催化剂的作用是加速树脂和纤维反应,降低反应温度和缩短反应时间。
以常用的DMDHEU为例,主要采用的是酸性催化剂。酸性催化剂的选择标准是,在一定条件下,或在焙烘固着时能释放出需要的酸。
在一定的温度和时间内,能使树脂在纤维中完成交联或缩聚反应,在焙烘条件稍有变化时不致严重影响质量,在焙烘后不会产生不利的副产物或恶臭。
在生产中要求催化剂在工作液中有高度的稳定性,即在室温条件下,在数小时内催化剂不与树脂产生化学反应,工作液pH值无显著下降,不致使树脂过早聚合或羟甲基发生水解。催化剂与柔软剂、荧光增白剂有良好的相容性。
酸性催化剂常用于含氮树脂的整理。这类催化剂主要是有机酸、无机酸、金属盐,特别是镁盐、锌盐、铵盐和氨基醇盐等。其中常用的有氯化镁、硝酸锌、磷酸二氢铵、氯化铵、硫酸铵等。
无机酸和强的有机酸在高温时能水解纤维素,故只适用于湿态交联、含湿交联等的生产工艺。
铵盐多用于脲醛或氰醛树脂整理。铵盐催化剂的缺点是酸度会逐渐变强,稳定性不好,焙烘时释放出氨和游离酸,如果洗涤不净织物上带有鱼腥味。
金属催化剂的优点是稳定性好,但要求焙烘温度高和时间长。
用锌盐作催化剂时,要添加0.5～1g/L的醋酸,使工作液的pH值保持在5.5～6的范围之内,以免Zn(OH) 2 析出。
金属盐催化剂的活性次序为:氟硼酸锌>硝酸锌>氯化锌>氯化镁。
由于树脂整理工艺的发展需要,目前研究采用组合催化剂。组合催化剂以金属盐和有机酸混合,特别是羟基与烷氧基置换的羧基。如酒石酸和柠檬酸,或是含有镁盐及四氟硼酸混合物,如氯化镁、氟硼酸钠和柠檬酸三铵、碱式氯化铝和磷酸等。实践证明,采用组合催化剂可比单独催化剂降低焙烘温度和时间,以及提高弹性,即所谓快速树脂整理。
催化剂的活性与树脂的活性成反比关系,即活性低的树脂要选用活性高的催化剂,反之亦然。
氨基树脂的活性次序为:脲醛>三嗪酮>甲醚化脲醛>氨基甲酸酯>二羟基甲基乙烯脲。
三聚氰胺的羟甲基化合物的活性,随醚化程度的不同而异。树脂的盐基性大小,对催化剂的关系也很大。如三嗪酮的活性中等,但由于含有叔胺基,有缓冲作用,所以需要较强的催化剂。
催化剂用量一般以树脂固体量百分率计算。常用催化剂的用量如表7-1所示。
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