩擦阻力和氢键限制了纤维分子链或基本结构单元的相对位移，在这两种作用下赋予整理后的棉织物抗皱和弹性。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本发明中的不含有-NCO-基团的水性聚氨酯选自广州亨缌克新材料有限公司的PU-3627；环氧基封端型聚二甲基硅氧烷选自安徽艾约塔硅油有限公司的双环氧基单封端硅油IOTA3596；铝锆酸酯选自杭州杰西卡化工有限公司的高纯铝酸酯HY-985；另外，偶联剂还可以为铝钛偶联剂，如南京全希化工有限公司生产的LT-1铝钛复合偶联剂；环氧基封端型聚醚聚硅氧烷选自美国联碳公司的KH560；十二烷基苯磺酸钠选自邢台鑫蓝星科技有限公司。
制备例
本申请中的含有-NCO-基团的水性聚氨酯的制备方法为，在500mL四口烧瓶中加入200mL的聚醚多元醇,在120℃真空度(9.99×104Pa)下脱水1.5h,降温至60℃添入过量的亲水性扩链剂DMPA,真空度(9.99×104Pa)下脱水1h后加入5mL IPDI和5mL二月桂酸二丁基锡,搅拌升温至120℃反应,期间测试-NCO-基团的质量分数,直至-NCO-基团含量达到2％后冷却至60℃,加入1mL乙酸乙酯,加入三乙胺中和未反应的DMPA,接着加入封端剂和促进剂,一定时间后强力搅拌下加入去离子水分散,加入扩链剂水中扩链。后即得到封端型,固体质量分数为32％的水性聚氨酯乳液。
实施例1
一种抗皱面料的制作方法，抗皱面料为棉织物基布经过抗皱处理剂整理后制得的棉织物，抗皱处理剂的组成具体见表1中所示，其包括如下制备步骤：
A、将水性聚氨酯、聚马来酸、环氧基封端型聚二甲基硅氧烷、分散剂、偶联剂和表面活性剂混合，搅拌20min至混合均匀，混合过程逐渐加水搅拌均匀后采用超声波分散法乳化20min，制得抗皱处理剂；
B、向抗皱处理剂中加入水配成质量分数为25％的含有抗皱处理剂的浸渍液；
C、将棉织物基布在含有抗皱处理剂的浸渍液中浸轧处理；浸轧处理包括先将棉织物基布浸渍5min，再进行二浸二轧；经过浸轧处理时后的棉织物基布的带液率为85-95％。
D、将步骤C中浸轧后的棉织物基布在140℃的烘焙温度下烘焙4min；
E、将步骤D中烘焙后的棉织物基布用水清洗；
F、将步骤E中清洗后的棉织物基布烘干。
其中，表面活性剂为环氧基封端型聚醚聚硅氧烷、偶联剂为铝锆酸酯、分散剂为聚乙烯醇。
实施例2-4
实施例2-4的抗皱面料与实施例1中的抗皱处理剂的原料用量有所不同，其余均与实施例1中相同，具体见表1所示：
表1实施例1-4中抗皱处理剂的原料组成及用量
Figure BDA0002778887290000051
实施例5
实施例5与实施例1的区别仅在于步骤A中的偶联剂选用铝钛偶联剂。
实施例6
实施例6与实施例1的区别仅在于步骤A中的分散剂选用byk190。
实施例7
实施例7与实施例1的区别仅在于步骤A中的表面活性剂选用十二烷基苯磺酸钠。
实施例8
实施例8与实施例1的区别仅在于步骤A中的乳化采用机械分散法。
实施例9
实施例9与实施例1的区别仅在于步骤B为向抗皱处理剂中加入水配成质量分数为20％的含有抗皱处理剂的浸渍液。
实施例10
实施例10与实施例1的区别仅在于步骤B为向抗皱处理剂中加入水配成质量分数为30％的含有抗皱处理剂的浸渍液。
实施例11
实施例11与实施例1的区别仅在于步骤D中的烘焙温度为130℃。
实施例12
实施例12与实施例1的区别仅在于步骤D中的烘焙温度为150℃。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于棉织物基布不在含有抗皱处理剂的浸渍液中进行浸轧处理。
对比例2-8
对比例2-8与实施例1的区别仅在于如表3所示：
表2对比例2-8中抗皱处理剂的原料组成及用量
Figure BDA0002778887290000061
性能检测试验
棉织物弹性褶皱回复角检测：将制得的棉织物弹性褶皱回复角在TNG01型弹性仪上，按AATCC 66-2003测试；
白度检测：白度以白板为标准进行比对，将棉织物重叠至少8层确保不透光，置于白度仪中进行测试(白度仪事先预热1h)，随机测试3点，取平均值；
