亲水性氨基硅油柔软剂的制备及其应用何雨虹１，易有彬２，权衡１，朱建华２（Ｉ．武汉科技学院化工学院，湖北武汉４３００７３２．浙江宁波润禾化学有限公司，浙江宁海３１５６００）
摘要：将含氢硅油在一定的条件下与聚醚、硅烷偶联剂进行聚合，并对纯棉自布进行试样，确定了反应温度、时间以及催化剂用量对单体转化率以及产物粘度、整理织物手感，亲水性和泛黄情况的影响，得出该聚合反应的最佳工艺条件。同时将该柔软剂和国外同类产品进行手感、亲水性和白度等的对比测试。结果表明：经其整理后的纺织品。综合性能优良，客户给予了高度评价。关键词：亲水性氨基硅油；柔软滑爽；制备；应用
随着生活水平的提高，人们对服装的服用性的要求也越来越高，舒适、多功能性越来越成为人们追求的时尚。除了平滑、柔软性外，还要求服装具有挺括、丰满、透气（汽）、亲水、抗静电及良好的耐洗性和穿着舒适性等优点。氨基硅油目前广泛应用于棉、麻、毛、丝和化纤织物的柔软整理，经其整理后的织物具有柔软、滑爽、丰满、回弹性好、耐久防皱、挺括、耐洗等优点。但一般的氨基硅油存在三大缺点：在结构中无亲水性基团，经整理后的织物具有拒水性或低吸水性，亲水抗静电性和穿着舒适性较差；织物经加热或受紫外线照射等因素将氨基氧化，造成泛黄；乳液稳定性差（包括储存稳定性、稀释稳定性、热稳定性和机械稳定性），会造成分层，漂油及粘辊等，影响使用。因此，必须对氨基硅油进行亲水改性ＩＩ翔。常用的改性方法有以下几种：将氨基硅油经环氧化合物改性；丙烯酸酯改性；聚醚改性；聚醚再改性；先制成亲水性硅油再进行氨基改性形成亲水性氨基硅油等。但经实验发现，单一方法制成的亲水性氨基硅油都存在一些明显的缺陷，很难达到柔软性与亲水性和其他各项色牢度的平衡。所以我们根据人们对织物柔软、亲水、透气、抗静电等方面的要求，用不同的方法重点研究氨基和聚醚改性有机硅柔软剂的优化合成及其优良的应用效果【３０１。
１实验１．１原料含氢硅油、Ｄ４（江西星火有机硅厂）；硅烷偶联剂、聚醚；乳化剂、氢氧化钠、高效催化剂（自制）。
１．２合成工艺１．２．１含氢硅油的选择考虑到含氢硅油的黏度、含氢量等因素的影响，我们选择黏度不大、含氢量也很低的低含氢硅油。
１．２．２聚醚硅油的制备将自制高效催化剂滴加到盛有已选定的含氢硅油、聚醚及硅烷偶联剂的混合液体中，搅拌、升温并保温约３ｈ，加入助剂，继续保温一定时间后降温，得无色或淡黄色粘稠液体。主要技术指标如下：外观：无色至浅黄色透明液体；粘度（２５＂Ｃ，ｍｍ２／ｓ）：６００～８０００；氨值：０．４＂－－０．９。
１．２．３乳化将乳化剂和聚醚硅油投入反应釜中，分多次加入少量水慢慢乳化，时间为２０－－４０分钟，乳化过程中加入适量的冰醋酸，得到透亮乳液。主要技术指标如下：外观：无色透亮液体；固含量：１８－－－２５％；
ｐＨ：６，－－．７。１．２．４条件优化
用我们的乳液和国外同类产品在纯棉针织布上进行试样。比较不同的用量、不同的焙烘温度和焙烘时间对试样布的手感、亲水性和黄变等的影响，并确定最佳的应用工艺。
１．３测试方法手感是五位资深的纺织助剂工程师一致评定的；白度按ＧＢ５８８５．１９８６，采用ＤＳＢＤ．１型电子数字白度仪（温州鹿东仪器厂生产）测定；亲水性按沉降时间来测定；织物断裂强力按ＧＢ３９２３．１９８３
《机织物断裂强力仪（温州大荣纺织标准仪器厂生产）上测定；折皱弹性按ＧＢ３９８１．１９８３，采用ＹＧ（Ｂ）５４１Ｂ．１Ｉ型全自动数字式折皱弹性仪（宁波纺织仪器厂生产）测定１６ｔ７】。
