CN114197214B - 一种腈纶纱线用柔软平滑剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种腈纶纱线用柔软平滑剂及其制备方法，柔软平滑剂包括结构式1所示化合物、醇醚羧酸盐、甜菜碱、异构醇醚、十八胺表面活性剂和水。结构式1所示化合物如下：其中，R1＝‑CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2，R2＝‑CH2CH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2；n≥100。结构式1中R1和R2能大幅增加氨基密度及加大胺值，能软化刚性的聚丙烯腈，使织物获得良好的软滑度。该柔软平滑剂的离子性较弱或适中，在醇醚羧酸盐、甜菜碱、异构醇醚、十八胺表面活性剂的协同作用下能渗透及迁移至腈纶纱线内部，有效吸附腈纶纱线中的丙烯腈，提高腈纶纱线的柔软度，赋予腈纶纱线良好的手感。
Description
技术领域
本发明涉及腈纶纱线处理技术领域，更具体的涉及一种腈纶纱线用柔软平滑剂及其制备方法。
背景技术
腈纶是世界三大合成纤维之一，具有色泽鲜艳、手感柔软、质轻、保暖、防蛀等特点，其性能近似羊毛，而价格仅为羊毛的20％～30％，深受消费者的欢迎。腈纶的外观呈白色、卷曲、蓬松、手感柔软，酷似羊毛，多用来和羊毛混纺或作为羊毛的代用品，故又被称为“合成羊毛”。
腈纶是聚丙烯腈纤维在我国的商品名。腈纶在内部大分结构上很独特，呈不规则的螺旋形构象，且没有严格的结晶区，但有高序排列与低序排列之分。由于这种结构使腈纶具有很好的热弹性(可加工膨体纱)，腈纶密度小，比羊毛还小，织物保暖性好。
腈纶纱线是纺织用纱线原料，腈纶纱线主要是丙烯腈纤维，丙烯腈含量大于85％，硬度较大，需要通过加入高胺值的柔软平滑剂对其进行改善，但由于腈纶纱线含大量的强阴离子基团，柔软剂大量在纤维表面聚集，很难到达腈纶纱线内部，而且也难以均匀吸附，故而处理难度较大，对此，本发明提供一种腈纶纱线用柔软平滑剂来解决上述难题。
发明内容
为了克服现有技术缺陷，本发明的目的在于提供一种腈纶纱线用柔软平滑剂，胺值高及柔软度好，离子性弱或适中，通过加入多组份化合物弱化其离子性，能让其顺利通过纱线表面从而达到深层纤维。适中的阳离子性能吸附腈纶纱线中的阴离子基团，在其离子性弱化之后很容易迁移及渗透至腈纶纱线内部，提高腈纶纱线的柔软度，赋予腈纶纱线良好的手感。
为实现上述目的，本发明提供了一种腈纶纱线用柔软平滑剂，包括结构式1所示化合物，
其中，
R1＝-CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2，
R2＝-CH2CH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2；
n≥100。
与现有技术相比，本发明结构式1所示化合物中，R1和R2能大幅增加氨基密度及加大胺值，能软化刚性的聚丙烯腈，使织物获得良好的软滑度。同时，该柔软平滑剂的离子性较弱或适中，在多组份化合物(醇醚羧酸盐、甜菜碱、异构醇醚、十八胺表面活性剂)的协同作用下能渗透及迁移至腈纶纱线内部，有效吸附腈纶纱线中的阴离子基团，提高腈纶纱线的柔软度，赋予腈纶纱线良好的手感，且该柔软平滑剂稳定性好。
优选地，500≥n≥200，如n可为但不限于200、250、300、350、400、450、500，在该范围内的分子量较大，织物手感可以得到提升。
较佳地，结构式1所示化合物的粘度为1000CP-200000CP，如低粘1000CP-8000CP、中粘10000CP-40000CP、高粘50000CP-200000CP。优选地，结构式1所示化合物的粘度为20000～100000CP。该粘度可在制备过程中根据需要进行控制。
较佳地，本发明的腈纶纱线用柔软平滑剂还包括醇醚羧酸盐、甜菜碱、异构醇醚和十八胺表面活性剂。
较佳地，本发明的腈纶纱线用柔软平滑剂包括20-50份的结构式1所示化合物、5-30份的醇醚羧酸盐、5-10份的甜菜碱、10-40份的异构醇醚、5-20份的十八胺表面活性剂和30-60份的水。
较佳地，异构醇醚选自十碳异构醇醚、十一碳异构醇醚、十三碳异构醇醚中的至少一种。
