一種采用硅溶膠制備抗皺棉織物的方法
【專利摘要】本發明涉及一種采用硅溶膠制備抗皺棉織物的方法，包括：（1）將催化劑和硅酸鹽先后溶解于去離子水中，然后在溶液中加入釋酸劑，攪拌溶解，將棉織物浸入上述溶液，控制溫度在10-30℃，持續1-48h后，兩浸兩軋，帶液率80-85%，烘干后水洗，再烘干；（2）將上述棉織物浸入抗皺整理液中，浸漬3～5min，然后二浸二軋，帶液率80-85%，最后烘干、焙烘即可。本發明制備得到的織物的拉伸斷裂強力有顯著的提高，對于目前抗皺整理織物的強力下降問題有明顯改善，有廣泛的應用前景和市場前景。
【專利說明】一種采用硅溶膠制備抗皺棉織物的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于功能織物領域，特別涉及一種采用硅溶膠制備抗皺棉織物的方法。
【背景技術】
[0002]隨著社會的發展與科技的進步，人們的物質生活日益豐富，現在人們已經不再滿足于溫飽，也開始追求豐富的精神文化。消費者對織物的選用要求也發生了改變，不僅僅局限于傳統色彩艷麗的服飾，反而更注重服裝的功能性、便捷性。由于棉織物具有穿著舒適，吸濕性好的特點，受到人們的喜愛，但其易起皺，不易護理，無法滿足人們的日常需要。因此，對棉織物進行抗皺整理具有重要的現實意義。棉織物起皺的主要原因是棉纖維無定形區中分子鏈上的羥基在外力作用下能夠發生滑移，在新的位置形成氫鍵而阻礙分子鏈回復到初始狀態。目前，工業上主要采用2D樹脂對棉織物進行抗皺整理，該方法有很好的抗皺效果，但整理后的織物釋放甲醛的同時強力下降嚴重，即使對2D樹脂進行醚化改性也無法避免甲醛的釋放。隨著環保要求的提高，無甲醛抗皺整理應運而生，使用最廣泛的無甲醛抗皺整理劑為多元羧酸類整理劑，以BTCA整理效果最佳。2D樹脂和多元羧酸類整理后的抗皺效果是由整理劑與棉纖維分子鏈上自由活動的羥基形成共價交聯來實現。由于纖維素分子鏈間形成共價交聯，與未整理的織物相比，各基本結構單元間的移動性受到限制，負擔外力的情況更不均勻，會引起織物的強力下降，無法滿足消費者的需求，提高抗皺整理織物的強力具有現實意義。
[0003]溶膠-凝膠法是用含高化學活性組分的化合物作為前驅體，在液相下將這些原料均勻混合，并進行水解、縮合化學反應，在溶液中形成穩定的透明溶膠體系，溶膠經陳化膠粒間緩慢聚合，形成三維空間網絡結構的凝膠，凝膠經過干燥、燒結固化制備出分子乃至納米亞結構的材料。不同種類溶膠可以通過浸涂、噴涂或連續涂層等方式用于紡織品的整理。目前，織物多是通過浸軋來涂層，然后在一定條件下干燥，在紡織品表面形成一層薄而透明的金屬或硅氧化物薄膜，通過對涂層進行物理或化學改性賦予織物多種性能。
[0004]由于棉織物的孔徑在IOnm左右，直接將織物浸軋溶膠，大顆粒的溶膠難以進入到棉纖維微孔內部，容易洗去；織物浸潰溶液后烘干時，滲入微孔中的溶液隨水分蒸發向外移動，也在微原纖或纖維之間形成凝膠，而在棉纖維的孔道內也難以存在。而低溫下將棉織物浸入到含有釋酸劑的硅酸鹽溶液中，隨時間的延長，釋酸劑水解釋放出酸從而降低溶液的PH值，溶液中硅酸鹽分子均勻分布，纖維微孔內部的硅酸鹽小分子也慢慢縮聚長大，進而形成溶膠而固定在纖維孔道內部，烘干后無法出來，沉積于纖維微孔或微纖間的凝膠能夠提高纖維或分子鏈間的摩擦力，進而提升織物的拉伸斷裂強力，因此研究硅溶膠低溫原位生長的方法對提高抗皺織物強力指明一個新方向。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種采用硅溶膠制備抗皺棉織物的方法，該方法制備得到的織物的拉伸斷裂強力有顯著的提高，對于目前抗皺整理織物的強力下降問題有明顯改善，有廣泛的應用前景和市場前景。
[0006]本發明的一種采用硅溶膠制備抗皺棉織物的方法，包括:
[0007]( I)將催化劑和硅酸鹽先后溶解于去離子水中，然后在溶液中加入釋酸劑，攪拌溶解，將棉織物浸入上述溶液，控制溫度在10-30°C，持續l_48h后，兩浸兩軋，帶液率80-85%，烘干后水洗，再烘干；其中，硅酸鹽用量為溶液質量的1_5%，催化劑與硅酸鹽的摩爾比值為0-0.5，釋酸劑用量為溶液質量的1-4% ；
[0008](2)將上述棉織物浸入抗皺整理液中，浸潰3?5min，然后二浸二軋，帶液率80-85%，最后烘干、焙烘即可。