抗老化检测：将面料置于高强度的紫外光下照射12小时，取出后静置2小时后，观察面料白度(变黄的程度从浅到深包括一白、二白、一度、二度、三度、四度)；
表3实施例1-12及对比例1-8检测结果
Figure BDA0002778887290000062
Figure BDA0002778887290000071
结合实施例1-4和对比例1并结合表2可以看出，经过抗皱处理剂整理后的棉织物基布，其抗皱性能均有明显提高，且对棉织物的白度影响不大。
结合实施例1、实施例5-7并结合表3可以看出，抗皱处理剂选用其他偶联剂、分散剂和表面活性剂，均能够提高棉织物的抗皱性能。其中，选用铝锆酸酯、聚乙烯醇和环氧基封端型聚醚聚硅氧烷对棉织物的抗皱性能提升更加明显。
结合实施例1和实施例8并结合表3可以看出，机械分散法较超声波分散法相比，其抗皱效果虽有所提高但并不明显，说明超声波分散法能够有助于提高棉织物的抗皱整理效果。
结合实施例1、实施例9和实施例10并结合表3可以看出，抗揍处理剂的浸渍液其质量分数为20-30％时，棉织物的抗皱性能均较好。
结合实施例1、实施例11和实施例12并结合表3可以看出，烘焙温度为150℃时，制得的棉织物白度较140℃有明显下降。其原因可能为烘焙温度过高，致使少量水性聚氨酯整理剂大分子链断裂或部分交联被破坏，使得白度下降，产生泛黄。
结合实施例1和对比例2-8并结合表3可以看出，偶联剂、分散剂和表面活性剂的添加均能够提高棉织物的抗皱性能。其中，三者中任一组分不添加都会对制得的棉织物的抗皱性能造成影响，所以在制备过程中需要同时添加三种组分。
结合实施例1-12和对比例1-8并结合表3可以看出，经过抗皱处理剂整理后的棉织物基布抗老化效果明显提升。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种抗皱面料的制作方法，其特征在于，其包括如下制备步骤：
将棉织物基布在含有抗皱处理剂的浸渍液中浸轧处理；
将步骤（1）中浸轧后的棉织物基布进行烘焙；
将步骤（2）中烘焙后的棉织物基布用水清洗；
将步骤（3）中清洗后的棉织物基布烘干；
其中，所述抗皱处理剂由包含以下重量份的原料制成：水性聚氨酯40-50份、聚马来酸30-35份、环氧基封端型聚二甲基硅氧烷2-6份、偶联剂2.5-3份、分散剂0.5-1份和表面活性剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种抗皱面料的制作方法，其特征在于：所述偶联剂为铝锆酸酯。
3.根据权利要求1所述的一种抗皱面料的制作方法，其特征在于：所述分散剂为聚乙烯醇。
4.根据权利要求1所述的一种抗皱面料的制作方法，其特征在于：所述表面活性剂为环氧基封端型聚醚聚硅氧烷，且所述环氧基封端型聚二甲基硅氧烷与所述环氧基封端型聚醚聚硅氧烷的质量比为1.8:1。
5.根据权利要求1所述的一种抗皱面料的制作方法，其特征在于，所述抗皱处理剂通过如下步骤制备得到：
S1、将水性聚氨酯和聚马来酸混合搅拌得到混合物A；
S2、向混合物A中加入偶联剂和分散剂后，进行混合搅拌得到混合物B；
S3、将环氧基封端型聚二甲基硅氧烷与表面活性剂混合，逐渐加水，加入混合物B后进行搅拌，乳化20min后制备得到混合物C；
S4、向混合物C中加入水配成质量分数不低于20％的浸渍液。
6.根据权利要求5所述的一种抗皱面料的制作方法，其特征在于：步骤S3的乳化采用超声波分散法。
7.根据权利要求1所述的一种抗皱面料的制作方法，其特征在于：步骤（1）中的浸轧处理，包括先将棉织物基布浸渍5min，再进行二浸二轧。
8.根据权利要求1所述的一种抗皱面料的制作方法，其特征在于：步骤（1）中浸轧处理时后的棉织物基布的带液率为85-95%。
9.根据权利要求1所述的一种抗皱面料的制作方法，其特征在于：所述水性聚氨酯含有-NCO-基团。
10.根据权利要求1所述的一种抗皱面料的制作方法，其特征在于：步骤（2）中的烘焙温度为140℃，烘焙时间为4min。
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