一种棉织物抗皱整理剂组合物的制作方法

[0001]
本发明涉及纺织品后整理领域，尤其涉及一种棉织物抗皱整理剂组合物。


背景技术：

[0002]
棉织物具有优异的服用性能，手感柔和，穿着舒适，受到消费者广泛的喜爱。但在服用或洗涤过程中，棉织物受外力作用时，纤维素分子链会发生相对滑移，原先的氢键作用体系被破坏，在新的位置上会形成新的氢键体系。而在外力去除后，纤维素分子链间新形成的氢键体系将会阻碍纤维回复到原先的状态，如果新体系的氢键作用较强，稳定性较好，那么棉织物就会形成折皱。棉织物极易发生折皱，因此需要对棉织物进行抗皱整理来提高服用性能。
[0003]
传统的棉织物抗皱整理剂多使用2d树脂免烫抗皱整理技术。2d树脂多为羟甲基类整理剂，虽然抗皱性能优良，但其会在整理、服用过程中释放甲醛，对人体造成极大危害。随着人们对健康和环保意识的增强，各国对纺织品的甲醛释放量的管控越来越严格，无甲醛整理剂成为抗皱整理发展的必然趋势。多元羧酸类如丁烷四羧酸(btca)、柠檬酸、聚马来酸等能与纤维素上的羟基发生偶联反应，具有优良的抗皱整理效果，尤以btca的效果最为优异。但多元羧酸的整理液酸性较强，在高温焙烘整理过程中会对织物的机械强度造成较大的损伤。因此有必要开发出对人体安全且对棉织物低损害的新的抗皱整理剂。


技术实现要素：

[0004]
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种棉织物抗皱整理剂组合物，本发明的棉织物抗皱整理剂组合物绿色环保，在提供优异且持久抗皱性能的同时，可减少对棉织物机械强度的损伤，并具有良好的耐水洗性。
[0005]
本发明的具体技术方案为：一种棉织物抗皱整理剂组合物，包含50-80g/l的多元羧酸，15-30g/l的次亚磷酸钠和5-10g/l的改性微晶纤维素-壳聚糖复合物，溶剂为水。
[0006]
改性微晶纤维素-壳聚糖复合物中含有大量的羟基、氨基等活性基团，且含有一定的阳离子基团，能高效吸附到棉织物上，同时改性微晶纤维素比表面积大，表面活性位点多，该复合物可在棉织物上成膜。多元羧酸在催化剂次亚磷酸钠的催化作用下，与棉纤维上的羟基、改性微晶纤维素-壳聚糖复合物上的羟基/氨基发生反应，形成网状交联结构，将棉织物中纤维素链间结构固定，在赋予织物抗皱效果的同时，能提高织物的机械强度，并具有良好的耐水性，并且整个整理过程无甲醛释放，健康环保。
[0007]
作为优选，所述棉织物抗皱整理剂组合物包含60-70g/l的多元羧酸，20-30g/l的次亚磷酸钠和5-10g/l的改性微晶纤维素-壳聚糖复合物，溶剂为水。
[0008]
作为优选，所述改性微晶纤维素-壳聚糖复合物的制备方法为：
[0009]
a)将微晶纤维素与质量分数为55-65％的浓硫酸以质量比1∶15-1∶25混合均匀，在40-50℃，超声频率25-35khz，功率200-300w的条件下超声反应2-3h；
[0010]
b)在步骤a)所得反应液中加入质量为微晶纤维素25-50％的季铵化壳聚糖，继续
在40-50℃，超声频率25-35khz，功率200-300w的条件下超声反应10-30min；
[0011]
c)将步骤b)所得反应液离心，收集上清液，再将其置于透析袋中，去离子水透析至ph为6-7，得到改性微晶纤维素-壳聚糖复合物溶液。
[0012]
微晶纤维素具有比表面积大，表面活性位点多的特点，本发明采用浓硫酸处理，使其进一步分解并部分硫酸化，增强其在水溶液中的分散性；在反应末段引入季铵化壳聚糖，继续反应，壳聚糖分子链轻微硫酸化，可使得改性微晶纤维素与带有两性基团的壳聚糖分子能够通过静电相互作用形成稳定分散的复合物。该复合物带有的正电荷能使其高效吸附到棉织物表面，壳聚糖的大分子结构能促进复合物在表面成膜，为进一步的多元羧酸的酯化交联抗皱整理提供充分的位点，保障抗皱整理效果。季铵化壳聚糖的反应时间不宜过长，否则壳聚糖的硫酸化程度过高静电作用太强会影响稳定性；添加量也不宜过多，否则会对微晶纤维素形成完全的包裹，减少反应位点。未季铵化的壳聚糖经硫酸化后带有明显的负电荷性质，不仅与改性微晶纤维素的作用力偏弱，在织物上的吸附能力也较弱。而如果壳聚糖的季铵化程度过高，则可能会因静电相互作用过强而使得复合物水分散性变差，沉淀析出。
[0013]
