專利名稱：一種復配整理劑及其制備方法
技術領域：
本發明屬于紡織品復合功能整理領域，涉及一種復配整理劑及其制備方法和應用，特別是涉及一種殼聚糖與水性聚氨酯的復配整理劑及其制備方法和應用。
背景技術：
水性聚氨酯是聚氨酯溶解或分散于水中形成的二元膠態體系，因其連續相為水，故安全，易保管和貯存，使用方便。水性聚氨酯的應用領域主要集中在皮革、織物整理、涂料、膠粘劑等領域。目前，水性聚氨酯在織物整理中用量較大，影響手感，產生色差等。水性聚氨酯由于具有良好的物理機械性能、成膜性，但是耐水性不好、耐熱性不夠、含固量低等問題。為了更好地提高水性聚氨酯的綜合性能，擴大其應用范圍，對水性聚氨酯改性勢在必行。水性聚氨酯改性方法一般分為共混改性、交聯改性、共聚改性和復合改性四種。共混改性目前主要是將其與丙烯酸酯類乳液、氯丁乳液、丁腈乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、環氧樹脂乳液進行混配，以提高水性聚氨酯的耐水性、硬度及熱活化性能等，同時還可降低成本，但是直接共混的方法要求嚴格，不易得到穩定的混合體系，而且對于水性聚氨酷性能的提聞存在一定的局限性。交聯改性是通過改變化學鍵形式將線型的聚氨酯大分子交聯成網狀結構。按照交聯方法的不同又可分為內交聯法和外交聯法。內交聯法合成的水性聚氨酯主要通過交聯成膜，是單組分熱固型水性聚氨酯，內交聯法交聯度太低，改性效果不明顯。外交聯法制備的水性聚氨酯有一定的效果，但是成膜較脆。共聚改性是在水性聚氨酯的主鏈上引入其它樹脂單體來提高其綜合性能。常見的有有機硅改性、丙烯酸改性和環氧樹脂改性。丙烯酸改性水性聚氨酯改善其耐水性，耐化學性能和耐候性，但是存在乳液穩定性差，涂膜耐水性仍不足等。有機硅改性水性聚氨酯提高其耐水性和耐候性，但是聚氨酯硬度有所下降。環氧樹脂改性水性聚氨酯提高其膜的力學性能、耐水性和耐溶劑性，還有利于提高其粘接性能，但其存在乳液外觀和穩定性變差的問題。復合改性是為了能夠達到要求，通過交聯，共混或者共聚改性中的兩種或三種對水性聚氨酯進行改性。復合改性滿足了水性聚氨酯在不同領域的應用要求。其不足就是改性工藝繁瑣，工業化成本高。殼聚糖含有游離的氨基，能結合H+，是天然多糖中唯一的堿性多糖，因而具有許多特殊的物理化學性質和生理功能。由于殼聚糖分子結構中存在著大量的羥基和游離氨基，可發生交聯、酯化、酰化、醚化、羥甲基化、烷基化等反應，對其進行上述改性可賦予不同的特性，加上殼聚糖具有良好的生物相容性、無毒、易生物降解，可應用在醫藥、農業、環境、紡織、食品、日用化妝品等領域，具有廣泛的應用前景，是一種高科技綠色新材料。關于聚氨酯-殼聚糖復配整理劑在天然(纖維素纖維如棉纖維、粘膠纖維、麻纖維等；以及蛋白質纖維如羊毛纖維、絲綢纖維等)和合成纖維面料及其混紡或交織面料進行多功能處理還未見報道，多功能整理是紡織領域目前關注的焦點之一。因此迫切需要研究開發一種多功能的復配整理劑，以滿足紡織領域發展的需要，將具有顯著的經濟和環境效益。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種復配整理劑及其制備方法和應用，特別是提供一種殼聚糖與水性聚氨酯的復配整理劑及其制備方法和應用，該整理劑乳化效果和均勻性好，降低了聚氨酯用量，節約化學藥品。可對天然和合成纖維面料及其混紡或交織面料進行處理，賦予其防皺/防氈縮/抗菌功能，同時改善織物的生物可降解性。