涤纶织物耐洗吸湿速干整理剂共聚物及其制备方法

摘要

本发明涉及一种涤纶织物耐洗吸湿速干整理剂共聚物及其制备方法。该整理剂共聚物包括如下共聚单元：1)5－25重量％苯(氧)基C

说明书

技术领域

本发明涉及一种整理剂及其制备方法，特别是涉及一种涤纶织物耐洗吸湿速干整理剂共聚物及其制备方法。

背景技术

涤纶是世界产量最大，应用最广泛的合成纤维品种，涤纶占世界合成纤维产量的60％以上。但涤纶织物存在吸湿性差、穿着时汗水不易排出、手感粗糙、易产生静电和易沾污等问题。为了提高涤纶织物服用的舒适性，需对涤纶织物进行吸湿快干整理。吸湿速干整理是按照一定的工艺、通过化学品对涤纶织物进行整理，使织物兼具吸水、透湿和快干的特性。

目前市场上常见的吸湿速干整理剂多为聚酯聚醚嵌段共聚物，通常是由对苯二甲酸与聚乙二醇酯化或者对苯二甲酸甲酯与聚乙二醇酯交换，再进行缩聚反应的形式合成。该聚酯聚醚嵌段共聚物通常需要在高温条件下进行反应，如专利CN105421117A公开的吸湿排汗整理剂需要先在150～180℃下反应180～250分钟，然后升温至220～230℃反应60～90分钟，再在真空度为-0.08～-0.1IPM温度为230～270℃聚合，再降温至100～120℃后放料，得到该聚醚聚酯前段共聚物。这类整理剂在制备过程，温度高，能耗大，尽管应用效果良好，但耐洗性能不足。

因此，发明具有优良耐洗性的吸湿速干整理剂具有广阔的市场前景和现实意义。

发明内容

本发明的一个方面在于提供一种涤纶织物耐洗吸湿速干整理剂共聚物，它包括如下共聚单元：

1)5－25重量％苯(氧)基C_1－3烷基(甲基)丙烯酸酯共聚单元；

2)65－85重量％聚乙二醇(2－700)二(甲基)丙烯酸酯共聚单元；

3)1－15重量％多元醇多(甲基)丙烯酸酯共聚单元；

4)0.3－3重量％异氰酸酯改性的(甲基)丙烯酸酯共聚单元；和

5)1－8重量％(甲基)丙烯酸共聚单元；

所述涤纶织物耐洗吸湿速干整理剂共聚物的重均分子量为15000－120000。

本发明的另一方面在于提供上述涤纶织物耐洗吸湿速干整理剂共聚物的制备方法，该方法包括以下几个步骤：

i)在非离子乳化剂的存在下将苯(氧)基C_1－3烷基(甲基)丙烯酸酯共聚单体和聚乙二醇(2－700)二(甲基)丙烯酸酯共聚单体制成水乳液A；

ii)在非离子乳化剂的存在下将多元醇多(甲基)丙烯酸酯共聚单体和(甲基)丙烯酸制成水乳液B；

iii)在自由基引发剂的存在下使水乳液A聚合，然后加入水乳液B，再加入异氰酸酯改性的(甲基)丙烯酸酯共聚单体继续进行聚合。

本发明的第三方面在于提供涤纶织物耐洗吸湿速干整理剂组合物，它包括：

a)25-35重量％本发明的涤纶织物耐洗吸湿速干整理剂共聚物；

b)1-5重量％非离子乳化剂；

c)5-15重量％多元醇有机溶剂；和

d)54-69重量％水，以所述涤纶织物耐洗吸湿速干整理剂组合物的总重量为基准。

与现已公开的吸湿速干整理剂及其制备方法相比，本发明的涤纶织物耐洗吸湿速干整理剂表现在如下几个方面：1)引入多元醇多(甲基)丙烯酸酯共聚单体，使制备的吸湿速干整理剂具有特殊网状结构，大大提高与涤纶织物的交联密度，提高耐洗性；异氰酸酯改性的(甲基)丙烯酸酯共聚单体的加入，进一步提高耐洗性；2)反应温度不超过90℃，能耗小；3)非离子体系，适应性广，相容性好。本发明制备过程容易控制，制备的吸湿速干整理剂耐洗性良好。