作为优选，步骤a)中，所述微晶纤维素的尺寸为80-120μm，结晶度为70-80％。
[0014]
作为优选，步骤b)中，所述季铵化壳聚糖由壳聚糖与2，3-环氧丙基三甲基氯化铵制备得到，季铵化程度为50-80％，壳聚糖的分子量为50000-100000。
[0015]
季铵化程度太低则多糖经硫酸化反应后形成的复合物呈现出负电荷性质，其与棉织物的结合能力变弱，而季铵化程度过高则可能反应后形成的复合物内部静电作用过强，水分散性变差而沉淀析出。壳聚糖的分子量也有较大影响，太小则难以形成分子间缠结，影响稳定性，太大则可能体系粘度过大，流动性太差影响使用。
[0016]
作为优选，步骤c)中，离心转速为10000-15000rpm。
[0017]
作为优选，步骤c)中，所述透析袋的截留分子量为10000。
[0018]
作为优选，所述多元羧酸为丁烷四羧酸、柠檬酸和聚马来酸中的一种或多种。
[0019]
进一步优选，所述多元羧酸为丁烷四羧酸。
[0020]
与现有技术对比，本发明的有益效果是：本发明将改性微晶纤维素-壳聚糖复合物与多元羧酸复配使用对棉织物进行协同抗皱整理。改性微晶纤维素-壳聚糖复合物中含有大量的羟基、氨基等活性基团，且含有一定的阳离子基团，能高效吸附到棉织物上，而微晶纤维素比表面积大，表面活性位点多，该复合物可在棉织物上成膜，并在多元羧酸的酯化作用下进一步与纤维素纤维形成网状交联结构，在赋予织物优异且持久抗皱效果的同时，能提高织物的机械强度，并具有良好的耐水性，整个整理过程无甲醛释放，健康环保。
具体实施方式
[0021]
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0022]
实施例和对比例中所用织物为120g/m2的漂白棉织物，折皱回复角为125
°
，白度为93.56，断裂强力为653n。织物的折皱回复角和断裂强力分别按照gb/t 3819-1997和gb/t 3923.1-2013进行测定，耐水洗性按照aatcc 61-2013进行测试。
[0023]
实施例1
[0024]
改性微晶纤维素-壳聚糖复合物的制备：
[0025]
a)将微晶纤维素(尺寸为100μm左右，结晶度为72.6％左右)与质量分数为60％的浓硫酸以质量比为1∶20混合均匀，在45℃，超声频率30khz，功率250w的条件下超声反应2h；
[0026]
b)在步骤a)的反应液中加入质量为微晶纤维素30％的季铵化壳聚糖(季铵化程度为60％，分子量为70,000)，继续在45℃，超声频率30khz，功率250w的条件下超声反应20min；
[0027]
c)将步骤b)的反应液在15,000rpm下离心，收集上清液，再将其置于透析袋(截留分子量为10000)中，去离子水透析至ph为6-7，得到改性微晶纤维素-壳聚糖复合物溶液。
[0028]
抗皱整理剂组合物的制备：将30g丁烷四羧酸，10g次亚磷酸钠溶于500ml浓度为8g/l的微晶纤维素-壳聚糖复合物水溶液中。其中丁烷四羧酸为60g/l，次亚磷酸钠为20g/l。
[0029]
棉织物抗皱整理：将25g棉织物在上述整理剂中采用两浸两轧工艺进行处理，带液率为100％，然后在80℃预烘4min，再于160℃焙烘2min，得到抗皱棉织物。
[0030]
实施例2
[0031]
改性微晶纤维素-壳聚糖复合物的制备：
[0032]
a)将微晶纤维素(尺寸为120μm左右，结晶度为74.8％左右)与质量分数为65％的浓硫酸以质量比为1∶15混合均匀，在40℃，超声频率25khz，功率300w的条件下超声反应3h；
[0033]
b)在步骤a)的反应液中加入质量为微晶纤维素25％的季铵化壳聚糖(季铵化程度为50％，分子量为100,000)，继续在40℃，超声频率25khz，功率300w的条件下超声反应30min；
[0034]
c)将步骤b)的反应液在10,000rpm下离心，收集上清液，再将其置于透析袋(截留分子量为10000)中，去离子水透析至ph为6-7，得到改性微晶纤维素-壳聚糖复合物溶液。
[0035]
抗皱整理剂组合物的制备：将40g丁烷四羧酸，15g次亚磷酸钠溶于500ml浓度为5g/l的微晶纤维素-壳聚糖复合物溶液中，其中丁烷四羧酸为80g/l，次亚磷酸钠为30g/l。
[0036]
棉织物抗皱整理：将50g棉织物在上述整理剂采用两浸两轧工艺进行处理，带液率为80％，然后在80℃预烘5min，再于180℃焙烘1min，得到抗皱棉织物。
