一种棉纺织物抗褶皱整理剂、制备方法及整理工艺与流程

本发明涉及整理剂及其制备与应用技术领域，具体涉及一种棉纺织物抗褶皱整理剂、制备方法及整理工艺。

背景技术：

织物整理是在织物上施加一种整理剂，它能改变织物的表面性能，从而赋予织物特殊的功能。例如憎水憎油整理是以具有低表面张力的整理剂处理织物，改变纤维的表面特性，使织物表面不易被水或油润湿和铺展，从而达到憎水憎油的目的。防污整理和易去污整理是通过改变纤维的表面性能或表面状态，使织物在穿着、使用条件下不易沾附污垢，或将已沾附的污垢易于洗涤的加工工艺。

随着人们生活水平的提高和健康环保的需求，采用天然纤维制作纺织品逐步成为常态。棉纤维具有柔软、亲肤、透气、吸湿等诸多优点，其纺织品得到越来越多人们的青睐。然而棉纺织品存在易起皱、易缩水的缺陷，特别是在印染加工和服装洗涤过程中，因不断经受外力的作用而容易产生变形褶皱、收缩等现象。起皱的原因主要是棉纤维材质自身性能所致，棉纤维主要成分为纤维素，其分子取向度较高，在洗涤搓揉、穿着叠压时，纤维素分子容易发生移动，从而形成新的氢键而固定，当外力去除后，纤维素分子氢键不能自主恢复到原来的位置，从而产生较多的褶皱。

为了避免褶皱产生，目前常规的做法是将棉纤维与化学纤维混纺,如涤棉面料就是涤棉混纺织物，采用涤纶和棉纤维混纱线织成的纺织品，通过涤纶的抗褶皱性来提棉棉织物抗褶皱差的问题。然而涤棉混纺品手感不如纯棉好、穿着不如纯棉透气吸汗。

棉织物被搓揉挤压时发生塑性变形而形成褶皱，由于棉织物纤维自身的特性，出现折痕的棉织物难以恢复到原来的状态。目前棉纤维织物的抗皱整理剂主要使用n-羟甲基酰胺类树脂，如常在工业中应用的2d树脂。2d树脂尽管对棉纺织物有较好的抗皱整理性，但由于存在释放甲醛、渗透性差，因此对人体健康存在危害，而且树脂包覆在纤维外围，造成棉质手感性降低。无醛抗褶皱整理剂是目前棉织物整理的发展方向，已有技术报道，采用多元酸可以实现良好的抗褶皱处理。在多元酸中效果较好的有btch和柠檬酸，其中btch防皱效果较好，但价格较贵；柠檬酸价格低，易于大规模应用，但柠檬酸存在交联程度低，不耐洗的问题，使得在用于棉织物抗褶皱整理是还存在不足。

目前快速增长的纯棉纺织品需求，研究高效的棉织物抗褶皱整理剂成为关键。形状记忆材料能够在经过加工赋型后，加热到一定的温度，受外力作用后变形，在变形状态下具有形状记忆功能，当达到初始形状记忆的温度条件时，能自动回复到初始记忆的状态。这对解决棉织物抗褶皱具有巨大的潜力。如将聚氨酯基形状记忆材料纺丝后混纺在棉织物中实现抗褶皱的目的。但该方法工艺复杂，需要在纺织品种混入较多的聚氨酯。我们希望将聚氨酯基形状记忆材料制备成涂料态的整理剂，然而形状记忆是高分子软-硬相间的复合态，聚氨酯配制成乳液不具备这一功能，限制了聚氨酯形状记忆材料以液态整理剂的方式用于棉纺织抗褶皱。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种棉纺织物抗褶皱整理剂、制备方法及整理工艺。本发明解决现有技术中棉纺织物容易褶皱的问题。本发明通过在聚氨酯聚合过程中，将低分子量聚己内酯和微晶纤维素镶嵌在聚氨酯中，形成在30~40℃形状记忆的膏状物料，使得棉纺织物30~40℃的环境温度中会恢复所记忆的初始形状，即30~40℃记忆的平整状态，从而保持了棉织物的平整状态。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种棉纺织物抗褶皱整理剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、将微晶纤维素和低分子量聚己内酯混合后进行第一次捏炼得到糊状物，再向糊状物中加入聚醚多元醇、二异氰酸酯和催化剂后进行第二次捏炼反应；