[0009]所述步驟(I)中的催化劑為硫酸銨、醋酸中的一種；硅酸鹽為硅酸鈉；釋酸劑為DL-泛酰內酯、葡糖酸內酯、單乙酸甘油酯、乙二醇二乙酸酯中的一種。
[0010]所述步驟(I)中的烘干方式為熱定型機上烘干，烘干溫度為80-120°C，烘干時間為 l_3min。
[0011]所述步驟(I)中的水洗方式為常溫水洗機水洗，水洗時間為5-30min。
[0012]所述步驟(2)中的抗皺整理液的組成包括:抗皺整理劑、催化劑、引發劑、強力保護劑以及水；其中，抗皺整理劑為整理液質量的3-9%，引發劑為抗皺整理劑質量的0-1.5%，催化劑與抗皺整理劑的摩爾比為1:2-2:1，強力保護劑為整理液質量的0-2%，余量為水。
[0013]所述抗皺整理劑為多元羧酸類抗皺整理劑；所述催化劑為次亞磷酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉中的一種；所述引發劑為過二硫酸鈉或過二硫酸鉀；所述強力保護劑為三乙醇胺。
[0014]所述多元羧酸類抗皺整理劑為馬來酸MA、衣康酸IA、丁烷四羧酸BTCA、檸檬酸CA中的一種或兩種。
[0015]所述步驟(2)中的烘干方式為熱定型機上烘干，烘干溫度為80-100°C，烘干時間為 3-lOmin。
[0016]所述步驟(2)中的焙烘溫度為160-180°C，焙烘時間為l-3min。
[0017]本發明將硅溶膠低溫原位生長與抗皺整理兩步進行，首先低溫條件下將棉織物浸潰于硅酸鹽、催化劑和釋酸劑的混合溶液中，PH較高時，混合溶液為小分子，由于棉纖維的孔徑在IOnm左右，小分子能夠均勻的分布于棉纖維的微孔和微纖之間，隨著釋酸劑的水解，混合液的PH逐漸降低，當達到形成溶膠的條件時，小分子發生縮聚反應，形成溶膠而沉積于棉織物的微纖間或微孔中，烘干后能夠沉積于微纖間或微孔中，水洗后不易除去，從而阻礙了棉纖維或分子鏈的滑移，進而增強了織物的拉伸斷裂強力，進一步進行抗皺整理所得織物與單獨進行抗皺整理的織物相比，拉伸斷裂強力明顯提高。采用這種物理與化學相結合的方法處理棉織物，得到的織物拉伸斷裂強力比單獨整理棉織物的強力高，幾乎不影響折皺回復角。
[0018]有益.效果
[0019](I)本發明與傳統抗皺整理工藝相比，制備方法簡單，成本低，不增加能耗，便于工業化生產；
[0020](2)本發明中膠粒由小分子縮聚變大而固定于棉纖維之間或纖維的微孔結構中，該固著方式能夠與纖維緊密結合，使得整理效果更持久也更耐洗滌；
[0021](3)本發明制備得到的織物的拉伸斷裂強力有顯著的提高，對于目前抗皺整理織物的強力下降問題有明顯改善，有廣泛的應用前景和市場前景。
【具體實施方式】
[0022]下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0023]實施例1
[0024]將2.164g 催化劑(NH4) 2S04、9.32g 的 Na2SiO3 ? 9H20 先后溶解于 200mL 去離子水中，然后在溶液中加入6g釋酸劑DL-泛酰內酯，迅速攪拌溶解，將棉織物浸入上述溶液，控制溫度在18°C，持續24h后，兩浸兩軋，帶液率80%，80°C烘干3min后水洗lOmin，再80°C烘干 3min ；
[0025]將上述棉織物和未處理的棉織物均浸入抗皺整理液中，浸潰3min，然后二浸二軋，帶液率為85%，100°C烘干lOmin，然后180°C焙烘1.5min。抗皺整理液包含有:質量分數為6%的MA-1A抗皺整理劑及次亞磷酸鈉，過二硫酸鉀和三乙醇胺，余量為去離子水。其中MA與IA的摩爾比為1:1，次亞磷酸鈉與MA和IA之和的摩爾比為1:1，過二硫酸鉀為抗皺整理劑質量的1.5%，三乙醇胺為整理液質量的2%。
[0026]實施例2
[0027]將9.32g Na2Si O3 ? 9H20溶解于200mL去離子水中，然后在溶液中加入6g釋酸劑DL-泛酰內酯，迅速攪拌溶解，將棉織物浸入上述溶液，控制溫度在22°C，持續24h后，兩浸兩軋，帶液率80%, 80°C烘干3min后水洗IOmin,再烘干3min ；
[0028]將上述棉織物和未處理的棉織物均浸入抗皺整理液中，浸潰3min，然后二浸二軋，帶液率為85%，100°C烘干lOmin，然后180°C焙烘1.5min。抗皺整理液包含有:質量分數為8%的MA-1A抗皺整理劑及次亞磷酸鈉，過二硫酸鉀和三乙醇胺，余量為去離子水。其中MA與IA的摩爾比為1:1，次亞磷酸鈉與MA和IA之和的摩爾比為1:1，過二硫酸鉀為抗皺整理劑質量的1.5%，三乙醇胺為整理液質量的2%。