本發明的目的是提供一種復配整理劑及其制備方法，聚氨酯-殼聚糖復配整理劑不僅賦予其防皺/防氈縮/抗菌功能，殼聚糖的加入還可以促進廢棄織物的快速降解，改善織物的生物可降解性。本發明是將殼聚糖與水性聚氨酯進行復配，此工藝簡單，快速，可以即配即用，而且成本低；可以賦予織物多種功能，屬于多功能復配整理劑。本發明的一種復配整理劑至少包含殼聚糖、水性聚氨酯和水。作為優選的技術方案:如上所述的一種復配整理劑，所述的復配整理劑中殼聚糖的含量為0.1 lwt%，水性聚氨酯的含量為3 10wt%。殼聚糖主要起增強作用和抗菌性，使用量不到水性聚氨酯的十分之一，而水性聚氨酯的使用量根據需求不同而調整如上所述的一種復配整理劑，所述的殼聚糖的粘均分子量為100，000 120，000。殼聚糖的粘均分子量在此范圍內的增強效果和抗菌效果可以達到最佳。如上所述的一種復配整理劑，所述的復配整理劑還包含醋酸或者鹽酸HCl。殼聚糖不溶于堿、有機溶劑，可溶于醋酸、鹽酸等稀酸中。溶解后的殼聚糖能更好更穩定的分散在聚氨酯中。如上所述的一種復配整理劑，所述的醋酸或者鹽酸HCl的質量濃度為0.1 lwt%。醋酸或者HCl的濃度在此范圍時，整理效果最好，本發明還提供了一種復配整理劑的制備方法，將殼聚糖溶于醋酸溶液或者鹽酸溶液后，加入到水性聚氨酯溶液中，經均勻混合即得到所述的復配整理劑；所述的復配整理劑中，殼聚糖的含量為0.1 lwt%，水性聚氨酯的含量為3 10wt%。如上所述的一種復配整理劑的制備方法，所述的醋酸溶液中醋酸的質量濃度
0.1% lwt%，鹽酸溶液中HCl的質量濃度為0.1 lwt% ;所述的水性聚氨酯溶液中水性聚氨酯的質量濃度為3 10wt%。本發明又提供了一種復配整理劑的應用方法，將織物在所述復配整理劑中二浸二車L，壓力I 3kgf/cm2，帶液率60% 90%，將整理后的織物60 80°C預烘2 3min熱定型，然后在120 160°C焙烘I 5min。如上所述的一種復配整理劑的應用方法，所述的織物為天然纖維織物或合成纖維織物，或者是天然纖維和合成纖維的混紡或交織面料；所述的天然纖維為纖維素纖維和/或蛋白質纖維，所述的纖維素纖維為棉纖維、粘膠纖維或麻纖維之一或者其組合，所述的蛋白質纖維為羊毛纖維或絲綢纖維之一或者其組合；所述合成纖維為滌綸和/或錦綸。如上所述的一種復配整理劑的應用方法，所述的織物為羊毛織物、棉織物或者滌綸織物及其混紡和交織。
本發明選用含有殼聚糖為原料通過復配來制備整理劑，是由于殼聚糖是一種理想的綠色天然材料，具有良好的生物降解性、相容性、抗菌性及安全性，采用浸軋這一適合紡織品的整理方法，只需對紡織品進行60 160°C的熱處理，即可在纖維內、外表面形成薄膜，這是由于低分子量的殼聚糖在織物表面具有良好的鋪展性，水性聚氨酯的異氰酸酯基在高溫培烘過程中解封釋放出來，成為活性基團-NC0，可以與低分子量的殼聚糖中的氨基反應形成-NH-C=O,且殼聚糖中-OH或-NH2與PU中氨基甲酸酯基(-NH-C00-)中的-NH形成大量的氫鍵，增強了纖維表面膜的強力。殼聚糖的加入增強了膜的強力，從而可以減少整理劑的用量，從而降低了膜的厚度，改善了織物手感，同時賦予織物一定的抗菌性和生物降解性，具有很好的耐水洗性能，水洗效果持久。有益效果:1、該整理劑組分間結合力強，化學試劑用量少，對環境污染程度小；2、復配工藝簡單，乳化效果和均勻性好，處理效果均勻。3、整理織物的工藝操作簡單，設備易得，環保節能；4、整理后的產品手感好，作用持久，耐水洗，同時具有一定的抗菌性和生物降解性。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