具体实施方式

在一个优选的实施方式中，本发明的涤纶织物耐洗吸湿速干整理剂共聚物包括如下共聚单元：

1)10－20重量％苯(氧)基C_1－2烷基(甲基)丙烯酸酯共聚单元；

2)70－80重量％聚乙二醇(3－600)二(甲基)丙烯酸酯共聚单元；

3)1－10重量％多元醇多(甲基)丙烯酸酯共聚单元；

4)0.5－2重量％异氰酸酯改性的(甲基)丙烯酸酯共聚单元；和

5)1－5重量％(甲基)丙烯酸共聚单元；

所述涤纶织物耐洗吸湿速干整理剂共聚物的重均分子量为25000－100000，优选为50000－100000。

在一个更优选的实施方式中，苯(氧)基C_1－2烷基(甲基)丙烯酸酯例如包括但不限于苄基(甲基)丙烯酸酯、2-苯基乙基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯或它们的混合物。

在一个更优选的实施方式中，所述的聚乙二醇(2－700)二(甲基)丙烯酸酯包括聚乙二醇(200)二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、或它们的混合物。

在一个更优选的实施方式中，所述的多元醇多(甲基)丙烯酸酯包括但不限于三元醇三(甲基)丙烯酸酯、四元醇四(甲基)丙烯酸酯、或它们的混合物。

在一个特别优选的实施方式中，所述的多元醇多(甲基)丙烯酸酯包括三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯或它们的混合物。

在一个更优选的实施方式中，所述的异氰酸酯改性的(甲基)丙烯酸酯共聚单元是异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与(甲基)丙烯酸羟乙酯反应后所形成的单体。

在一个更优选的实施方式中，本发明的涤纶织物耐洗吸湿速干整理剂共聚物的制备方法包括以下几个步骤：

1)将苯(氧)基C_1－2烷基(甲基)丙烯酸酯单体2～4质量％、聚乙二醇(3－600)二(甲基)丙烯酸酯共聚单体15-25质量％、非离子乳化剂0.5～10质量％、多元醇有机溶剂1～15质量％和去离子水40～60质量％，加入反应釜，50～70℃搅拌溶解并经高剪切乳化5～30分钟，得预乳液1

2)多元醇多(甲基)丙烯酸酯共聚单体0.5～2质量％、非离子乳化剂0.5～10质量％、多元醇有机溶剂1～10质量％和去离子水10～40质量％，加入反应釜，50～70℃搅拌溶解并经高剪切乳化5～30分钟；得预乳液2

3)升温至70～90℃，滴加1.0质量％偶氮二异丁脒盐酸盐水溶液滴入预乳液1，引发聚合反应并在温度70～90℃，保温反应1～3小时；

4)将预乳液2及1.0质量％偶氮二异丁脒盐酸盐水溶液滴入上述聚合乳液，保温反应1～3小时；

5)将异氰酸酯改性丙烯酸酯单体0.1～0.5质量％滴入4)并保温反应1～3小时。

在一个更优选的实施方式中，本发明方法中所用的非离子乳化剂例如包括但不限于脂肪胺聚氧乙烯醚(15～40EO)、脂肪醇聚氧乙烯醚(15～40EO)、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯或它们的混合物。

在一个更优选的实施方式中，本发明方法中所用的多元醇有机溶剂例如包括但不限于乙二醇单丁醚、乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇、二缩二丙二醇中的一种或几种混合物。

在一个更优选的实施方式中，所述的自由基引发剂是偶氮类引发剂，如偶氮二异丁脒盐酸盐。

在一个更优选的实施方式中，所述的聚合反应在70－90℃进行，优选在75－85℃进行。

本发明制备的吸湿速干整理剂共聚物稳定性好，经该整理剂处理后涤纶织物吸湿性显著提高，耐洗性优良。

实施例

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

各实施例中，所有原料、织物均为市售。

以下各实施例中所制得吸湿速干整理剂的吸湿性和速干性能测试标准及方法按照《GB/T 21655.1-2008纺织品吸湿速干性的评定第一部分：单项组合试验法》进行，织物为涤纶机织物。

洗涤方法按照AATCC 135进行。

重均分子量测定方法是采用HLC-8320GPC型凝胶渗透色谱仪(日本东曹株式会社)测定，25℃时流动相为DMF，以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为参比。

实施例1

在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口烧瓶中加入4g苄基(甲基)丙烯酸酯，22克聚乙二醇(200)丙烯酸酯，0.6克脂肪胺聚氧乙烯(20)醚，0.7克聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯，5克一缩二丙二醇和42克去离子水，60℃搅拌溶解后，高剪切10分钟，得预乳液1.