步骤二、将步骤一中的形状记忆复合膏状材料与二氧化硅气凝胶按照质量比为2：（0.1~0.5）混合后进行第三次捏炼得到膏状物，静置至少30min，在液氮冷冻条件下研磨得到形状记忆复合粉末；

步骤三、将步骤二中的形状记忆复合粉末和整理剂乳液按照质量比为1：（5~10）混合分散，即得棉纺织物抗褶皱整理剂。

形状记忆材料是指具有恢复到初始形状的功能的材料。目前已有将聚氨酯基的形状记忆材料复合在纺织品种达到抗褶皱的目的，如将聚氨酯基形状记忆材料纺丝后混纺在棉织物中实现抗褶皱的目的。但该方法工艺复杂。本发明通过制备具有形状记忆的整理剂以实现棉织物抗褶皱的目的。

本发明在聚氨酯聚合过程中，将低分子量聚己内酯和微晶纤维素镶嵌在聚氨酯中，形成在30~40℃具备形状记忆功能的膏状物料，再将膏状物料填装在二氧化硅气凝胶的微孔中，最终在液氮冷冻下研磨成粉，以此实现将形状记忆材料粉末化。形状记忆复合粉末分散在乳液中作为整理剂时，由于对棉纺织物碱液浸泡处理，从而棉纺织物与二氧化硅气凝胶粘合，其中二氧化硅气气凝胶是作为负载形状记忆的微孔材料，继而辅助形状记忆复合粉末与棉纺织物粘合为整体。

微晶纤维素，在聚氨酯聚合时均匀镶嵌在聚氨酯中，其具由优良的吸水性和增柔性，用于整理剂中，用于补偿整理造棉织物硬质化。

聚己内酯为半结晶型聚合物，其镶嵌于聚氨酯内，由于材料内部存在不完全相容的两相，会发生软化——硬化可逆变化的可逆相，从而在30~40℃的范围内具有形状记忆功能。

当棉纺织物制作成服装在穿着、洗涤搓揉形成褶皱时，由于棉织物的纤维和表面被形状记忆涂层整理，其在30~40℃的环境温度下会恢复所记忆的初始形状，即30~40℃记忆的平整状态，从而保持了棉织物的平整状态。如果该棉纺织物用于制备贴身的衣物，人体温度正好是棉织物恢复形状记忆的温度，从而褶皱的棉织物在此温度下会快速恢复平整。

进一步地，所述步骤一中第一次捏炼的温度为50~60℃，第一次捏炼的时间为30~60min；

所述步骤一中第二次捏炼的温度为70~80℃，第二次捏炼的时间为1~2h；

所述步骤二中第三次捏炼的温度为50~60℃，捏炼时间为1~2h。

通过多次捏炼混合均匀，其中每次捏炼的时间和温度依据需要捏炼的物料混合难易程度进行相应设计。

进一步优选地，所述步骤一中微晶纤维素、低分子量聚己内酯、聚醚多元醇、二异氰酸酯和催化剂的质量比为1：（4~5）：（3~4）：（2~3）：（0.002~0.004）；

所述步骤二中形状记忆复合膏状材料与二氧化硅气凝胶的质量比为2：（0.3~0.4）；

所述步骤三中形状记忆复合粉末和整理剂乳液的质量比为1：（7~8）。

将低分子量聚己内酯和微晶纤维素镶嵌在聚氨酯中，形成在30~40℃具备形状记忆功能的膏状物料，再将膏状物料填装在二氧化硅气凝胶的微孔中，最终在液氮冷冻下研磨成粉，以此实现将形状记忆材料粉末化。