，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。本發明的一種復配整理劑至少包含殼聚糖、水性聚氨酯和水。如上所述的一種復配整理劑，所述的復配整理劑中殼聚糖的含量為0.1 lwt%，水性聚氨酯的含量為3 10wt%如上所述的一種復配整理劑，所述的殼聚糖的粘均分子量為100，000 120，000。如上所述的一種復配整理劑，所述的復配整理劑還包含醋酸或者鹽酸HCl。如上所述的一種復配整理劑，所述的醋酸或者鹽酸HCl的含量為1 5wt%。實施例1復配含水性聚氨酯3wt%、殼聚糖含0.lwt%的復配整理劑。具體的復配成分含量百分比如下:水性聚氨酯3wt%粘均分子量為100，000的殼聚糖 0.lwt%醋酸0.lwt%先將粘均分子量為100，000的殼聚糖溶于質量濃度為lwt%的醋酸溶液中，殼聚糖與醋酸的質量比為1:1 ;然后將殼聚糖的醋酸溶液加入到水性聚氨酯水溶液中，殼聚糖的醋酸溶液與水性聚氨酯水溶液的質量比為1:9，混合均勻即可得到殼聚糖-水性聚氨酯復配整理劑；其中，水性聚氨酯占復配整理劑的3wt%。實施例2復配含水性聚氨酯10wt%、殼聚糖含lwt%的復配整理劑。具體的復配成分含量百分比如下:水性聚氨酯10wt%粘均分子量為100，000的殼聚糖 lwt%醋酸lwt%先將粘均分子量為100，000的殼聚糖溶于質量濃度為10wt%的醋酸溶液中，殼聚糖與醋酸的質量比為1:1;然后將殼聚糖的醋酸溶液加入到水性聚氨酯水溶液中，殼聚糖的醋酸溶液與水性聚氨酯水溶液的質量比為1:9，混合均勻即可得到殼聚糖-水性聚氨酯復配整理劑；其中，水性聚氨酯占復配整理劑的10wt%。實施例3復配含水性聚氨酯6wt%、殼聚糖含0.5wt%的復配整理劑。具體的復配成分含量百分比如下:水性聚氨酯6wt%粘均分子量為120，000的殼聚糖 0.5wt%醋酸0.5wt%先將粘均分子量為120，000的殼聚糖溶于質量濃度為5wt%的醋酸溶液中，殼聚糖與醋酸的質量比為1:1 ;然后將殼聚糖的醋酸溶液加入到水性聚氨酯水溶液中，殼聚糖的醋酸溶液與水性聚氨酯水溶液的質量比為1:9，混合均勻即可得到殼聚糖-水性聚氨酯復配整理劑；其中，水性聚 氨酯占復配整理劑的6wt%。實施例4復配含水性聚氨酯4wt%、殼聚糖含0.2wt%的復配整理劑。具體的復配成分含量百分比如下:水性聚氨酯4wt%粘均分子量為120，000的殼聚糖 0.2wt%HCl0.lwt%先將粘均分子量為120，000的殼聚糖溶于質量濃度為lwt%的HCl溶液中，殼聚糖與HCl的質量比為2:1 ;然后將殼聚糖的鹽酸溶液加入到水性聚氨酯水溶液中，殼聚糖的鹽酸溶液與水性聚氨酯水溶液的質量比為1:9，混合均勻即可得到殼聚糖-水性聚氨酯復配整理劑；其中，水性聚氨酯占復配整理劑的4wt%。實施例5復配含水性聚氨酯9wt%、殼聚糖含0.8wt%的復配整理劑。具體的復配成分含量百分比如下:水性聚氨酯9wt%粘均分子量為120,000的殼聚糖 0.8wt%HCllwt%先將粘均分子量為120，000的殼聚糖溶于質量濃度為10wt%的HCl溶液中，殼聚糖與HCl的質量比為4:5 ;然后將殼聚糖的鹽酸溶液加入到水性聚氨酯水溶液中，殼聚糖的鹽酸溶液與水性聚氨酯水溶液的質量比為1:9，混合均勻即可得到殼聚糖-水性聚氨酯復配整理劑；其中，水性聚氨酯占復配整理劑的9wt%。實施例6