较佳地，十八胺表面活性剂选自十八胺聚氧乙烯醚，如十八胺聚氧乙烯醚1810、十八胺聚氧乙烯醚1815、十八胺聚氧乙烯醚1825。
较佳地，本发明还提供一种结构式1所示化合物的制备方法，但结构式1所示化合物的制备并不限于本发明所提供的方法，结构式1所示化合物的制备方法，包括步骤：
(1)将N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷通过水解得到第一水解物，将γ－二乙烯三胺丙基甲基二甲氧基硅烷通过水解得到第二水解物，
(2)将第一水解物和第二水解物投入反应釜中，在催化剂和碱性条件下进行反应，温度为50-110℃，时间为2-5h，得到第一中间体，
(3)将第一中间体和线性体在碱性条件下进行反应，温度为90-100℃，时间为2-6h，得到结构式1所示化合物。
较佳地，步骤(3)中可根据需要加入不同百分比的第一中间体，如加入第一中间体的百分比可以为但不限于0.5％、1.5％、3.5％、6％、9％、13％。
其中，结构式1所示化合物的反应机理如下：
步骤(1)：
其中，R1＝-CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2。
其中，R2＝-CH2CH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2。
步骤(2)：
步骤(3)：
其中：
R1＝-CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2；
R2＝-CH2CH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2；
n≥100。
相应地，本发明还提供一种腈纶纱线用柔软平滑剂的制备方法，包括步骤：
将结构式1所示化合物、醇醚羧酸盐、甜菜碱、异构醇醚、十八胺表面活性剂和水搅拌混合均匀，得到腈纶纱线用柔软平滑剂。
该柔软平滑剂的胺值高、柔软度好，能通过纱线表面从而渗透至深层纤维，提高腈纶纱线的柔软度，赋予高腈纶纱良好的手感。
具体实施方式
通过下面的实施例和对比例更详细地描述了本发明。然而，提供的实施例是为了举例说明本发明，本发明并仅不限于此。
实施例1
一种腈纶纱线用柔软平滑剂，按重量份数计，包括30份的结构式1所示化合物、10份的醇醚羧酸盐、5份的甜菜碱、10份的异构醇醚、10份的十八胺表面活性剂和50份的水。
其中，结构式1所示化合物的制备方法，包括步骤：
(1)将N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷通过水解得到第一水解物，将γ－二乙烯三胺丙基甲基二甲氧基硅烷通过水解得到第二水解物，
(2)将1mol第一水解物和1mol第二水解物投入反应釜中，在催化剂和碱性条件下进行反应，温度为80℃，时间为4h，得到第一中间体，
(3)将1.5％的第一中间体和线性体在碱性条件下进行反应，温度为90℃，时间为5h，控制其粘度为40000CP，得到结构式1所示化合物。
该实施例的腈纶纱线用柔软平滑剂的制备方法，包括步骤：
将结构式1所示化合物、醇醚羧酸盐、甜菜碱、异构醇醚、十八胺表面活性剂和水搅拌混合均匀，得到腈纶纱线用柔软平滑剂。
实施例2
一种腈纶纱线用柔软平滑剂，按重量份数计，包括40份的结构式1所示化合物、5份的醇醚羧酸盐、10份的甜菜碱、20份的异构醇醚、5份的十八胺表面活性剂和40份的水。
本实施例结构式1所示化合物的制备方法与实施例1相同，不同在于：本实施例2中加入第一中间体的百分比为6％，控制结构式1所示化合物的粘度为100000CP。
本实施例的腈纶纱线用柔软平滑剂的制备方法与实施例1相同，在此不详细阐述。
实施例3
一种腈纶纱线用柔软平滑剂，按重量份数计，包括20份的结构式1所示化合物、20份的醇醚羧酸盐、5份的甜菜碱、20份的异构醇醚、10份的十八胺表面活性剂和60份的水。
本实施例结构式1所示化合物的制备方法与实施例1相同，不同在于：本实施例3中控制结构式1所示化合物的粘度为80000CP。
本实施例的腈纶纱线用柔软平滑剂的制备方法与实施例1相同，在此不详细阐述。
对比例1
该对比例与实施例1基本相同，不同点在于：对比例1中不含醇醚羧酸盐，而实施例1中含醇醚羧酸盐，其余与实施例1均相同，在此不详细阐述。