进一步优选地，所述步骤一中低分子量聚己内酯的数均分子量为500~1200，羟值为150~220mgkoh/g；

所述步骤一中聚醚多元醇为三羟甲基丙烷聚醚、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃二醇中的至少一种；

所述步骤一中二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的至少一种；

所述步骤一中所述催化剂为月桂酸二丁基锡。

通过控制低分子量聚己内酯的数均分子量和强制，使得低分子量聚己内酯和微晶纤维素可以更好的镶嵌在聚氨酯中，提高物料利用率。

进一步优选地，所述步骤一中低分子量聚己内酯的数均分子量为500~800，羟值为160~200mgkoh/g；所述步骤一中聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇。

进一步优选地，所述步骤二中二氧化硅气凝胶的孔隙率≥70%；所述步骤二中形状记忆复合粉末的粒径≤0.05mm。控制二氧化硅气凝胶的孔隙率，尽可能选择较大孔隙率的二氧化硅气凝胶，由此可以提高二氧化硅气凝胶的负载能力，从而提高形状记忆复合膏状材料在二氧化硅气凝胶微孔中的负载率，从而提高形状记忆复合膏状材料的利用率。二氧化硅气凝胶优异的孔隙率使得在捏炼的过程中充分吸附形状记忆复合膏状材料，二氧化硅气凝胶吸附形状记忆复合膏状材料的目的是使形状记忆材料能够研磨为微细的微粒，便于在整理剂中分散。

进一步地，所述步骤三中整理剂乳液为有机硅改性聚氨酯乳液、乙烯醋酸乙烯共聚乳液、含硅丙烯酸酯核壳乳液中的至少一种。

进一步优选地，所述步骤三中整理剂乳液为有机硅改性聚氨酯乳液、乙烯醋酸乙烯共聚乳液和含硅丙烯酸酯核壳乳液按照质量比为1：（2~4）：（0.3~0.8）混合制备而成。

一种棉纺织物抗褶皱整理剂，所述棉纺织物抗褶皱整理剂由上述制备方法制备而成。

一种棉纺织物抗褶皱整理剂的应用方法，其特征是：将棉织物经过碱液浸泡，然后通过整理剂，二浸二轧，压力为1-2kgf/cm2，使带液率60％～80％，将整理后的棉织物在80-100℃预烘，经过平整辊平整，烘干，并依次经过40℃、30℃的压辊压平整，使棉织物在30-40℃的温度内形成平整的初始形态。

形状记忆复合粉末分散在乳液中作为整理剂时，由于对棉纺织物碱液浸泡处理，从而棉纺织物与二氧化硅气凝胶粘合，其中二氧化硅气气凝胶是作为负载形状记忆的微孔材料，继而辅助形状记忆复合粉末与棉纺织物粘合为整体。

本发明的有益效果是：本发明在聚氨酯聚合过程中，将低分子量聚己内酯和微晶纤维素镶嵌在聚氨酯中，形成在30~40℃具备形状记忆功能的膏状物料，再将膏状物料填装在二氧化硅气凝胶的微孔中，最终在液氮冷冻下研磨成粉，以此实现将形状记忆材料粉末化。形状记忆复合粉末分散在乳液中作为整理剂时，由于对棉纺织物碱液浸泡处理，从而棉纺织物与二氧化硅气凝胶粘合，其中二氧化硅气气凝胶是作为负载形状记忆的微孔材料，继而辅助形状记忆复合粉末与棉纺织物粘合为整体。当棉纺织物制作成服装在穿着、洗涤搓揉形成褶皱时，由于棉织物的纤维和表面被形状记忆涂层整理，其在30~40℃的环境温度下会恢复所记忆的初始形状，即30~40℃记忆的平整状态，从而保持了棉织物的平整状态。如果该棉纺织物用于制备贴身的衣物，人体温度正好是棉织物恢复形状记忆的温度，从而褶皱的棉织物在此温度下会快速恢复平整。