復配含水性聚氨酯5wt%、殼聚糖含0.6wt%的復配整理劑。具體的復配成分含量百分比如下:水性聚氨酯5wt%粘均分子量為100，000的殼聚糖 0.6wt%HCl0.5wt%先將粘均分子量為100，000的殼聚糖溶于質量濃度為5wt%的HCl溶液中，殼聚糖與HCl的質量比為6:5 ;然后將殼聚糖的鹽酸溶液加入到水性聚氨酯水溶液中，殼聚糖的鹽酸溶液與水性聚氨酯水溶液的質量比為1:9，混合均勻即可得到殼聚糖-水性聚氨酯復配整理劑；其中，水性聚氨酯占復配整理劑的5wt%。實施例7復配含水性聚氨酯5wt%、殼聚糖含0.5wt%的復配整理劑。具體的復配成分含量百分比如下:
水性聚氨酯5wt%
粘均分子量為100,000的殼聚糖0.5wt %
HCl0.5wt %
β-環糊精1%先將粘均分子量為100，000的殼聚糖溶于質量濃度為5wt%的HCl溶液中，殼聚糖與HCl的質量比為1:1 ;然后將殼聚糖的鹽酸溶液加入到乳化后的水性聚氨酯環糊精水溶液中，殼聚糖的鹽酸溶液與水性聚氨酯-β -環糊精水溶液的質量比為1:9，混合均勻即可得到殼聚糖-水性聚氨酯復配整理劑；其中，水性聚氨酯占復配整理劑的5wt%，β-環糊精占1%。實施例8復配含水性聚氨酯9wt%、殼聚糖含0.8wt%的復配整理劑。具體的復配成分含量百分比如下:水性聚氨酯9wt%粘均分子量為100，000的殼聚糖 0.8wt%先將一定量的粘均分子量為100，000的殼聚糖粉末直接加入水性聚氨酯水溶液中，混合分散均勻即可得到殼聚糖-水性聚氨酯復配整理劑；其中，水性聚氨酯占復配整理劑的9wt%,殼聚糖占0.8%。實施例9棉織物:全棉府綢，紗支40/40，經緯密133/72，斜紋
整理劑配方:水性聚氨酯6%，殼聚糖0.3%，醋酸0.3%將復配整理劑用飽和NaHCO3調節pH至7 8。采用上述的整理液，棉織物抗皺整理步驟如下:
棉織物在復配整理液中二浸二軋，帶液率70 80%，在熱定型機中100°C預烘
2.5min, 150°C焙烘 3min。實施例10
羊毛織物:純羊毛100%，克重為144g/m2，經緯72支雙股，羊毛本色整理劑配方:水性聚氨酯5%，殼聚糖0.4%，醋酸0.4%將復配整理劑用飽和NaHCO3調節pH至7 8。采用上述整理液，羊毛織物防氈縮整理步驟如下:羊毛織物在復配整理液中二浸二軋，帶液率70 80%，在熱定型機中80°C預烘3min, 14CTC倍烘 3min。實施例11滌綸織物:100%滌纟侖，克重為26g/m2，平紋整理劑配方:水性聚氨酯6%，殼聚糖0.2%，醋酸0.2%將復配整理劑用飽和NaHCO3調節pH至7 8。采用上述整理液，滌綸織物整理步驟如下:滌綸織物在復配整理液中二浸二軋，帶液率70 80%，在熱定型機中80°C預烘
2.5min, 165°C焙烘 3min。實施例12織物:滌棉交織布，150滌*21支，100*80，58"整理劑配方:水性聚氨酯6%，殼聚糖0.5%，HC10.5%將復配整理劑用飽和NaHCO3調節pH至7 8。采用上述整理液，滌棉交織物整理步驟如下:滌棉交織物在復配整理液中二浸二軋，帶液率70 80%，在熱定型機中80°C預烘3min, 16CTC倍烘 3min。實施例13織物:滌毛混紡，29/29，244/213，滌綸75%，羊毛25%，平紋整理劑配方:水性聚氨酯8%，殼聚糖0.4%，HC10.4%將復配整理劑用飽和NaHCO3調節pH至7 8。采用上述整理液，滌棉交織物整理步驟如下:滌棉交織物在復配整理液中二浸二軋，帶液率70 80%，在熱定型機中100°C預烘3min, 14CTC倍烘 3min。
