一种柔顺氨纶面料及其制备方法发明专利

专利名称：一种柔顺氨纶面料及其制备方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410445218.1

专利申请（专利权）人：揭阳市雅生新材料有限公司
权利人地址：广东省揭阳市揭东区新亨镇坪埔村石崎顶右侧

专利发明（设计）人：发明人:钟绵生,陈雅漫

专利摘要：本发明涉及纺织品技术领域，且公开了一种柔顺氨纶面料及其制备方法，本发明以来源广泛、绿色环保的天然生物质腰果酚作为原料，依次与偏苯三酸酐酰氯、2,2'‑二氨基‑N‑甲基二乙胺进行反应，得到含有叔胺和双羧基结构的腰果酚中间体，在于氯乙基硅油进行季铵化反应，得到含腰果酚季铵盐和羧基的硅油整理剂。对氨纶面料进行表面整理，经过整理后，整理剂在氨纶面料表面形成分布均匀地整理剂薄膜，与纤维面料的结合牢度高；氨纶面料的柔软和柔顺性能优明显提高，硅油整理剂含有的腰果酚季铵盐作为性能优异的生物基抗菌剂，对细菌微生物具有高效的抑制和杀灭作用，同时含有的羧基和季铵盐亲水基团，提高面料表面的亲水性，改善面料的透湿透气性。