对比例2
该对比例与实施例1基本相同，不同点在于：对比例2中不含甜菜碱，而实施例1中含甜菜碱，其余与实施例1均相同，在此不详细阐述。
对比例3
一种腈纶纱线用柔软平滑剂，按重量份数计，包括30份的线性体、10份的醇醚羧酸盐、5份的甜菜碱、10份的异构醇醚、10份的十八胺表面活性剂和50份的水。
本对比例的腈纶纱线用柔软平滑剂的制备方法与实施例1相同，在此不详细阐述。
对上述实施例1～3和对比例1-3获得的柔软平滑剂在腈纶纱线进行应用性能测试。
将实施例1～3和对比例1-3制备的柔软平滑剂用于后整理工艺，将腈纶纱线浸泡在柔软平滑剂中1分钟，同时设置不采用柔软平滑剂处理的空白对照，并设置采用实施例1的柔软平滑剂对涤纶纱线处理的对比例4，进行手感测试，测试结果见表1。
手感测试：采用实物手感评定法，以5个专业人员组成一个小组评估织物手感。先通过排序法决定手感良好和最差的织物，再将手感良好的织物定为5级，最差的织物定为1级，其余织物的手感通过参照法得出，分为1～5级，数值越大手感越好。纱线表面作为外层，以纱线一半及以下作为内层。
表1手感测试结果
从表1测试结果可知，空白对照的手感为1级，通过本发明的柔软平滑剂处理后，腈纶纱线的手感优良，尤其是纱线内层手感良好。主要是由于结构式1所示化合物中R1和R2能大幅增加氨基密度及加大胺值，能软化刚性的聚丙烯腈，使织物获得良好的软滑度，且在多组份化合物(醇醚羧酸盐、甜菜碱、异构醇醚、十八胺表面活性剂)的协同作用下能渗透及迁移至腈纶纱线内部，有效吸附腈纶纱线中的丙烯腈，提高腈纶纱线的柔软度，赋予腈纶纱线良好的手感。
对比例1和对比例2中由于缺乏醇醚羧酸盐和甜菜碱，渗透内层的性能有所下降，故而手感有所减弱。
对比例3中采用线性体作为硅油主体，手感效果较差。
对比例4中由于是对涤纶纱线处理，涤纶纱线并不含有丙烯腈，故而该体系对其手感效果有限。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种腈纶纱线用柔软平滑剂，其特征在于，按重量份数计，包括20-50份的结构式1所示化合物、5-30份的醇醚羧酸盐、5-10份的甜菜碱、10-40份的异构醇醚、5-20份的十八胺表面活性剂和30-60份的水，
该结构式1所示化合物如下所示：
其中：
R1＝-CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2；
R2＝-CH2CH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2；
n≥100；
其中，结构式1所示化合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷通过水解得到第一水解物，将γ－二乙烯三胺丙基甲基二甲氧基硅烷通过水解得到第二水解物，
(2)将第一水解物和第二水解物投入反应釜中，在催化剂和碱性条件下进行反应，温度为50-110℃，时间为2-5h，得到第一中间体，
(3)将第一中间体和线性体在碱性条件下进行反应，温度为90-100℃，时间为2-6h，得到结构式1所示化合物。
2.如权利要求1所述的腈纶纱线用柔软平滑剂，其特征在于，500≥n≥200。
3.如权利要求1所述的腈纶纱线用柔软平滑剂，其特征在于，结构式1所示化合物的粘度为1000CP～200000CP。
4.如权利要求3所述的腈纶纱线用柔软平滑剂，其特征在于，结构式1所示化合物的粘度为20000CP～100000CP。
5.如权利要求1所述的腈纶纱线用柔软平滑剂，其特征在于，异构醇醚选自十碳异构醇醚、十一碳异构醇醚、十三碳异构醇醚中的至少一种。
6.如权利要求1所述的腈纶纱线用柔软平滑剂，其特征在于，十八胺表面活性剂为十八胺聚氧乙烯醚。
7.一种如权利要求1所述的腈纶纱线用柔软平滑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将结构式1所示化合物、醇醚羧酸盐、甜菜碱、异构醇醚、十八胺表面活性剂和水搅拌混合均匀，得到腈纶纱线用柔软平滑剂。
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