附图说明

图1为实施例1处理的厚度为1mm的纯棉织物折叠压制后的折痕图。

图2为对比例1处理的厚度为1mm的纯棉织物折叠压制后的折痕图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。

实施例1

一种棉纺织物抗褶皱整理剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、将微晶纤维素和低分子量聚己内酯混合后进行第一次捏炼得到糊状物，第一次捏炼的温度为50℃，第一次捏炼的时间为60min，再向糊状物中加入聚醚多元醇、二异氰酸酯和催化剂月桂酸丁二锡进行第二次捏炼反应，第二次捏炼的温度为70℃，第二次捏炼的时间为2h，微晶纤维素、低分子量聚己内酯、聚醚多元醇、二异氰酸酯和催化剂的质量比为1：5：3：2：0.00，即得形状记忆复合膏状材料；

步骤二、将步骤一中的形状记忆复合膏状材料与二氧化硅气凝胶按照质量比为2：0.1混合后进行第三次捏炼得到膏状物，第三次捏炼的温度为50℃，捏炼时间为2h，静置至少30min，在液氮冷冻条件下研磨得到形状记忆复合粉末；

步骤三、将步骤二中的形状记忆复合粉末和整理剂乳液按照质量比为1：5混合分散，即得棉纺织物抗褶皱整理剂。

具体地，所述步骤一中低分子量聚己内酯的数均分子量为800，羟值为150mgkoh/g；

所述步骤一中聚醚多元醇为三羟甲基丙烷聚醚；

所述步骤一中二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯；

所述步骤二中二氧化硅气凝胶的孔隙率≥70%；所述步骤二中形状记忆复合粉末的粒径≤0.05mm；

所述步骤三中整理剂乳液为有机硅改性聚氨酯乳液。

一种棉纺织物的整理工艺，将棉纺织物经过碱液浸泡，再通过上述棉纺织物抗褶皱整理剂进行二浸二轧，二浸二轧的压力为1kgf/cm²，带液率60%，在温度为80℃下预烘干，在平整辊上预平整，烘干后依次经过40℃、30℃的压辊压平整，即得整理后的棉纺织物。

实施例2

一种棉纺织物抗褶皱整理剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、将微晶纤维素和低分子量聚己内酯混合后进行第一次捏炼得到糊状物，第一次捏炼的温度为60℃，第一次捏炼的时间为30min，再向糊状物中加入聚醚多元醇、二异氰酸酯和催化剂月桂酸丁二锡进行第二次捏炼反应，第二次捏炼的温度为80℃，第二次捏炼的时间为1h，微晶纤维素、低分子量聚己内酯、聚醚多元醇、二异氰酸酯和催化剂的质量比为1：5：4：3：0.003，即得形状记忆复合膏状材料；

步骤二、将步骤一中的形状记忆复合膏状材料与二氧化硅气凝胶按照质量比为2：0.5混合后进行第三次捏炼得到膏状物，第三次捏炼的温度为60℃，捏炼时间为1h，静置至少30min，在液氮冷冻条件下研磨得到形状记忆复合粉末；

步骤三、将步骤二中的形状记忆复合粉末和整理剂乳液按照质量比为1：10混合分散，即得棉纺织物抗褶皱整理剂。

具体地，所述步骤一中低分子量聚己内酯的数均分子量为1000，羟值为180mgkoh/g；

所述步骤一中聚醚多元醇为聚氧化丙烯三醇；

所述步骤一中二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯；

所述步骤二中二氧化硅气凝胶的孔隙率≥70%；所述步骤二中形状记忆复合粉末的粒径≤0.05mm；

所述步骤三中整理剂乳液为乙烯醋酸乙烯共聚乳液。

一种棉纺织物的整理工艺，将棉纺织物经过碱液浸泡，再通过上述棉纺织物抗褶皱整理剂进行二浸二轧，二浸二轧的压力为2kgf/cm²，带液率80%，在温度为100℃下预烘干，在平整辊上预平整，烘干后依次经过40℃、30℃的压辊压平整，即得整理后的棉纺织物。