[0029]實施例3
[0030]將9.32g Na2SiO3 ? 9H20溶解于200mL去離子水中，然后在溶液中加入6g釋酸劑DL-泛酰內酯，迅速攪拌溶解，將棉織物浸入上述溶液，控制溫度在20°C，持續24h后，兩浸兩軋，帶液率80%, 80°C烘干3min后水洗IOmin,再烘干3min ；
[0031]將上述棉織物和未處理的棉織物均浸入抗皺整理液中，浸潰5min，然后二浸二軋，帶液率為85%，80°C烘干3min，然后180°C焙烘1.5min。抗皺整理液包含有:質量分數為4%的BTCA抗皺整理劑及次亞磷酸鈉，其中次亞磷酸鈉與BTCA的摩爾比為1: 1，三乙醇胺為整理液質量的2%,余量為去尚子水。
[0032]整理得到的織物剪成試樣在恒溫恒濕室(溫度21 ± 1°C濕度為65±2%)平衡至少4小時，待測。對整理織物進行各項指標測試，具體如下:
[0033]抗皺性能測試參照AATCC66-2003標準在美國SDL公司的彈性回復儀上測試。
[0034]斷裂強力測試參照GB3923.1-1997紡織品織物拉伸性能第I部分:斷裂強力和斷裂伸長率的測定。使用美國Tiniius Olsen公司HlOKS型強力測試儀上測定。[0035]表1實施例1中硅溶膠整理前后織物的抗皺性能
[0036]
【權利要求】
1.一種采用硅溶膠制備抗皺棉織物的方法，包括: (1)將催化劑和硅酸鹽先后溶解于去離子水中，然后在溶液中加入釋酸劑，攪拌溶解，將棉織物浸入上述溶液，控制溫度在10-30°C，持續l_48h后，兩浸兩軋，帶液率80-85%，烘干后水洗，再烘干；其中，硅酸鹽用量為溶液質量的1_5%，催化劑與硅酸鹽的摩爾比值為0-0.5，釋酸劑用量為溶液質量的1-4% ； (2)將上述棉織物浸入抗皺整理液中，浸潰3?5min，然后二浸二軋，帶液率80_85%，最后烘干、焙烘即可。
2.根據權利要求1所述的一種采用硅溶膠制備抗皺棉織物的方法，其特征在于:所述步驟(I)中的催化劑為硫酸銨、醋酸中的一種；硅酸鹽為硅酸鈉；釋酸劑為DL-泛酰內酯、葡糖酸內酯、單乙酸甘油酯、乙二醇二乙酸酯中的一種。
3.根據權利要求1所述的一種采用硅溶膠制備抗皺棉織物的方法，其特征在于:所述步驟(I)中的烘干方式為熱定型機上烘干，烘干溫度為80-120°C，烘干時間為l_3min。
4.根據權利要求1所述的一種采用硅溶膠制備抗皺棉織物的方法，其特征在于:所述步驟(I)中的水洗方式為常溫水洗機水洗，水洗時間為5-30min。
5.根據權利要求1所述的一種采用硅溶膠制備抗皺棉織物的方法，其特征在于:所述步驟(2)中的抗皺整理液的組成包括:抗皺整理劑、催化劑、引發劑、強力保護劑以及水；其中，抗皺整理劑為整理液質量的3-9%，引發劑為抗皺整理劑質量的0-1.5%，催化劑與抗皺整理劑的摩爾比為1:2-2:1，強力保護劑為整理液質量的0-2%，余量為水。
6.根據權利要求5所述的一種采用硅溶膠制備抗皺棉織物的方法，其特征在于:所述抗皺整理劑為多元羧酸類抗皺整理劑；所述催化劑為次亞磷酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉中的一種；所述引發劑為過二硫酸鈉或過二硫酸鉀；所述強力保護劑為三乙醇胺。
7.根據權利要求6所述的一種采用硅溶膠制備抗皺棉織物的方法，其特征在于:所述多元羧酸類抗皺整理劑為馬來酸MA、衣康酸IA、丁烷四羧酸BTCA、檸檬酸CA中的一種或兩種。
8.根據權利要求1所述的一種采用硅溶膠制備抗皺棉織物的方法，其特征在于:所述步驟(2)中的烘干方式為熱定型機上烘干，烘干溫度為80-100°C，烘干時間為3-10min。
9.根據權利要求1所述的一種采用硅溶膠制備抗皺棉織物的方法，其特征在于:所述步驟(2)中的焙烘溫度為160-180°C，焙烘時間為l-3min。
【文檔編號】D06M101/06GK103643526SQ201310676802
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月12日 優先權日:2013年12月12日
【發明者】何瑾馨, 歐康康, 唐文君, 董霞, 王宏臣, 李富強, 姚金龍, 向中林, 唐剛, 唐志剛 申請人:東華大學, 江蘇聯發紡織股份有限公司