CN113717388A

CN113717388A - 生态抗菌整理剂制备及其用于织物整理的方法

Info

Publication number: CN113717388A
Application number: CN202110957424.7A
Authority: CN
Inventors: 吴良华; 王莉莉; 李益民; 吴明华; 魏敏敦; 赵金龙; 段炎斌
Original assignee: ZHEJIANG SAINTYEAR TEXTILE CO Ltd; Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Current assignee: ZHEJIANG SAINTYEAR TEXTILE CO Ltd; Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Priority date: 2021-08-19
Filing date: 2021-08-19
Publication date: 2021-11-30
Anticipated expiration: 2041-08-19
Also published as: CN113717388B

Abstract

本发明涉及一种生态抗菌整理剂制备及其用于织物整理的方法，所属印染助剂技术领域，包括将双端含氢聚硅氧烷和甲基丙烯酸缩水甘油酯搅拌均匀升温至85℃，随后加入氯铂酸催化剂搅拌均匀升温至一定温度，反应一定时间至Si‑H键的特征吸收峰消失，经减压蒸馏除去过量的甲基丙烯酸缩水甘油酯。接着将线性双端环氧基羰基聚硅氧烷、已除水的聚醚胺、N，N，N，N‑四甲基‑1，6‑己二胺乙酸盐加入四口烧瓶中，加入异丙醇为溶剂。继续保温一定时间，通过减压法蒸馏除去低沸物和溶剂，得到淡黄色透明状的生态抗菌柔软高吸湿多功能整理剂，最后对织物进行整理。具有工艺简单、质量稳定性好和织物整理效果好的特点。解决了整理剂功能单一的问题。

Description

生态抗菌整理剂制备及其用于织物整理的方法

技术领域

本发明涉及印染助剂技术领域，具体涉及一种生态抗菌整理剂制备及其用于织物整理的方法。

背景技术

功能改性有机硅整理剂是整理织物效果最为突出的一类柔软剂，不仅能赋予织物优良的柔软、爽滑的柔软性，还能赋予织物吸湿、抗静电和抗菌等多种功能，因而在纺织领域具有极其广阔的发展空间和市场前景。氨基硅油的出现使有机硅整理剂的发展达到了一个阶段的颠峰，素有“超级柔软剂”之称。然而，在使用过程中，氨基硅油存在乳液易漂油、粘辊、整理织物疏水和易黄变等问题。

为了改善氨基硅油乳液漂油以及整理织物疏水等问题，氨基硅油结构中常引入亲水性链段。目前，常用的亲水化改性氨基硅油主要为聚醚改性或聚醚与其他活性基团共改性聚硅氧烷。市场上现有最多的产品是侧链型聚醚改性氨基硅油和嵌段型聚醚氨基改性硅油。由于侧链型聚醚改性氨基硅油中的聚醚基团是从侧面接枝到聚硅氧烷主链段上的，聚醚链段影响聚硅氧烷链段在纤维表面的排列分布，这导致其整理织物的亲水性相比氨基硅油虽有很大程度的改善，但柔软性却大幅下降。而嵌段型聚醚氨基改性硅油则将具有吸附作用的氨烃基和亲水作用的聚醚链段多次重复引入到聚硅氧烷分子主链结构中，使整理织物具有较好的吸附性和亲水性，改善氨基硅油乳液漂油和整理织物疏水问题；同时其分子结构中的胺基为不易氧化的仲胺基，还可明显改善整理织物的泛黄现象。

氨基硅油的亲水化改性一般是以环氧改性聚硅氧烷为中间体开始的。通过硅氢加成反应可在聚硅氧烷中引入环氧基。与其他反应类型相比，硅氢加成反应具有反应原料廉价、副反应少、反应条件温和易控制、产率高等优点。但目前硅氢加成合成的环氧改性聚硅氧烷多为环氧基烷基改性聚硅氧烷，与合成嵌段型聚醚氨基改性硅油的所用原料——聚醚胺为两相容性差的物质，其环氧基的低反应活性满足不了高分子量嵌段型聚醚氨基改性硅油的合成需求，最终导致合成产物在纤维上的成膜性差，整理织物柔软性相比氨基硅油差距较大。