權利要求
1.一種復配整理劑，其特征是:所述的復配整理劑至少包含殼聚糖、水性聚氨酯和水。
2.根據權利要求1所述的一種復配整理劑，其特征在于，所述的復配整理劑中殼聚糖的含量為0.1 lwt%，水性聚氨酯的含量為3 10wt%。
3.根據權利要求1或2所述的一種復配整理劑，其特征在于，所述的殼聚糖的粘均分子量為 100，000 120，000。
4.根據權利要求1或2所述的一種復配整理劑，其特征在于，所述的復配整理劑還包含醋酸或者HCl。
5.根據權利要求4所述的一種復配整理劑，其特征在于，所述的醋酸或者HCl在所述復配整理劑中的質量濃度為I 5wt%。
6.如權利要求1 5中任一項所述的一種復配整理劑的制備方法，其特征是:將殼聚糖溶于醋酸溶液或者鹽酸溶液后，加入到水性聚氨酯溶液中，經均勻混合即得到所述的復配整理劑。
7.根據權利要求6所述的一種復配整理劑的制備方法，其特征在于，所述的醋酸溶液中醋酸的質量濃度為0.1% lwt%，鹽酸溶液中HCl的質量濃度為0.1 lwt% ;所述的水性聚氨酯溶液中水性聚氨酯的質量濃度為3 10wt%。
8.如權利要求1 5中任一項所述的一種復配整理劑的應用方法，其特征是:將織物在所述復配整理劑中二浸二軋，壓力I 3kgf/cm2，帶液率60% 90%，將整理后的織物60 80°C預烘2 3min熱定型，然后在120 160°C焙烘I 5min。
9.根據權利要求8所述的一種復配整理劑的應用方法，其特征在于，所述的織物為天然纖維織物或合成纖維織物，或者是天然纖維和合成纖維的混紡或交織面料；所述的天然纖維為纖維素纖維和/或蛋白質纖維，所述的纖維素纖維為棉纖維、粘膠纖維或麻纖維之一或者其組合，所述的蛋白質纖維為羊毛纖維或絲綢纖維之一或者其組合；所述合成纖維為滌綸和/或錦綸。
10.根據權利要求8或9所述的一種復配整理劑的應用方法，其特征在于，所述的織物為羊毛織物、棉織物或者滌綸織物及其混紡和交織織物。
全文摘要
本發明涉及一種復配整理劑及其制備方法，包括殼聚糖與水性聚氨酯的復配將殼聚糖用HAc或者HCl溶液溶解，然后將其加入到一定濃度的聚氨酯水溶液中。其應用包括可對天然纖維和合成纖維面料及其混紡或交織面料進行處理，賦予其防皺/抗氈縮/抗菌功能，同時改善織物的生物可降解性。將織物在復配整理劑中二浸二軋，帶液率60～90%，于熱定型機中預烘，然后焙烘。整理后的羊毛紡織品達到ISO6330和國際羊毛局IWS TM NO.31機可洗的防氈縮標準；整理后的棉織物的經緯向折皺回復角為200-210°，織物強力保留率在110%及以上并具有抗菌性，同時改善了整理后織物的手感和生物可降解性，有顯著的經濟效益和環境效益。
文檔編號D06M15/564GK103174016SQ201310129449
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月15日 優先權日2013年4月15日
發明者閻克路, 史吉華, 韓曉 申請人:東華大學