实施例3

一种棉纺织物抗褶皱整理剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、将微晶纤维素和低分子量聚己内酯混合后进行第一次捏炼得到糊状物，第一次捏炼的温度为50℃，第一次捏炼的时间为30min，再向糊状物中加入聚醚多元醇、二异氰酸酯和催化剂月桂酸丁二锡进行第二次捏炼反应，第二次捏炼的温度为70℃，第二次捏炼的时间为2h，微晶纤维素、低分子量聚己内酯、聚醚多元醇、二异氰酸酯和催化剂的质量比为1：4：3：3：0.004，即得形状记忆复合膏状材料；

步骤二、将步骤一中的形状记忆复合膏状材料与二氧化硅气凝胶按照质量比为2：0.2混合后进行第三次捏炼得到膏状物，第三次捏炼的温度为50℃，捏炼时间为2h，静置至少30min，在液氮冷冻条件下研磨得到形状记忆复合粉末；

步骤三、将步骤二中的形状记忆复合粉末和整理剂乳液按照质量比为1：6混合分散，即得棉纺织物抗褶皱整理剂。

具体地，所述步骤一中低分子量聚己内酯的数均分子量为600，羟值为150mgkoh/g；

所述步骤一中聚醚多元醇为聚四氢呋喃二醇；

所述步骤一中二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯少一种；

所述步骤二中二氧化硅气凝胶的孔隙率≥70%；所述步骤二中形状记忆复合粉末的粒径≤0.05mm；

所述步骤三中整理剂乳液为有机硅改性聚氨酯乳液、乙烯醋酸乙烯共聚乳液和含硅丙烯酸酯核壳乳液按照质量比为1：2：0.3混合制备而成。

一种棉纺织物的整理工艺，将棉纺织物经过碱液浸泡，再通过上述棉纺织物抗褶皱整理剂进行二浸二轧，二浸二轧的压力为1kgf/cm²，带液率70%，在温度为90℃下预烘干，在平整辊上预平整，烘干后依次经过40℃、30℃的压辊压平整，即得整理后的棉纺织物。

实施例4

一种棉纺织物抗褶皱整理剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、将微晶纤维素和低分子量聚己内酯混合后进行第一次捏炼得到糊状物，第一次捏炼的温度为65℃，第一次捏炼的时间为45min，再向糊状物中加入聚醚多元醇、二异氰酸酯和催化剂月桂酸丁二锡后进行第二次捏炼反应，第二次捏炼的温度为75℃，第二次捏炼的时间为1.5h，微晶纤维素、低分子量聚己内酯、聚醚多元醇、二异氰酸酯和催化剂的质量比为1：5：4：2：0.002，即得形状记忆复合膏状材料；

步骤二、将步骤一中的形状记忆复合膏状材料与二氧化硅气凝胶按照质量比为2：0.3混合后进行第三次捏炼得到膏状物，第三次捏炼的温度为55℃，捏炼时间为1.5h，静置至少30min，在液氮冷冻条件下研磨得到形状记忆复合粉末；