[0037]
实施例3
[0038]
微晶纤维素-壳聚糖复合物的制备：
[0039]
a)将微晶纤维素(尺寸为80μm左右，结晶度为70.3％左右)与质量分数为55％的浓硫酸以质量比为1∶25混合均匀，在43℃，超声频率35khz，功率200w的条件下超声反应2.5h；
[0040]
b)在步骤a)的反应液中加入质量为微晶纤维素50％的季铵化壳聚糖(季铵化程度为80％，分子量为50,000)，继续在43℃，超声频率35khz，功率200w的条件下超声反应10min；
[0041]
c)将步骤b)的反应液在12,000rpm下离心，收集上清液，再将其置于透析袋(截留分子量为10000)中，去离子水透析至ph为6-7，得到改性微晶纤维素-壳聚糖复合物溶液。
[0042]
抗皱整理剂组合物的制备：将25g丁烷四羧酸，7.5g次亚磷酸钠溶于500ml浓度为10g/l的微晶纤维素-壳聚糖复合物溶液中，其中丁烷四羧酸为50g/l，次亚磷酸钠为15g/l。
[0043]
棉织物抗皱整理：将40g棉织物在上述整理剂采用两浸两轧工艺进行处理，带液率为120％，然后在100℃预烘3min，再于150℃焙烘3min，得到抗皱棉织物。
[0044]
实施例4
[0045]
改性微晶纤维素-壳聚糖复合物的制备：
[0046]
a)将微晶纤维素(尺寸为80μm左右，结晶度为72.6％左右)与质量分数为60％的浓硫酸以质量比为1∶20混合均匀，在50℃，超声频率30khz，功率250w的条件下超声反应2h；
[0047]
b)在步骤a)的反应液中加入质量为微晶纤维素40％的季铵化壳聚糖(季铵化程度为70％，分子量为80,000)，继续在50℃，超声频率30khz，功率250w的条件下超声反应15min；
[0048]
c)将步骤b)的反应液在12,000rpm下离心，收集上清液，再将其置于透析袋(截留分子量为10000)中，去离子水透析至ph为6-7，得到改性微晶纤维素-壳聚糖复合物溶液。
[0049]
抗皱整理剂组合物的制备：将35g丁烷四羧酸，15g次亚磷酸钠溶于500ml浓度为6g/l的微晶纤维素-壳聚糖复合物溶液中，其中丁烷四羧酸为70g/l，次亚磷酸钠为30g/l。
[0050]
棉织物抗皱整理：将25g棉织物在上述整理剂采用两浸两轧工艺进行处理，带液率为100％，然后在90℃预烘3min，再于160℃焙烘2min，得到抗皱棉织物。
[0051]
对比例1(步骤b)反应时间过长)
[0052]
改性微晶纤维素-壳聚糖复合物的制备：
[0053]
a)将微晶纤维素(尺寸为100μm左右，结晶度为72.6％左右)与质量分数为60％的浓硫酸以质量比为1∶20混合均匀，在45℃，超声频率30khz，功率250w的条件下超声反应2h；
[0054]
b)在步骤a)的反应液中加入质量为微晶纤维素30％的季铵化壳聚糖(季铵化程度为60％，分子量为70,000)，继续在45℃，超声频率30khz，功率250w的条件下超声反应2h；
[0055]
c)将步骤b)的反应液在15,000rpm下离心，收集上清液，再将其置于透析袋(截留分子量为10000)中，去离子水透析至ph为6-7，得到改性微晶纤维素-壳聚糖复合物溶液。
[0056]
抗皱整理剂组合物的制备：将30g丁烷四羧酸，10g次亚磷酸钠溶于500ml浓度为8g/l的微晶纤维素-壳聚糖复合物溶液中，其中丁烷四羧酸为60g/l，次亚磷酸钠为20g/l。
[0057]
棉织物抗皱整理：将25g棉织物在上述整理剂采用两浸两轧工艺进行处理，带液率为100％，然后在80℃预烘4min，再于160℃焙烘2min，得到抗皱棉织物。
[0058]
对比例2(壳聚糖未季铵化)
[0059]
改性微晶纤维素-壳聚糖复合物的制备：
[0060]
a)将微晶纤维素(尺寸为100μm左右，结晶度为72.6％左右)与质量分数为60％的浓硫酸以质量比为1∶20混合均匀，在45℃，超声频率30khz，功率250w的条件下超声反应2h；
[0061]
b)在步骤a)的反应液中加入质量为微晶纤维素质量的30％的壳聚糖(分子量为70,000)，继续在45℃，超声频率30khz，功率250w的条件下超声反应20min；
[0062]