发明内容

本发明主要解决现有技术中存在工艺复杂、质量稳定性差和织物整理效果差的不足，提供了一种生态抗菌柔软高吸湿多功能整理剂用于织物整理的方法，其具有工艺简单、质量稳定性好和织物整理效果好的特点。解决了整理剂功能单一的问题。实现整理织物优良的抗菌、柔软、高吸湿和抗静电性能。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种生态抗菌整理剂制备的方法，包括如下操作步骤：

第一步：将双端含氢聚硅氧烷和甲基丙烯酸缩水甘油酯搅拌均匀升温至85℃，随后加入氯铂酸催化剂搅拌均匀升温至一定温度，反应一定时间至Si-H键的特征吸收峰消失，通过红外光谱跟踪监测产物的Si-H键特征吸收峰。经减压蒸馏除去过量的甲基丙烯酸缩水甘油酯，得到淡黄色澄清透明的线性双端环氧基羰基聚硅氧烷；反应化学方程式如下：

第二步：将线性双端环氧基羰基聚硅氧烷、已除水的聚醚胺、N，N，N，N-四甲基-1，6-己二胺乙酸盐加入四口烧瓶中，3种反应物是依次加入四口烧瓶中进行反应的。加入异丙醇为溶剂，于一定温度下回流反应一定时间，回流反应采用四口烧瓶、滴液漏斗、温度计、搅拌装置、回流冷凝管、锥形瓶进行实现。至反应物透明；反应化学方程式如下：

其中：A表示

第三步：继续保温一定时间，通过减压法蒸馏除去低沸物和溶剂，得到淡黄色透明状的生态抗菌柔软高吸湿多功能整理剂。

作为优选，双端含氢聚硅氧烷和甲基丙烯酸缩水甘油酯的摩尔比为1∶2.1～1∶2.3。

作为优选，氯铂酸催化剂用量为45～55ppm。

作为优选，加入氯铂酸催化剂搅拌均匀升温至90～110℃，反应时间为3～5h。

作为优选，线性双端环氧基羰基聚硅氧烷、已除水的聚醚胺、N，N，N，N-四甲基-1，6-己二胺乙酸盐的摩尔比为2∶(1～2)∶(1～2)。

作为优选，异丙醇溶剂用量为30～50wt％。

作为优选，加入异丙醇为溶剂后的反应温度为70～90℃，反应时间为4～5h。

作为优选，保温时间为1～2h得到淡黄色透明状的生态抗菌柔软高吸湿多功能整理剂。

制备出生态抗菌整理剂用于织物整理的方法，采用浓度为5～20g/L的生态抗菌柔软高吸湿多功能整理剂对织物进行整理，并且测试整理织物的抗菌、柔软、吸湿和抗静电性能。

作为优选，生态抗菌柔软高吸湿多功能整理剂对织物的整理工艺为二浸二轧，浴比1∶20～1∶30，轧余率70～100％；预烘温度80～100℃，预烘时间2～3min；焙烘温度140～160℃，焙烘时间2～3min。

通过提高环氧基反应活性以及合理调控胺基、季铵基和聚醚链段比例，制备一种集“抗菌、柔软、吸湿、抗静电和自乳化”功能于一体的生态抗菌柔软高吸湿整理剂，进而赋予整理织物优良的抗菌、柔软、吸湿和抗静电功能。

织物的抑菌性测定参照GB/T20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》。手感测定采用触摸法：将手感评分最高定为10分，最少为0分，没有经过整理的涤纶织物手感定为5分；由3人以上采用主观评定法打分，结果取平均值。织物的吸湿性用毛效来评定，参照FZ/T01071-2008《纺织品毛细效应实验方法》。织物的抗静电性测定参照GB/T12703.1-2008《纺织品静电性能的评定第1部分：静电压半衰期》。

