[发明专利]纺织品用耐久性整理剂

说明书

发明领域

本发明涉及纺织品处理用组合物，该组合物能赋予纺织纤维和织物所需的耐久特性和柔软性、疏水性、疏油性、表面润滑性、耐磨性、抗撕裂性、好的悬垂性以及抗起球性。

发明背景

过去已开发出两种赋予纺织品疏水特性的方法：1)疏水性聚合物膜，2)经物理吸附或化学吸附方法附着疏水性单体和聚合物。

目前制造拒水性/抗污性织物的工业方法主要基于诸如W.L.Gore和Sympatex公司的层合方法(“涂覆织物杂志(Journal of coatedFabrics)”vlo.26，1996，pp.107-130)和聚硅氧烷涂料(“纤维科学和技术手册(Handbook of Fiber Science and Technology)”，MarcelDekker，New York，NY，Vol，II，1984，pp 168-171)。该层合方法包括在织物上粘合一层聚合物材料(如已经拉伸至形成微孔的Teflon^TM)。虽然这种方法可形成耐久的防护剂薄膜，但存在许多缺点。这些层合材料的涂敷需要专门的设备，因此不能采用现有的纺织品制造工艺进行涂敷。该薄膜的合成成本也是很高的，因此经这种改性的服装较未改性服装的价格要高得多。这类衣料的颜色和色调受涂料颜色的限制。最后，由这种材料制成的衣料往往是厚重而发硬的。聚硅氧烷薄膜有耐洗涤性低的缺点，该缺点往往会使织物发生膨胀并导致硅氧烷薄膜破裂。聚硅氧烷与层合材料相比具有价格优势，然而层合材料更耐洗涤和干洗。

以单体烃疏水物为主要成分的防护剂可分为五类：1)铝皂和锆皂，2)蜡和蜡状物质，3)金属配合物，4)吡啶鎓化合物，5)羟甲基化合物，6)其它的纤维用活性拒水剂。与聚合物涂料相比，单体烃疏水物能渗透到织物内部而形成耐久性更好的涂层。

使织物拒水的最早和最经济的方法是在织物上涂敷疏水性物质，如石蜡(Text.Inst.Ind.Vol.4，1966，p，255)。该方法至今仍在使用，涂敷织物的石蜡乳液是可购买到的(如由BFGoodrich Textile Chemicals，Inc.制造的Freepel^)。对于洗涤或干洗来说，蜡是不稳定的。由于蜡与织物结合的非共价性质，因而耐久性差，而且蜡的透气性也是低的。

最早的一种拒水剂是由水溶性皂以非共价结合的方式涂敷在纤维上，然后经铝盐沉淀而形成的(J.Text，Res.Vol.42，1951，p.691)。这类涂层可溶于碱性洗涤剂溶液中，因而耐洗牢度很差。锆皂在洗涤剂溶液中溶解度很低(Waterproofing and water-Repellency，ElsevierPubl，Co.，Amsterdam，1963，P.188)，但是由于锆皂与织物的非共价结合特性，因而耐磨性差。

Quilon铬配合物会聚合形成-Cr-O-Cr-键(Tappivol.36，1953，p.107)，同时，该配合物还会与纤维表面形成共价键，其疏水链向表面外排列从而形成了拒水的、半耐久性涂层。Quilon溶液需要在酸性条件下反应，因而会使纤维素纤维经水解而发生降解。织物颜色会受金属配合物赋予的蓝绿色所限。

Harding已对吡啶鎓型拒水剂的历史进行了评论(J.Text，Res.Vol.42，1951，p.691)。实质上，烷基季铵化合物在高温下会与纤维素相反应而在棉花上产生耐久的拒水性整理效果(英国专利466817)，这类季铵盐的变体已由ICI制造并以Velan PF商标销售。后来发现，该反应只限于纤维表面(J.Soc.DyersColour.vol.63，1947，p.260)，且高的固化温度会降低织物的强度。必需添加乙酸钠以防止纤维素因HCl的形成而发生分解。而且，反应期间释放的吡啶有令人不愉快的气味，因而固化后织物还必需经漂洗。由于吡啶的有毒性质，根据对这类物质的行政限制越来越严格的政府法规，吡啶鎓型拒水剂已在二十世纪七十年代停止使用。

羟甲基化学已广泛在纤维素的交联中得到商业化来实现织物的耐久性定形。N-羟甲基化合物是通过胺或酰胺与甲醛反应制备的。烷基N-羟甲基化合物能在酸性催化剂存在下、于高温下与纺织原料的羟基基团反应而赋予织物耐久的疏水性质(英国专利463300和679811)。该反应伴有非共价键(即非耐久性的)树脂状物质的形成，因此会降低效能。此外，高温和酸催化剂会降低织物的强度。近来，羟甲基化合物的工业应用由于经这种方法处理过的织物会释放出有毒的甲醛而减少。