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亲水性聚醚改性氨基硅油的制备及应用

www.dye-ol.com 发布日期: 2014-02-22 浏览:532

 关健字:亲水性聚醚 改性氨基硅油

     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.

 

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