本发明能够达到如下效果：

本发明提供了一种生态抗菌柔软高吸湿多功能整理剂用于织物整理的方法，与现有技术相比较，具有工艺简单、质量稳定性好和织物整理效果好的特点。解决了整理剂功能单一的问题。实现整理织物优良的抗菌、柔软、高吸湿和抗静电性能。

具体实施方式

下面通过实施例，对发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：一种生态抗菌整理剂制备及其用于织物整理的方法，包括如下操作步骤：

第一步：将摩尔比为1∶2.2的双端含氢聚硅氧烷和甲基丙烯酸缩水甘油酯搅拌均匀升温至85℃，随后加入50ppm氯铂酸催化剂搅拌均匀升温至100℃，反应3.5h至Si-H键的特征吸收峰消失，经减压蒸馏除去过量的甲基丙烯酸缩水甘油酯，得到淡黄色澄清透明的线性双端环氧基羰基聚硅氧烷。

第二步：将摩尔比为2∶1∶1、2∶1∶2、2∶2∶1的线性双端环氧基羰基聚硅氧烷、已除水的聚醚胺、N，N，N，N-四甲基-1，6-己二胺乙酸盐加入四口烧瓶中，加入40wt％异丙醇为溶剂，于80℃回流反应4.5h，至反应物透明。线性双端环氧基羰基聚硅氧烷的缩写简称为ECP，已除水的聚醚胺缩写简称为ED-600，N，N，N，N-四甲基-1，6-己二胺乙酸盐缩写简称为THA。

第三步：继续保温2h，通过减压法蒸馏除去低沸物和溶剂，得到淡黄色透明状的生态抗菌柔软高吸湿多功能整理剂，缩写简称为PEAMAS。

第四步：将棉织物放入整理液中进行二浸二轧，此时生态抗菌柔软高吸湿多功能整理剂的浓度为10g/L，浴比1∶20，轧余率90％，进行80℃预烘2min，再进行150℃焙烘2min。

不同结构的生态抗菌柔软高吸湿多功能整理剂整理棉织物的抗菌性、手感、吸湿性和抗静电性结果见表1：

表1不同结构的PEAMAS整理棉织物各项性能

从表1中可知，不同结构的PEAMAS整理织物具有不同的抗菌性、手感、吸湿性和抗静电性。

实施例2：一种生态抗菌整理剂制备及其用于织物整理的方法，包括如下操作步骤：

第一步：将摩尔比为1∶2.2的双端含氢聚硅氧烷和甲基丙烯酸缩水甘油酯搅拌均匀升温至85℃，随后加入30ppm、40ppm、50ppm、60ppm氯铂酸催化剂搅拌均匀升温至100℃，反应3.5h至Si-H键的特征吸收峰消失，经减压蒸馏除去过量的甲基丙烯酸缩水甘油酯，得到淡黄色澄清透明的线性双端环氧基羰基聚硅氧烷。

第二步：将摩尔比为2∶1∶1的线性双端环氧基羰基聚硅氧烷、已除水的聚醚胺、N，N，N，N-四甲基-1，6-己二胺乙酸盐加入四口烧瓶中，加入40wt％异丙醇为溶剂，于80℃回流反应4.5h，至反应物透明。

第四步：将棉织物放入整理液中进行二浸二轧，此时生态抗菌柔软高吸湿多功能整理剂的浓度为2g/L、10g/L、20g/L、30g/L、40g/L，浴比1∶20，轧余率90％，进行80℃预烘2min，再进行150℃焙烘2min。

不同用量的PEAMAS整理棉织物的抗菌性、手感、吸湿性和抗静电性结果见表2：

表2不同用量的PEAMAS整理棉织物各项性能

从表2中可知，PEAMAS用量较少，其整理织物的抗菌性、手感、吸湿性和抗静电性不能达到良好的效果。PEAMAS用量大于20g/L后，其整理织物的抗菌性、手感、吸湿性和抗静电性不再提升，基本保持较佳的效果。从效果和经济的角度考虑，PEAMAS用量可选用5～20g/L。

