一种浸轧交联成膜整理方法技术

本发明专利技术涉及一种浸轧交联成膜整理方法，先采用成膜乳液对织物进行浸轧整理，再对织物进行烘干和焙烘形成连续的膜；成膜乳液主要由改性水性聚氨酯和水组成，改性水性聚氨酯是通过将水性聚氨酯与改性剂乳液超声共混制得的，改性剂为丙烯酸酯、乙亚胺或尿丁酮，浸轧的轧余率≥60％，焙烘的温度≥140℃。本发明专利技术的一种浸轧交联成膜整理方法，工序简单，成本低廉，适用范围广，可以有效提高聚氨酯薄膜与织物的结合性能，整理牢度较高，可赋予织物各种优异性能。

A finishing method of dip rolling crosslinking film

【技术实现步骤摘要】
一种浸轧交联成膜整理方法
本专利技术属于纺织品整理
，涉及一种浸轧交联成膜整理方法。
技术介绍
水性聚氨酯(WPU)是以水代替传统的有机溶剂，让聚氨酯溶解于水或分散于水中而形成的一种聚氨酯树脂。由于水分散介质具有不燃、气味小、节能、操作方便、不污染环境等优点，减少了聚氨酯生产过程中有害气体对环境的污染，符合绿色化学的发展要求，并降低了生产成本，目前被广泛应用于纺织印染、涂料、粘合剂、木材加工、皮革、建筑和造纸等行业中。水性聚氨酯在纺织品整理领域的应用是在近十年才开始的，主要作为羊毛、棉织物的防皱、防缩、抗菌、防静电、防水透湿等整理试剂，主要整理方式同油性聚氨酯一样，以涂层工艺为主。例如，文献1(一种抗静电水性聚氨酯涂料的制备与性能研究[J].2018,4,16-20.)采用氧化石墨烯作为抗静电剂开发了一种水性聚氨酯抗静电外涂涂料，检测结果表明，这种涂料的涂层在具有良好物理性能的同时，还具备很好的耐气候、耐腐蚀性能，同时，抗静电性能能够满足使用需要；但常规涂层工艺工序繁多，消耗大，所生产产品缺乏美感，透气性差，有异味，且长时间经阳光照射后易挥发脱落，产生色斑、色差、色花等染色缺陷，既影响织物的功能性，更达不到环保要求，其性能不能满足人们的需求，此外，织物经涂层整理后表观形貌被覆盖，不适用于对外观形貌要求较高的轻薄浅色织物的整理。由于水性聚氨酯不仅可以在水溶液中形成稳定的乳液，通过固化工艺还可以在纤维表面形成一层薄膜，且水溶液中加入一定量的水性聚氨酯后流变性能基本不发生变化不大，这就意味着水性聚氨酯可以被用于浸轧工艺。尤其由于单组分水性聚氨酯成本低、开桶即用，具有很高的断裂延伸率(可达800％)和适当的强度(可达200MPa)，且成膜后对基底外观影响较小，可被用于对外观形貌要求较高的织物进行功能整理。但是，目前水性聚氨酯用于浸轧整理工艺的报道比较少，基本都为羊毛的防缩整理或棉织物的防皱整理。例如，文献2(聚氨酯对羊毛织物的综合整理[J].2014,3(42),28-33.)采用封端基聚氨酯应用浸轧法对精纺羊毛织物进行二浸二轧整理，整理后羊毛织物的防毡缩性能、形态稳定性能明显提高，织物的褶裥保持性、透气透湿性及断裂强力变化不大；文献3(抗起毛起球整理用热反应型WPU的合成及应用[J].粘接,2013,6,53-56.)以异佛尔酮二异氰酸酯为基本原料，以亚硫酸氢钠为封闭剂合成了反应性阴离子型水性聚氨酯整理剂，通过浸轧法将此试剂整理到棉织物上后，织物抗起毛起球达到4级，手感柔软，白度几乎没有下降。虽然，目前上述关于水性聚氨酯浸轧工艺的报道基本达到了所需的功能效果，但是，这些功能整理都需要合成特定的水性聚氨酯整理剂，如羊毛织物可洗防毡缩试剂为自制环氧树脂改性阳离子型水性聚氨酯乳液，棉织物防皱整理试剂为封端水性聚氨酯。在对织物进行整理前进行繁琐的合成步骤来制备所需试剂不仅增加生产投入，而且产量不高，不利于工业化大生产。此外，上述功能整理是通过浸轧-焙烘的方法，使水性聚氨酯固着在纤维表面，无论是对水性聚氨酯类型、用量的探讨，还是对浸轧工艺参数的探究都是以整理剂与织物之间的交联程度及对织物性能的影响为参照标准，并不考虑水性聚氨酯在织物表面的成膜情况，只是将水性聚氨酯作为一种新型功能整理剂来使用，因此未关注水性聚氨酯在织物表面的成膜情况，同时其也未关注焙烘的温度对水性聚氨酯在织物表面形态的影响。因此，研究一种工序简单、整理牢度高且可赋予织物各种优异性能的浸轧成膜整理方法具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有涂层成膜技术中织物表面整理方法工序复杂、整理牢度差的问题，提供一种浸轧交联成膜整理方法。本专利技术以水性聚氨酯为成膜试剂，丙烯酸酯、乙亚胺或尿丁酮为改性试剂，采用浸轧整理工艺，在织物表面形成一层连续薄膜，避免了涂层成膜整理带来的工序复杂、整理牢度差以及所生产产品缺乏美感、透气性差、有异味、易老化的问题。