亲水性聚醚改性氨基硅油的制备及应用

     氨基硅油及其乳化液已在纺织行业得到广泛的应用，大部分用作各种纤维和织物的柔软平滑整理剂．由于织物加工是在水体系中进行的，故为其匹配的氨基硅油也多以乳液形式使用．因此氨基硅油在使用之前必须用乳化剂乳化，通常采用的乳化剂有脂肪醇聚氧乙烯醚等，增溶剂有乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚等．

另外，氨基硅油乳液在使用过程中，由于乳化和其他因素的影响，会出现破乳和漂油现象，破乳后的硅油粘到面料上会形成油斑，影响到织物的外观质量．另一方面，经氨基硅油处理后的面料，其亲水性会下降，影响到面料(尤其死棉织物)穿着舒适性．

市场上供应的CGF亲水硅油，水溶性好，亲水平滑，可以回修，但其不耐水洗．有鉴于此，我们采用环氧聚醚接枝到自制的氨基硅油上，合成一种亲水性的氨基硅油．这种硅油无须乳化可直接分散于水中，在使用过程中不会出现破乳和漂油现象，更不会在面料上形成油斑．另外经处理后的面料(尤其是棉织物)依旧能保持良好的亲水性．

1实验

1．1材料

织物：21tx21t，280x250根／10 cm的漂白纯棉平布．

试剂：D4(江西星火化工厂)，偶联剂602(宜兴市欧瑞化工有限公司)，四甲基氢氧化铵(江苏省金坛市西南化工研究所)，封头剂MM(蚌埠市宏城硅制品有限公司)，环氧聚醚(公司自制)，冰醋酸(市售)，异丙醇(浙江传化进出口有限公司)．

仪器：集热式磁力搅拌器(CLJB一01武汉天懋)，温度计(wssx一410B，测量范围0～100℃)，分水器(Y型蒸馏弯头标准磨口14x24x24)，电子天平(AUYl20)，白度测定仪(YQ—Z一48B)．

1．2亲水性氨基硅油的制备

1．2．1氨基硅油的制备

1．2．1．1制备步骤

称取一定量的D4，602水解物，MM加入四口烧瓶中，加热搅拌，升温至90℃，保温2 h后，加入催化剂四甲基氢氧化铵，升温至(105±2)℃，保温反应4 h．待以上反应完成后升温至140℃，抽真空分解催化剂30 min．

1．2．1．2氨基硅油的物化性能

外观：透明的微乳液；粘度：600~800 mPa·s；氨值：0．8～0．1．

1．2．2聚醚改性氨基硅油的合成

将上述自制的氨基硅油和环氧聚醚按3：7，4：6，5：5，6：4，7：3质量比做成不同风格的亲水性改性氨基硅}由．

按设计的5种配方称取上述自制硅油和环氧聚醚，加入总量5％的异丙醇，加热搅拌，升温至95～100℃,保温回流6 h，然后降温即可得5种不同的亲水性聚醚改性氨基硅油．

1．3织物的柔软亲水性整理

将织物20 cmx30 cm放在有亲水性氨基硅油的水浴中(将制得的改性氨基硅油稀释至20％，取20 g／L处理织物)浸渍2 min后，二浸二轧，置于80℃烘箱中烘干，再在150℃定型．取出后在桌面上放平，冷却后进行性能测定．

2结果与讨论

2.1合成亲水性氨基硅油的影响因素

2.1.1催化剂

一般我们选用KOH作为催化剂，在本实验中采用四甲基氢氧化铵，理由是：四甲基氢氧化铵是一个螯合物，与D4相容性较好，反应温度较低，容易控制，而且它在高温下可以分解，因此不会残留在氨基硅油中．

2．1．2粘度

氨基硅油的粘度在600～800 Pa·s之间．通过实验证明，粘度过低，说明氨基硅油的分子质量较小，改性后所得产物运用到织物上，很难在织物表面形成聚硅氧烷分子层，从而影响手感；粘度过高，说明氨基硅油的分子质量较大，改性过程中搅拌困难，易发生交联．

2．1．3氨值

氨值过低，手感较差；氨值过高，易引起黄变，且产品颜色发黄，直接影响产品外观．

2．1．4氨基硅油和环氧聚醚的比例

聚醚比例越大，亲水性越好，但手感相对会较差；氨基硅油比例越大，手感越好，但亲水性相对会较差，此比例控制在30％～70％．

2．2亲水柔软机理分析

氨基硅油由于分子主链柔顺，分子间作用力小，所以表面张力低，其中的双氨基极性强，能通过纤维表面的羟基、羧基等的相互作用，非常牢固地取向和吸附在纤维上，从而降低纤维间的摩擦系数，赋予织物超柔软效果和很好的平滑性及耐洗涤性；而环氧聚醚本身就具有很好的亲水性能，将环氧聚醚接枝到氨基硅油上，综合了两者的优点，从而使处理过的棉织物具有柔软的手感又具有良好的亲水性，织物不产生静电，获得很好的服用性能．

2．3织物处理后性能的变化

将5种按不同比例(氨基硅油与环氧聚醚的比)合成的亲水性氨基硅油与空白实验作对比．

2．3．1手感

由8位工厂资深质量管理人员用手触摸评定打分，取平均值(1～5级)，5级最好，1级最差．结果如下表1．

表1不同风格亲水-陛氨基硅油的手感效果

注：上表中的表示较好，其个数越多表示越好．

2．3．2亲水性

将用亲水性氨基硅油处理好的布片回潮4 h后，平铺在水平板上，用标准滴管于布面上空2 cm处垂直滴一滴蒸馏水，当水珠接触到布面时，用秒表开始计时直至水珠的镜面效果消失，此时计时结束．结果如表2．

表2不同风格亲水性氩基硅油的亲水性

2．3．3黄变

将处理过的织物回潮4 h后测其白度．结果如下表3．

表3不同风格亲水性氨基硅油的白度值

3结论

3．1以D4、偶联剂602、环氧聚醚等为原料，经开环共聚、氨解开环等反应，合成了不同风格的亲水性氨基硅油柔软剂．最佳合成条件为：D4在(105±2)℃开环共聚4 h；95~100℃氨解接枝反应6 h．

3．2亲水性氨基硅油柔软剂能赋予织物极佳的亲水性、良好的白度及柔软和滑爽的手感．

3．3调整氨基硅油与环氧聚醚的复配质量比，可得到不同要求的亲水性氨基硅油．氨基硅油用量越多，手感越好，但亲水性会稍微差点，白度值会下降．