主权利要求：
1.一种柔顺氨纶面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)、向反应瓶中加入N,N‑二甲基甲酰胺、氯乙基硅油、叔胺双羧基腰果酚中间体，
110‑130℃保温反应48‑72h，得到含腰果酚季铵盐和羧基的硅油整理剂；
步骤(2)、将硅油整理剂加入到水中，高速分散配置成整理液，然后采用二浸二轧工艺对氨纶面料进行整理，烘干，烘焙定型、得到柔顺氨纶面料；
所述叔胺双羧基腰果酚中间体的制备方法包括以下步骤：
步骤A、向反应瓶中加入溶剂、腰果酚、吡啶，滴加偏苯三酸酐酰氯，30‑45℃保温反应6‑
12h，得到酸酐腰果酚中间体；
步骤B、向反应瓶中加入N,N‑二甲基甲酰胺、酸酐腰果酚中间体、2,2'‑二氨基‑N‑甲基二乙胺，20‑35℃保温反应3‑8h，得到叔胺双羧基腰果酚中间体；
所述氯乙基硅油的制备方法包括以下步骤：向反应瓶中加入甲苯、含氢硅油、丙烯酸羟乙酯，滴加氯铂酸的异丙醇溶液，90‑110℃保温回流反应6‑12h，浓缩除去溶剂，产物加入到
1,4‑二氧六环中，滴加氯化亚砜，70‑80℃保温回流反应2‑4h，得到氯乙基硅油。
2.根据权利要求1所述的柔顺氨纶面料的制备方法，其特征在于，所述叔胺双羧基腰果酚中间体的质量是氯乙基硅油的15‑70%。
3.根据权利要求1所述的柔顺氨纶面料的制备方法，其特征在于，所述整理液的浓度为
15‑40g/L。
4.根据权利要求1所述的柔顺氨纶面料的制备方法，其特征在于，所述二浸二轧工艺中控制浴比为1:(25‑40)；烘干温度为90‑100℃，时间为3‑5min；烘焙定型温度为150‑170℃，时间为90‑150s。
5.根据权利要求1所述的柔顺氨纶面料的制备方法，其特征在于，所述步骤A中溶剂包括四氢呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯。
6.根据权利要求1所述的柔顺氨纶面料的制备方法，其特征在于，所述步骤A中吡啶、偏苯三酸酐酰氯的质量分别是腰果酚质量的22‑30%、65‑80%。
7.根据权利要求1所述的柔顺氨纶面料的制备方法，其特征在于，所述步骤B中2,2'‑二氨基‑N‑甲基二乙胺的质量是酸酐腰果酚中间体质量的45‑55%。
8.根据权利要求1所述的柔顺氨纶面料的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸羟乙酯的质量是含氢硅油质量的10‑50%。 说明书 : 一种柔顺氨纶面料及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及纺织品技术领域，具体为一种柔顺氨纶面料及其制备方法。背景技术[0002] 氨纶纤维面料具有很好的弹性，可以与棉、麻、等纤维进行混纺，得到高弹性和抗皱性的纺织品，传统的氨纶纤维面料的柔软度和亲水透气不好，并且不具有抗菌性能；整理剂广泛应用于氨纶、棉纤维、羊毛等纺织品的整理中，可以改善纺织品的手感、柔软度、亲水透气等性能。[0003] 目前整理剂主要有三嗪类整理剂、有机硅整理剂、聚醚整理剂等，其中有机硅整理剂具有适用性广的优点，并且可以赋予织物光滑柔软手感、抗静电等，传统的有机硅整理剂整理织物后，会影响影响织物的亲水透气性等性能，并且有机硅整理剂不具有抗菌性能，开发新型有机硅整理剂有着重要的意义，如聚醚改性有机硅整理剂，阳离子有机硅整理剂等。[0004] 腰果酚是天然腰果壳油的提取产物，是一种来源广泛、廉价易得、绿色环保的天然生物质原料，具有很高的应用和研究价值，可以制成表面活性剂、抗菌剂等，在塑料、纤维等领域有着广阔的应用前景。发明内容[0005] 解决的技术问题：制备了含腰果酚季铵盐和羧基的硅油整理剂，提高了氨纶面料的柔顺、抗皱和抗菌性能。[0006] 技术方案：柔顺氨纶面料的制备方法包括以下步骤：[0007] 步骤（1）、向反应瓶中加入N,N‑二甲基甲酰胺、氯乙基硅油、叔胺双羧基腰果酚中间体，110‑130℃保温反应48‑72h，浓缩除去溶剂，乙醇洗涤，得到含腰果酚季铵盐和羧基的硅油整理剂。[0008] 步骤（2）、将硅油整理剂加入到水中，高速分散配置成整理液，然后采用二浸二轧工艺对氨纶面料进行整理，烘干，烘焙定型、得到柔顺氨纶面料。[0009] 其中，叔胺双羧基腰果酚中间体的质量是氯乙基硅油的15‑70%。[0010] 其中，整理液的浓度为15‑40g/L。[0011] 其中，二浸二轧工艺中控制浴比为1:（25‑40）；烘干温度为90‑100℃，时间为3‑5min；烘焙定型温度为150‑170℃，时间为90‑150s。