实施例3：一种生态抗菌整理剂制备及其用于织物整理的方法，包括如下操作步骤：

第三步：续保温2h，通过减压法蒸馏除去低沸物和溶剂，得到淡黄色透明状的生态抗菌柔软高吸湿多功能整理剂。

第四步：将棉织物放入整理液中进行二浸二轧，此时生态抗菌柔软高吸湿多功能整理剂的浓度为10g/L，浴比1∶20，轧余率90％，进行80℃预烘2min，再分别进行120℃、150℃、170℃焙烘2min。

不同焙烘温度下，PEAMAS整理棉织物的抗菌性、手感、吸湿性和抗静电性结果见表3：

表3不同焙烘温度下的PEAMAS整理棉织物各项性能

从表3中可知，焙烘温度较低或较高，PEAMAS整理棉织物的抗菌性、手感、吸湿性和抗静电性均不能达到最佳的效果。

综上所述，该生态抗菌整理剂制备及其用于织物整理的方法，具有工艺简单、质量稳定性好和织物整理效果好的特点。解决了整理剂功能单一的问题。实现整理织物优良的抗菌、柔软、高吸湿和抗静电性能。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims

1.一种生态抗菌整理剂制备的方法，其特征在于包括如下操作步骤：

第一步：将双端含氢聚硅氧烷和甲基丙烯酸缩水甘油酯搅拌均匀升温至85℃，随后加入氯铂酸催化剂搅拌均匀升温至一定温度，反应一定时间至Si-H键的特征吸收峰消失，经减压蒸馏除去过量的甲基丙烯酸缩水甘油酯，得到淡黄色澄清透明的线性双端环氧基羰基聚硅氧烷；反应化学方程式如下：

第二步：将线性双端环氧基羰基聚硅氧烷、已除水的聚醚胺、N，N，N，N-四甲基-1，6-己二胺乙酸盐加入四口烧瓶中，加入异丙醇为溶剂，于一定温度下回流反应一定时间，至反应物透明；反应化学方程式如下：

其中：A表示

2.根据权利要求1所述的生态抗菌整理剂制备的方法，其特征在于：双端含氢聚硅氧烷和甲基丙烯酸缩水甘油酯的摩尔比为1∶2.1～1∶2.3。

3.根据权利要求1所述的生态抗菌整理剂制备的方法，其特征在于：氯铂酸催化剂用量为45～55ppm。

4.根据权利要求1所述的生态抗菌整理剂制备的方法，其特征在于：加入氯铂酸催化剂搅拌均匀升温至90～110℃，反应时间为3～5h。

5.根据权利要求1所述的生态抗菌整理剂制备的方法，其特征在于：线性双端环氧基羰基聚硅氧烷、已除水的聚醚胺、N，N，N，N-四甲基-1，6-己二胺乙酸盐的摩尔比为2：(1～2)：(1～2)。

6.根据权利要求1所述的生态抗菌整理剂制备的方法，其特征在于：异丙醇溶剂用量为30～50wt％。

7.根据权利要求1所述的生态抗菌整理剂制备的方法，其特征在于：加入异丙醇为溶剂后的反应温度为70～90℃，反应时间为4～5h。

8.根据权利要求1所述的生态抗菌整理剂制备的方法，其特征在于：保温时间为1～2h得到淡黄色透明状的生态抗菌柔软高吸湿多功能整理剂。

9.根据权利要求1所制备出的生态抗菌整理剂用于织物整理的方法，其特征在于：采用浓度为5～20g/L的生态抗菌柔软高吸湿多功能整理剂对织物进行整理，并且测试整理织物的抗菌、柔软、吸湿和抗静电性能。

10.根据权利要求9所述的生态抗菌整理剂用于织物整理的方法，其特征在于：生态抗菌柔软高吸湿多功能整理剂对织物的整理工艺为二浸二轧，浴比1∶20～1∶30，轧余率70～100％；预烘温度80～100℃，预烘时间2～3min；焙烘温度140～160℃，焙烘时间2～3min。