c)将步骤b)的反应液在15,000rpm下离心，收集上清液，再将其置于透析袋(截留分子量为10000)中，去离子水透析至ph为6-7，得到改性微晶纤维素-壳聚糖复合物溶液。
[0063]
抗皱整理剂组合物的制备：将30g丁烷四羧酸，10g次亚磷酸钠溶于500ml浓度为8g/l的微晶纤维素-壳聚糖复合物溶液中，其中丁烷四羧酸为60g/l，次亚磷酸钠为20g/l。
[0064]
棉织物抗皱整理：将25g棉织物在上述整理剂采用两浸两轧工艺进行处理，带液率为100％，然后在80℃预烘4min，再于160℃焙烘2min，得到抗皱棉织物。
[0065]
对比例3(季铵化壳聚糖的季铵化程度过高)
[0066]
改性微晶纤维素-壳聚糖复合物的制备：
[0067]
a)将微晶纤维素(尺寸为100μm左右，结晶度为72.6％左右)与质量分数为60％的
浓硫酸以质量比为1∶20混合均匀，在45℃，超声频率30khz，功率250w的条件下超声反应2h；
[0068]
b)在步骤a)的反应液中加入质量为微晶纤维素质量的30％的季铵化壳聚糖(季铵化程度为100％，分子量为70,000)，继续在45℃，超声频率30khz，功率250w的条件下超声反应20min；
[0069]
c)将步骤b)的反应液在15,000rpm下离心，收集上清液，再将其置于透析袋(截留分子量为10000)中，去离子水透析至ph为6-7，得到改性微晶纤维素-壳聚糖复合物溶液。
[0070]
抗皱整理剂组合物的制备：将30g丁烷四羧酸，10g次亚磷酸钠溶于500ml浓度为8g/l的微晶纤维素-壳聚糖复合物溶液中，其中丁烷四羧酸为60g/l，次亚磷酸钠为20g/l。
[0071]
棉织物抗皱整理：将25g棉织物在上述整理剂采用两浸两轧工艺进行处理，带液率为100％，然后在80℃预烘4min，再于160℃焙烘2min，得到抗皱棉织物。
[0072]
对比例4(季铵化壳聚糖的分子量过低)
[0073]
改性微晶纤维素-壳聚糖复合物的制备：
[0074]
a)将微晶纤维素(尺寸为100μm左右，结晶度为72.6％左右)与质量分数为60％的浓硫酸以质量比为1∶20混合均匀，在45℃，超声频率30khz，功率250w的条件下超声反应2h；
[0075]
b)在步骤a)的反应液中加入质量为微晶纤维素质量的30％的季铵化壳聚糖(季铵化程度为60％，分子量为20,000)，继续在45℃，超声频率30khz，功率250w的条件下超声反应20min；
[0076]
c)将步骤b)的反应液在15,000rpm下离心，收集上清液，再将其置于透析袋(截留分子量为10000)中，去离子水透析至ph为6-7，得到改性微晶纤维素-壳聚糖复合物溶液。
[0077]
抗皱整理剂组合物的制备：将30g丁烷四羧酸，10g次亚磷酸钠溶于500ml浓度为8g/l的微晶纤维素-壳聚糖复合物溶液中，其中丁烷四羧酸为60g/l，次亚磷酸钠为20g/l。
[0078]
棉织物抗皱整理：将25g棉织物在上述整理剂采用两浸两轧工艺进行处理，带液率为100％，然后在80℃预烘4min，再于160℃焙烘2min，得到抗皱棉织物。
[0079]
性能表征
[0080]
表1-经过抗皱整理后的棉织物的性能
[0081][0082][0083]
表2整理后棉织物的耐水洗性能
[0084][0085]
由表1-2可知，使用本发明各实施例的抗皱整理剂组合物按照一定工艺对棉织物进行抗皱整理后，棉织物的折皱回复角有大幅提高，强力保持率较高，且经过多轮水洗后还能维持在230
°
以上。说明本发明的抗皱整理剂组合物具有优异且持久的抗皱整理效果。而对比例1中因为季铵化壳聚糖的反应时间过长，硫酸化程度偏高，形成的复合物经离心已滤除大量多糖，使得复合物中季铵化壳聚糖含量较少，在棉织物上的吸附偏少所致；对比例2中壳聚糖未季铵化，最终的复合物与棉织物的相互作用较弱；对比例3中季铵化壳聚糖的季铵化程度过高，可能形成了水分散性偏差的物质在离心阶段被滤除，影响了最终效果；对比例4中的壳聚糖分子量偏低，导致其与改性微晶纤维素的复合物水分散性低，稳定性差。
[0086]
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0087]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。