步骤三、将步骤二中的形状记忆复合粉末和整理剂乳液按照质量比为1：8混合分散，即得棉纺织物抗褶皱整理剂。

具体地，所述步骤一中低分子量聚己内酯的数均分子量为700，羟值为180mgkoh/g；

所述步骤一中聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇；

所述步骤一中二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯；

所述步骤二中二氧化硅气凝胶的孔隙率≥70%；所述步骤二中形状记忆复合粉末的粒径≤0.05mm；

所述步骤三中整理剂乳液为有机硅改性聚氨酯乳液、乙烯醋酸乙烯共聚乳液和含硅丙烯酸酯核壳乳液按照质量比为1：4：0.8混合制备而成。

一种棉纺织物的整理工艺，将棉纺织物经过碱液浸泡，再通过上述棉纺织物抗褶皱整理剂进行二浸二轧，二浸二轧的压力为1kgf/cm²，带液率70%，在温度为90℃下预烘干，在平整辊上预平整，烘干后依次经过40℃、30℃的压辊压平整，即得整理后的棉纺织物。

实施例5

一种棉纺织物抗褶皱整理剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、将微晶纤维素和低分子量聚己内酯混合后进行第一次捏炼得到糊状物，第一次捏炼的温度为55℃，第一次捏炼的时间为60min，再向糊状物中加入聚醚多元醇、二异氰酸酯和催化剂月桂酸丁二锡后进行第二次捏炼反应，第二次捏炼的温度为75℃，第二次捏炼的时间为2h，微晶纤维素、低分子量聚己内酯、聚醚多元醇、二异氰酸酯和催化剂的质量比为1：5：4：3：0.003，即得形状记忆复合膏状材料；

步骤二、将步骤一中的形状记忆复合膏状材料与二氧化硅气凝胶按照质量比为2：0.4混合后进行第三次捏炼得到膏状物，第三次捏炼的温度为55℃，捏炼时间为2h，静置至少30min，在液氮冷冻条件下研磨得到形状记忆复合粉末；

步骤三、将步骤二中的形状记忆复合粉末和整理剂乳液按照质量比为1：8混合分散，即得棉纺织物抗褶皱整理剂。

具体地，所述步骤一中低分子量聚己内酯的数均分子量为700，羟值为170mgkoh/g；

所述步骤一中聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇；

所述步骤一中二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯；

所述步骤二中二氧化硅气凝胶的孔隙率≥70%；所述步骤二中形状记忆复合粉末的粒径≤0.05mm；

所述步骤三中整理剂乳液为有机硅改性聚氨酯乳液、乙烯醋酸乙烯共聚乳液和含硅丙烯酸酯核壳乳液按照质量比为1：3：0.6混合制备而成。

一种棉纺织物的整理工艺，将棉纺织物经过碱液浸泡，再通过上述棉纺织物抗褶皱整理剂进行二浸二轧，二浸二轧的压力为1kgf/cm²，带液率70%，在温度为90℃下预烘干，在平整辊上预平整，烘干后依次经过40℃、30℃的压辊压平整，即得整理后的棉纺织物。

对比例1

对比例1与实施例1相比，没有采用二氧化硅气凝胶负载形状记忆材料，而是将形状记忆材料直接研磨后分散在乳液中。由于缺少二氧化硅气凝胶，因此直接分散的形状记忆材料颗粒只能依靠乳液的成膜连接，使得形状记忆材料连接牢固度变差，不能形成良好的记忆形变。

检测测试：

裁取实施例1处理的40×15mm、厚度为1mm的纯棉织物3个样，折叠后，在10℃环境中经10n的压力在面积为15×15mm上压制5min，然后撤去压力，分别在10℃、35℃的环境放置5min，观察折痕的恢复状况，如附图1所示，其中a为10℃环境下恢复情况，折叠样没有回弹为平面；b为35℃环境下恢复情况，折叠样回弹为平面，折痕基本消除；

裁取对比例1处理的40×15mm、厚度为1mm的纯棉织物3个样，折叠后，在10℃环境中经10n的压力在面积为15×15mm上压制5min，然后撤去压力，分别在10℃、35℃的环境放置5min，观察折痕的恢复状况，如附图2所示，其中c为10℃环境下恢复情况，折叠样没有回弹为平面；d为35℃环境下恢复情况，折叠样回弹，但不完全。