为达到上述目的，本专利技术采用的方案如下：一种浸轧交联成膜整理方法，先采用成膜乳液对织物进行浸轧整理，再对织物进行烘干和焙烘形成连续的膜；成膜乳液主要由改性水性聚氨酯和水组成(成膜乳液中可加入各种功能整理剂，以赋予织物不同的功能)，改性水性聚氨酯是通过将水性聚氨酯与改性剂乳液超声共混制得的，改性剂为丙烯酸酯、乙亚胺或尿丁酮，浸轧的轧余率≥60％，焙烘的温度≥140℃。本专利技术通过控制浸轧的轧余率以及焙烘的温度实现了改性水性聚氨酯在织物表面的交联成膜，本专利技术浸轧的轧余率相对较高(≥60％)，使得织物表面含有足够的改性水性聚氨酯用于形成连续的膜，同时本专利技术探究了焙烘的温度与成膜效果的关联，发现焙烘温度不宜过低，否则会影响交联效率，使得成膜效果较差，因此确定焙烘温度≥140℃，本专利技术通过轧余率与焙烘温度相互配合，使得织物表面改性水性聚氨酯足量，且能够发生交联，最终在织物表面形成了连续膜。本专利技术的水性聚氨酯经过了改性处理，在超声的过程中水性聚氨酯能够与丙烯酸酯间的极性基团发生交联，从而克服各自的缺点，发挥各自的优势，使成膜乳液及膜的性能得到明显的改善，除丙烯酸之外，在超声的过程中乙亚胺或尿丁酮也可以作为改性剂，用于增大水性聚氨酯的分子量和交联程度，进而改善水性聚氨酯的性能；如不对水性聚氨酯进行改性处理，其使用量将显著增大，使得膜较厚且容易吸潮，同时交联效果也较差。目前报道涉及水性聚氨酯与丙烯酸酯机械搅拌、在水性聚氨酯聚合乳液中加入丙烯酸酯单体制得混合水性聚氨酯/聚丙烯酸酯聚合物乳液，同时还可以用种子聚合的方法。常规的机械搅拌交联程度不高，只是依赖于氢键及分子间作用力使丙烯酸酯与水性聚氨酯连接在一起，在存储的过程中容易分离，如果再加入无机整理剂，丙烯酸酯更多的是作为分散剂的存在；化学聚合的方法可以形成稳定改性水性聚氨酯，但是操作复杂，需要完成整个合成过程，丙烯酸酯基本都与水性聚氨酯发生交联，使得游离存在的丙烯酸酯含量较少，再加入无机整理剂起不到分散的作用；而本专利技术采用超声共混的方法，既能使丙烯酸酯、乙亚胺或尿丁酮与水性聚氨酯交联，又能保证较多游离存在的丙烯酸酯、乙亚胺或尿丁酮含量，以保证在后续加入无机整理剂时能充分分散无机整理剂，此外还能增加改性水性聚氨酯与织物的交联程度，从而提高与织物间的粘结性能。作为优选的技术方案：如上所述的一种浸轧交联成膜整理方法，所述连续的膜的厚度为0.05～0.15mm，现有技术往往是通过涂层整理的方法形成连续的膜的，由于涂层需要粘合剂，因此涂层膜较厚，一般为0.1～0.5mm，影响织物外观及手感，而本专利技术是通过浸轧交联成膜的，由于浸轧工艺不需要使用额外的粘合剂，是通过焙烘过程成膜乳液中改性水性聚氨酯与织物发生交联来实现附着的，因此膜的厚度可以远低于现有技术，此外，本专利技术的浸轧交联成膜整理方法连续性好、生产效率高、设备要求简单，适合工业化生产；所述连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为40～70％。如上所述的一种浸轧交联成膜整理方法，水性聚氨酯的固含量为30～50％，改性剂乳液的固含量为30～50％；改性水性聚氨酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浸轧交联成膜整理方法，其特征是：先采用成膜乳液对织物进行浸轧整理，再对织物进行烘干和焙烘形成连续的膜；成膜乳液主要由改性水性聚氨酯和水组成，改性水性聚氨酯是通过将水性聚氨酯与改性剂乳液超声共混制得的，改性剂为丙烯酸酯、乙亚胺或尿丁酮，浸轧的轧余率≥60％，焙烘的温度≥140℃。/n

【技术特征摘要】
1.一种浸轧交联成膜整理方法，其特征是：先采用成膜乳液对织物进行浸轧整理，再对织物进行烘干和焙烘形成连续的膜；成膜乳液主要由改性水性聚氨酯和水组成，改性水性聚氨酯是通过将水性聚氨酯与改性剂乳液超声共混制得的，改性剂为丙烯酸酯、乙亚胺或尿丁酮，浸轧的轧余率≥60％，焙烘的温度≥140℃。


2.根据权利要求1所述的一种浸轧交联成膜整理方法，其特征在于，所述连续的膜的厚度为0.05～0.15mm，所述连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为40～70％。


3.根据权利要求1所述的一种浸轧交联成膜整理方法，其特征在于，水性聚氨酯的固含量为30～50％，改性剂乳液的固含量为30～50％；改性水性聚氨酯中水性聚氨酯与改性剂乳液的质量比为5:1～1:1。


4.根据权利要求1所述的一种浸轧交联成膜整理方法，其特征在于，超声共混的温度为50～70℃，功率为600～1000W，时间为1～3h。


5.根据权利要求1所述的一种浸轧交联成膜整理方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡再生，靳凯丽，朱锦，李明柳，李晓彦，张硕，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31