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亲水性氨基硅油KGA-9878的研制及其应用

来源:印染在线 发布时间:2009年05月04日

王绪荣 无锡科光有机硅材料研究所(214174)

王晓红 江苏大学(212000)

目前,用于纺织物后整理的有机硅整理剂,主要有聚醚等改性的亲水性有机硅油和氨基改性的氨基硅油。聚醚等改性的亲水性硅油,易溶于水,配伍性好,不存在破乳漂油及粘辊现象。它能赋予织物良好的吸湿(汗)透气性,抗静电性,回弹性和柔软、滑爽的手感。氨基改性硅油的乳液或微乳液,能赋予织物优良的柔软、滑爽和回弹性,其性能优于亲水性有机硅油。但是氨基改性聚硅氧烷存在许多缺点,氨基硅油乳液能使织物泛黄,产生色变,降低白度,乳液的稳定性差,容易出现破乳漂油、粘辊及沾污织物;氨基硅油乳液具有较强的疏水性,纯棉、丝绸及其它天然纤维织物经其整理后,吸湿(汗)性、抗静电性降低,从而影响到织物的服用性能。

为了利用上述两大类改性硅油的特点,克服其存在的问题,国内外科技工作者研究开发了各种不同的亲水性氨基改性硅油。美国道康宁公司开发的亲水性硅油DC-8600,在我国面市以后,受到用户欢迎,但价格较贵。

根据国内外资料,吸取众家之长,充分发挥科光研究所(公司)的优势,进行了近百次试验,研制开发成功新型亲水性氨基硅油KGA-9878,并一次性试车成功。

一、实验

1、主要原料及规格、产地(见表1)

2、KGA-9878的制备

(1)低含氢硅油的制备

将高含氢硅油、D4、封头剂、催化剂1分别加入装搅拌器、回流冷凝器、温度计的反应釜中,搅拌,升至一定温度,反应3-5小时,加入中和剂,再搅拌2-3小时。抽滤、得到适当含氢的低含氢硅油。

(2)KGA-9878的制备

表1 主要原料及规格产地

原料名称

规格

产地

含氢硅油

D4

封头剂

催化剂

中和剂

聚醚

三单体

硅烷偶联剂

含氨基化合物

催化剂

工业级,含量≥98%

工业级,含量≥98%

工业级,含量≥98.5

CP级

工业级,含量≥95%

工业级,含量≥96.5

工业级,含量≥96%

工业级,含量≥98%

CP级

CP级

进口或国产

进口或国产

国产

南通

昆山、连云港

南京或海安

南京或镇江

南京或镇江

上海、自制

沈阳、上海

将低含氢硅油、三单体、依次加入装有搅拌器、冷凝器、温度计的反应釜中,通N2搅拌,升至一定温度后,加催化剂2,继续搅拌反应至反应液由浊变澄清,然后将硅烷偶联剂,聚醚等加入反应釜中,在一定的温度下反应至反应物透明,降至一定温度后,加入含氨基化合物,再反应4-5小时。抽

真空脱低沸物,得亲水性氨基改性硅油KGA-9878。

1、结构

KGA-9878亲水性氨基硅油,不仅生产工艺不同,且在硅氧键长链结构的侧链上,接枝了聚醚、氨基化合物和含其它基团的硅烷偶联剂有其独特的创新之处。故性能优于国产亲水性氨基硅油,达到美国道康宁公司开发的DC-8600水平。

2、技术指标

外观;浅黄色透明粘稠油状液体

离子性;非离子

聚硅氧烷含量;98±1%;

粘度(25℃,mpa·s);1500-4000

比重(g/mL);1.020~1.035

PH值(25℃);7.5±0.5。

3、性能特点

KGA-9878性能特点;能溶于水,且水溶液稳定。配伍性较好,能赋予织物优良的亲水性、吸湿性、透气性和抗静电性能;其还具

有优异的抗皱性能,是纯棉、涤/棉和棉/麻织物的理想免烫整理剂。

三、结果与讨论

1、影响产品性能的主要因素

研制亲水性氨基硅油的目的,主要是解决两个问题:

一是用于纯棉和涤棉织物的后整理,既要保持其原有特性,又要提高其手感柔软、滑爽性能及抗折皱性能。二是用于涤纶及化纤织物的后整理,不仅要改善其柔软、滑糯和回弹性,更重要是赋予其吸湿、透气性和抗静电性。因此,亲水性氨基硅油既要有亲水性硅油特性,又要具备氨基硅油的特性。

通过反复试验,选择一种理想的含氨基化合物和硅烷偶联剂,这种含氨基化合物和硅烷偶联剂的用量与聚醚的用量比要合适。

若聚醚用量过少,其亲水性差;反之则影响手感性能和耐洗性。

经一系列试验表明,聚醚用量占总投料量50%左右为佳。

2、应用

将KGA-9878溶于水,或用极少量乳化剂和冰醋酸乳化成透明乳液,分别用于涤/棉和涤纶双皱的后整理,结果见表2、表3。

表2 KGA-9878用于涤/棉织物整理结果

助剂品种

(20%,30g/L)

断裂强度(N)T+W

弹性

表面比电阻

(Ω)

吸湿性水滴扩散法

手感(级)

急弹

缓弹

空白

CGF

KGA-9878

1329

1465.6

1692.8

165

221

232

189

234

269

2.3×1010

2.7×109

3.5×109

2”

2”

3”

01

56

38

2

3-4

4-5

注:手感采用1-5级评判法,1级最差,5级最好。

由表2可知,KGA-9878的吸湿性比CGF略差,其它各项性能均优于CGF。

表3 KGA-9878用于涤纶双皱的整理结果

助剂厂名

型 号

外观

(20%乳液)

断裂强

度(N)

弹性

比表面电阻Ω

吸湿性

毛效(cm)

手感(级)

急弹

缓弹

空白(南通圣达厂提供)

1256.2

186

208

2.5×109

8.2

1-2

道康宁

(DC-8600乳液)

浅黄色

微乳液

1486.5

278

278

1.5×1010

9.8

4-5

市售亲水性

(氨基硅油)

浅黄色

微乳液

1364.5

265

265

1.8×1010

10.2

3-4

KGA-9878

浅黄色透明

水溶液

1692.8

282

298

6.8×109

9.1

4-5

注:表中手感用1-5级评判法,1级最差,5级最好。

由表3可知,KGA-9878与DC-8600在成本相同的情况下,其应用性能指标达到并超过DC-8600。若KGA-9878与DC-8600用量相同时,其应用性能指标低于DC-8600,但其成本仅是DC-8600的50%左右。

四、结论

用两步法,进行加成共聚反应,制成新型亲水性氨基硅油。其应用性能优于国内其

它方法生产的亲水性氨基硅油。在相同成本的用量情况下,其应用性能指标达到或超过DC-8600。

KGA-9878能溶于水,溶液稳定,配伍性好,使用方便,不存在破乳漂油、粘辊及硅斑问题,并无黄变现象产生。

经KGA-9878整理后的织物具有优良的亲水性、吸湿(汗)性、透气性和抗静电性能,是化纤织物理想的舒适整理剂。

KGA-9878具有氨基硅油的性能特征,它赋予织物优异的柔软、滑爽等手感及防皱抗皱性能,无甲醛及刺激性气味,与有机硅弹性体复配,是纯棉和棉/涤织物理想的无甲醛免烫整理剂,应用前景广阔。


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