[发明专利]交联剂组合物、抗原纤化溶液纺纤维素纤维及它们制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纤维加工领域，具体而言，涉及一种交联剂组合物、抗原纤化溶液纺纤维素纤维及它们制备方法。

背景技术

将纤维素溶解于适当溶剂中形成纤维素溶液，再将溶液挤出于一种纺丝凝固浴中，此时纤维素在其中凝固再生，拉伸后形成纤维。上述方法称为“溶液纺”，所得纤维为溶液纺纤维素纤维。已知的溶液纺纤维素纤维的代表为粘胶纤维，但巨大的环境污染及能耗问题阻碍其进一步扩大生产规模。

为了解决这一问题，在美国专利US4246221及中国专利CN94190487.3都提出了采用新型溶剂以制备纤维素纤维的方法，即将纤维素溶解于有机溶剂叔胺氧化物的水溶液中，并由此溶液制得纤维的技术方案。由这种方法所制备的纤维被命名为Lyocell纤维，中文名为莱赛儿，俗称天丝。

Lyocell纤维主要以木浆粕为原料，以叔胺氧化物（NMMO）和水的混合物为溶剂制备。Lyocell纤维的化学结构与粘胶纤维基本相同，除了具有天然纤维的特性如吸湿性、透气性、舒适性、光泽性、可染色性和可生物降解性外，还具有合成纤维的高强度的优点。相比其他溶液纺纤维素纤维，其具有生产流程短、能耗低、环境污染小、溶剂可回收再利用等优点，其有望替换传统的粘胶纤维，被称为21世纪绿色纤维。

然而，Lyocell纤维在湿态下受到机械应力作用时，易发生不同程度的原纤化现象。所谓的原纤化现象是指“当纤维结构在纵向发生断裂，细小的原纤便从纤维上部分分离”的现象。这种原纤化现象的发生使得所生产的纤维具有多毛状外貌，影响Lyocell纤维制品的外观、染色一致性和耐洗性等。

目前，解决Lyocell纤维易于原纤化的途径主要是对纤维进行交联后处理实现，利用这种方法已实现具有抗原纤化性能的Lyocell纤维的产业化生产。其中，发明号为CN95192563.6的专利报道了具有三个丙烯酰胺基，优选为1,3,5-三丙烯酰胺基六氢化-1,3,5-三嗪的交联剂，与潮湿态溶液纺纤维素纤维反应，减少其原纤化倾向。发明号为CN98801507.2的专利报道了具有两个反应性基团的纺织助剂，优选为2,4-二氯-6-羟基三嗪钠盐的交联剂降低溶液纺纤维素纤维的原纤化倾向的方法。但这些工艺中使用的交联剂合成繁琐，价格昂贵，且交联剂不易长期存储，在使用中易发生水解，影响交联反应的效率和纤维抗原纤化性能的效果。

发明内容

本发明旨在提供一种交联剂组合物、抗原纤化溶液纺纤维素纤维及其制备方法，以解决溶液纺纤维素纤维易原纤化的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种交联剂组合物，包括分子量为400～1000的低聚多元酸和C2～C6多元酸，低聚多元酸与C2～C6多元酸的重量比为1：1～5。

进一步地，上述交联剂组合物中低聚多元酸与C2～C6多元酸的重量比为1：2～3。

进一步地，上述交联剂组合物中低聚多元酸为低聚马来酸、低聚丙烯酸或丙烯酸-马来酸共聚物。

进一步地，上述交联剂组合物中多元酸为至少含有两个羧基官能团的多元酸，和/或至少含有两个羧基官能团和一个羟基官能团的多元酸，

进一步地，上述交联剂组合物中多元酸为丁二酸、1,2,3-丙三酸、柠檬酸、羟基丁二酸以及二羟基丁二酸中的一种或多种。

进一步地，上述交联剂组合物中交联剂组合物还包括柔性线性聚合物，柔性线性聚合与低聚多元酸的重量比为1：2～10，柔性线性聚合物选是分子量为200～800的聚乙二醇。

本发明的另一方面，提供了一种抗原纤化溶液纺纤维素纤维，由溶液纺纤维素纤维经上述的交联剂组合物交联处理而得。

本发明的另一方面，提供了一种溶液纺纤维素纤维交联后处理方法，包括以下步骤：将上述的交联剂组合物溶解于溶液中，形成低聚多元酸含量为5～60g/L的交联剂溶液，优选为低聚多元酸含量为20～40g/L的交联剂溶液；将溶液纺纤维素纤维浸渍在交联剂溶液中，得到混合纤维；将混合纤维加热进行交联反应，获得抗原纤化溶液纺纤维素纤维。

进一步地，上述交联后处理方法在将混合纤维加热进行交联反应前还包括将混合纤维进行预热的步骤，预热步骤的温度为70～100℃，时间为10～60min。

进一步地，上述交联后处理方法中交联剂溶液还包括催化剂，催化剂与交联剂组合物中C2～C6多元酸重量比为1～3：5，优选为2～3：5。

进一步地，上述交联后处理方法中催化剂优选为无机磷酸盐，催化剂更优选为磷酸钠、磷酸氢二钠、次亚磷酸钠中的一种或多种的混合物。