[0012] 其中，叔胺双羧基腰果酚中间体的制备方法包括以下步骤：[0013] 步骤（1）、向反应瓶中加入四氢呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯任一种溶剂、腰果酚、吡啶，滴加偏苯三酸酐酰氯，其中吡啶、偏苯三酸酐酰氯的质量分别是腰果酚的22‑30%、65‑80%，30‑45℃保温反应6‑12h，浓缩除去溶剂，丙酮洗涤沉淀，干燥，得到酸酐腰果酚中间体。[0014] 步骤（2）、向反应瓶中加入N,N‑二甲基甲酰胺、酸酐腰果酚中间体、2,2'‑二氨基‑N‑甲基二乙胺，其中2,2'‑二氨基‑N‑甲基二乙胺的质量是酸酐腰果酚中间体的45‑55%，20‑35℃保温反应3‑8h，浓缩除去溶剂，水、丙酮洗涤沉淀，干燥，得到叔胺双羧基腰果酚中间体。[0015] 其中，氯乙基硅油的制备方法包括以下步骤：向反应瓶中加入甲苯、含氢硅油、丙烯酸羟乙酯，滴加氯铂酸的异丙醇溶液，90‑110℃保温回流反应6‑12h，浓缩除去溶剂，产物加入到1,4‑二氧六环中，滴加氯化亚砜，70‑80℃保温回流反应2‑4h，浓缩除去溶剂，产物加入到甲醇中进行沉淀，过滤，得到氯乙基硅油。[0016] 其中，丙烯酸羟乙酯的质量是含氢硅油的10‑50%。[0017] 技术效果：本发明以来源广泛、绿色环保的天然生物质腰果酚作为原料，依次与偏苯三酸酐酰氯、2,2'‑二氨基‑N‑甲基二乙胺进行反应，得到含有叔胺和双羧基结构的腰果酚中间体，实现了对腰果酚的进一步开发和利用。[0018] 本发明利用丙烯酸羟乙酯与含氢硅油进行加成反应，并经过氯化亚砜氯化，得到氯乙基硅油，再与腰果酚中间体进行季铵化反应，得到含腰果酚季铵盐和羧基的硅油整理剂。并且整理剂的浓度在15‑250g/L时，具有很好的储存稳定性。[0019] 本发明利用制备的硅油整理剂对氨纶面料进行表面整理，经过整理后，整理剂在氨纶面料表面形成分布均匀地整理剂薄膜，与纤维面料的结合牢度高，水洗后整理剂形成的薄膜不易脱落；经过整理氨纶面料的柔软和柔顺性能明显提高，并且硅油整理剂含有的腰果酚季铵盐作为性能优异的生物基抗菌剂，对金黄色葡萄球菌等细菌微生物具有高效的抑制和杀灭作用；同时含有的羧基和季铵盐亲水基团，可以提高面料表面的亲水性，改善面料的透湿透气性。具体实施方式[0020] 下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。[0021] 本发明的氨纶面料为10%氨纶和90%棉的混纺面料。[0022] 含氢硅油牌号KF‑99。[0023] 实施例1[0024] 向反应瓶中加入100mL乙酸乙酯溶剂、8g腰果酚、1.76g吡啶，滴加5.8g偏苯三酸酐酰氯，30℃保温反应12h，浓缩除去溶剂，丙酮洗涤沉淀，干燥，得到酸酐腰果酚中间体。[0025] 向反应瓶中加入150mLN,N‑二甲基甲酰胺、10g酸酐腰果酚中间体、5.5g2,2'‑二氨基‑N‑甲基二乙胺，20℃保温反应8h，浓缩除去溶剂，水、丙酮洗涤沉淀，干燥，得到叔胺双羧基腰果酚中间体。[0026] 向反应瓶中加入200mL甲苯、20g含氢硅油、2g丙烯酸羟乙酯，滴加含有0.4mg氯铂酸的异丙醇溶液，90℃保温回流反应10h，浓缩除去溶剂，产物加入到1,4‑二氧六环中，滴加氯化亚砜，80℃保温回流反应2h，浓缩除去溶剂，产物加入到甲醇中进行沉淀，过滤，得到氯乙基硅油。[0027] 向反应瓶中加入300mLN,N‑二甲基甲酰胺、30g氯乙基硅油、4.5g叔胺双羧基腰果酚中间体，120℃保温反应72h，浓缩除去溶剂，乙醇洗涤，得到含腰果酚季铵盐和羧基的硅油整理剂。[0028] 将硅油整理剂加入到水中，高速分散配置成浓度15g/L整理液，然后采用二浸二轧工艺对氨纶面料进行整理，控制浴比为1:25，100℃烘干3min；170℃烘焙定型90s，得到柔顺氨纶面料。[0029] 实施例2[0030] 向反应瓶中加入100mL甲苯溶剂、8g腰果酚、1.76g吡啶，滴加5.2g偏苯三酸酐酰氯，45℃保温反应8h，浓缩除去溶剂，丙酮洗涤沉淀，干燥，得到酸酐腰果酚中间体。[0031] 向反应瓶中加入120mLN,N‑二甲基甲酰胺、10g酸酐腰果酚中间体、4.5g2,2'‑二氨基‑N‑甲基二乙胺，35℃保温反应3h，浓缩除去溶剂，水、丙酮洗涤沉淀，干燥，得到叔胺双羧基腰果酚中间体。[0032] 向反应瓶中加入400mL甲苯、20g含氢硅油、6g丙烯酸羟乙酯，滴加含有1.2mg氯铂酸的异丙醇溶液，110℃保温回流反应6h，浓缩除去溶剂，产物加入到1,4‑二氧六环中，滴加氯化亚砜，75℃保温回流反应2h，浓缩除去溶剂，产物加入到甲醇中进行沉淀，过滤，得到氯乙基硅油。[0033] 向反应瓶中加入500mLN,N‑二甲基甲酰胺、30g氯乙基硅油、13g叔胺双羧基腰果酚中间体，110℃保温反应72h，浓缩除去溶剂，乙醇洗涤，得到含腰果酚季铵盐和羧基的硅油整理剂。[0034] 将硅油整理剂加入到水中，高速分散配置成浓度25g/L整理液，然后采用二浸二轧工艺对氨纶面料进行整理，控制浴比为1:40，90℃烘干5min；150℃烘焙定型150s，得到柔顺氨纶面料。