在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口烧瓶中加入1.0克三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯，0.5克甲基丙烯酸，0.2克脂肪胺聚氧乙烯醚(20EO)，0.3克聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯，3克一缩二丙二醇和20克去离子水，60℃搅拌溶解后，高剪切10分钟，得预乳液2.

将预乳液1升温到74℃，开始滴加1.0克1％偶氮二异丁脒盐酸盐水溶液，滴加完毕，74℃保温1.5小时，然后滴入预乳液2及2.0克1％偶氮二异丁脒盐酸盐水溶液，滴加完毕，保温反应2小时，然后滴入0.3克异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与甲基丙烯酸羟乙酯反应后所形成的单体(该单体是参考张庆思的《含双键的氨酯预聚体的合成及其性能分析》所制备)保温反应2.5小时，得吸湿速干整理剂1。所述整理剂的重均分子量为63000，应用效果见表1。

实施例2

在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口烧瓶中加入5克2-苯基乙基丙烯酸酯，20克聚乙二醇(600)丙烯酸酯，0.5克脂肪胺聚氧乙烯(25)醚，1.0克脂肪醇聚氧乙烯(25)醚，8克一缩二丙二醇和45克去离子水，70℃搅拌溶解后，高剪切20分钟得预乳液1.

在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口烧瓶中加入0.5克三(2～羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯，1.0克丙烯酸，0.3克脂肪胺聚氧乙烯(25)醚，0.2克脂肪醇聚氧乙烯(25)醚，2克一缩二丙二醇和17克去离子水，70℃搅拌溶解后，高剪切20分钟得预乳液2.

将预乳液2升温到78℃，开始滴加1.2克1％偶氮二异丁脒盐酸盐水溶液，滴加完毕完，78℃保温1小时，然后滴入预乳液2及1.8克1％偶氮二异丁脒盐酸盐水溶液，滴加完毕，保温反应2.5小时，然后滴入0.2克异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与丙烯酸羟乙酯反应后所形成的单体(该单体是参考张庆思的《含双键的氨酯预聚体的合成及其性能分析》所制备)，保温反应3小时得吸湿速干整理剂2。所述整理剂的重均分子量为72000，应用效果见表1。

实施例3

在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口烧瓶中加入2克苄基(甲基)丙烯酸酯，1克2-苯氧基乙基丙烯酸酯，23克三乙二醇二丙烯酸酯，0.8克聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯，0.8克脂肪醇聚氧乙烯(25)醚，7克二缩二丙二醇和47克去离子水，65℃搅拌溶解后，高剪切15分钟得预乳液1。

在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口烧瓶中加入3.0克二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯，1.0克丙烯酸，0.2克聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯，0.2克脂肪醇聚氧乙烯(25)醚，3克二缩二丙二醇和15克去离子水，65℃搅拌溶解后，高剪切15分钟得预乳液2。

将预乳液3升温到80℃，开始滴加1.0克1％偶氮二异丁脒盐酸盐水溶液，滴加完毕完，保温1小时，然后滴入预乳液2及2.0克1％偶氮二异丁脒盐酸盐水溶液，滴加完毕，保温反应1.5小时，然后滴入0.4克异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与丙烯酸羟乙酯反应后所形成的单体(该单体是参考张庆思的《含双键的氨酯预聚体的合成及其性能分析》所制备)保温反应3小时得吸湿速干整理剂3。所述整理剂的重均分子量为81000，应用效果见表1。

各实施例与市售吸湿速干整理剂的吸湿性及耐洗性对比如表1所示。

表1吸湿性及耐洗性对比

※机织物类产品技术要求：

吸湿性，滴水扩散时间≤5s，芯吸高度≥90mm；机织物速干性，蒸发速率≥0.18克/小时，透湿量≥8000克/(㎡·d)。

从表1的数据可以看出，本发明制备的吸湿速干整理剂整理涤纶织物后，经过20次家庭洗涤后，依然满足吸湿速干的要求，显示了良好的耐久性。