[0035] 实施例3[0036] 向反应瓶中加入150mL二氯甲烷溶剂、8g腰果酚、2.4g吡啶，滴加6.4g偏苯三酸酐酰氯，45℃保温反应6h，浓缩除去溶剂，丙酮洗涤沉淀，干燥，得到酸酐腰果酚中间体。[0037] 向反应瓶中加入100mLN,N‑二甲基甲酰胺、10g酸酐腰果酚中间体、4.5g2,2'‑二氨基‑N‑甲基二乙胺，35℃保温反应3h，浓缩除去溶剂，水、丙酮洗涤沉淀，干燥，得到叔胺双羧基腰果酚中间体。[0038] 向反应瓶中加入400mL甲苯、20g含氢硅油、10g丙烯酸羟乙酯，滴加含有2mg氯铂酸的异丙醇溶液，90℃保温回流反应12h，浓缩除去溶剂，产物加入到1,4‑二氧六环中，滴加氯化亚砜，70℃保温回流反应4h，浓缩除去溶剂，产物加入到甲醇中进行沉淀，过滤，得到氯乙基硅油。[0039] 向反应瓶中加入500mLN,N‑二甲基甲酰胺、30g氯乙基硅油、21g叔胺双羧基腰果酚中间体，130℃保温反应48h，浓缩除去溶剂，乙醇洗涤，得到含腰果酚季铵盐和羧基的硅油整理剂。[0040] 将硅油整理剂加入到水中，高速分散配置成浓度40g/L整理液，然后采用二浸二轧工艺对氨纶面料进行整理，控制浴比为1:40，100℃烘干4min；160℃烘焙定型120s，得到柔顺氨纶面料。[0041] 分别将实施例1至3制备的硅油整理剂加入到水中，高速分散配置成浓度15‑250g/L整理液，室温下静置60天，观察乳液的存储稳定性。[0042][0043] 当整理液的浓度为15‑200g/L，乳液不分层，不破乳，存储稳定性优异。[0044] 对比例1[0045] 将氯乙基硅油作为整理剂加入到水中，高速分散配置成浓度15g/L整理液，然后采用二浸二轧工艺对氨纶面料进行整理，控制浴比为1:25，100℃烘干3min；170℃烘焙定型90s，得到氨纶面料。[0046] 对比例2[0047] 将叔胺双羧基腰果酚中间体作为整理剂加入到水中，高速分散配置成浓度15g/L整理液，然后采用二浸二轧工艺对氨纶面料进行整理，控制浴比为1:25，100℃烘干3min；170℃烘焙定型90s，得到氨纶面料。[0048] 对比例3[0049] 将氯乙基硅油、以及其质量15%的叔胺双羧基腰果酚中间体混匀，作为整理剂加入到水中，高速分散配置成浓度15g/L整理液，然后采用二浸二轧工艺对氨纶面料进行整理，控制浴比为1:25，100℃烘干3min；170℃烘焙定型90s，得到氨纶面料。[0050] 对比例4为未整理的氨纶面料[0051] 氨纶面料性能测试如下表，洗涤方法按GB/T8629‑2017的标准。[0052][0053] 实施例1至3的氨纶面料经过硅油整理剂整理后，并且其含有的羧基和季铵盐，可以提高面料表面的亲水性，改善面料的透湿透气性。[0054] 对比例1以含氢硅油对氨纶面料进行整理，亲水性最差。[0055] 对比例2以叔胺双羧基腰果酚中间体作为整理剂对氨纶面料进行整理，其含有羧基亲水基团，洗涤前氨纶面料具有良好的亲水性，但是叔胺双羧基腰果酚中间体与氨纶面料的结合牢度低，但是洗涤后亲水性明显降低。[0056] 对比例3以含氢硅油和叔胺双羧基腰果酚中间体的共混物对氨纶面料进行整理，亲水性不佳。[0057] 柔顺评价测试：成立10人专业评价小组成员，进行主观触摸测试，对各实施例和对比例的氨纶纤维的柔顺度进行主观打分评价，最高分为10分柔软度最好，最低分为1分柔软度最差，取平均值。[0058][0059] 抗菌性能测试。以实施例1至3，对比例1‑3的氨纶纤维作为实验组；对比例4未整理的氨纶面料作为空白组。[0060] 将金黄色葡萄球菌接种到培养基中，摇床培养6h，培养温度为37℃，然后将活化的菌液稀释至浓度为5×105CFU/mL；移取菌液滴加在氨纶面料表面，培养6h，温度为37℃，用磷酸盐缓冲溶液洗去试样表面的细菌，并移取20uL涂覆在琼脂培养基的表面，培养24h，培养温度37℃，培养后进行菌落计数，计算抗菌率Q；Q=（B‑C）/B，B为空白组氨纶面料的菌落数；B为实验组菌落数。[0061][0062] 各实施例加入了含腰果酚季铵盐和羧基基团的硅油整理剂，腰果酚季铵盐作为性能优异的生物基抗菌剂，对金黄色葡萄球菌等细菌微生物具有高效的抑制和杀灭作用；同时氨纶面料经过硅油整理剂整理后，柔顺性更好，并且其含有的羧基和季铵盐亲水基团，可以提高面料表面的亲水性，改善面料的透湿透气性。[0063] 对比例1至3分别以氯乙基硅油、叔胺双羧基腰果酚中间体、以及两者的共混物作为整理剂，整理剂不含有腰果酚季铵盐抗菌结构，整理后的氨纶面料几乎不具有抗菌性能。

专利地区：广东

专利申请日期：2024-04-15

专利公开日期：2024-10-22

专利公告号：CN118345635B