２反应条件的影响在亲水性氨基硅油柔软剂的制备过程中，含氢硅油和催化剂的选择是关键。含氢硅油的粘度宣接影响后面加成的效率；聚醚选择末端含有活性基团的双键，使反应活性增大，接枝容易进行，要保证产品色淡气味低、稳定、反应时间短且反应完全、条件温和，聚醚硅油的合成很重要；催化剂的活性也影响加成的反应时间、温度、聚醚硅油的粘度及对织物整理时的手感、吸湿性；氨基与聚醚的比例是手感与亲水性相协调的关键【８１。
２．１含氢硅油的影响含氢硅油的粘度和含氢量是我们选择硅油的重点考虑因素。粘度过大，加成时活泼氢不能反应完全，造成产品容易胶粘：含氢量也不能太高，否则反应活性过高，反应过程不好控制。综上，我们选择低含氢硅油，粘度小于１０００ｍｍ２／ｓ。
２．２聚醚硅油的影响不同的有机硅单体及聚醚和配比对处理织物的手感、亲水性的影响很大。聚醚硅油的结构、分子量大小和用量可能会影响到环体的开环与接枝量、含氢硅油与环体之间的相容性（乳液稳定性）和复合乳液的物理机械性能和应用性能等。我们具体考察了不同改性原料或同一名称但分子量不同的原料合成的乳液对处理织物的手感、亲水性、泛黄等的影响１９，１０１。
２．２．１催化剂的活性对聚醚硅油的影响催化剂的活性对反应温度、反应时间等影响很大，既要使反应温度低，又要反应时间不能太长，催化剂的用量又要少，这对催化剂要求比较高。如何做到高活性的催化剂成为比较关键的步骤。通过对催化剂的筛选，选定氯铂酸与乙烯基单体络合的铂催化剂。此催化剂反应活性高，用量只需３Ｐｐｍ（用量过大，产品眼色变深甚至黄褐色），反应温度不高，反应时间短，仅４ｈ，加成收率可达９０％，产品颜色为淡黄色或黄绿色Ｉｌｌ】。
２．２．２反应温度对聚醚硅油的影响反应温度对产物收率影响很大，当温度低于８０℃时，在该催化体系下不反应；当温度达到或超过１４０＂Ｃ时，反应过快，易造成产品交联。其影响如下表（保温反应４ｈ）：
表一：反应温度对产物收率的影响
因此，确定反应温度为１３０℃左右。２．２．３反应时间对聚醚硅油的影响由下图可以看出，随着搅拌的进行，反应时间越长，转化率随之上升，反应时间达到３之后，上升趋势减缓，到达４～５ｈ以后，转化率稳定，反应基本完成。另外，反应时间对氨基硅油的黏度影响很大，反应时间过短时，反应未达到平衡，氨基硅油的黏度很低，虽便于分离，但势必影响处理织物的柔软效果；但当反应时间太长，氨基硅油的聚合度过大，生成的硅油黏度非常高，形成弹性体，影响使用。因此，从生产周期和产品综合质量考虑，反应时间为４ｈ左右较为恰当１１２州１ｌ。
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图一：反应时间对转化率的影响２．３配比对亲水性与手感之间平衡的影响通过对硅油氨值的测定，来确定不同氨值的硅油对处理后织物泛黄性的影响，以及变化聚醚的结构以期合成亲水性和手感相统一的乳液，最后采用正交实验法选择复配配方，制成性能优良的产品，使处理后织物的柔软性和亲水性达到最佳。根据含氢硅油，我们设定氨基单体与聚醚的摩尔比，做出来的硅油乳化后，在棉布上做综合测试。（反应温度为１３０＂Ｃ，反应时间为４小时，催化剂用量（相对于总量）３Ｐｐｍ、结果如下表：表二：氨值的大小对亲水性和手感的影响
２．４氨基硅油用量的影响在氨基硅油的实际应用方面，对于同一种氨基硅油，影响其实际效果的因素有以下几个方面：用量、温度、张力、时间（车速）等。我们选择纯棉白布对他们做个正交试验：如下表所示：表三：正交分析
从以上正交试验表我们可以得出以下结论：ｌ、对氨基硅油使用效果影响最大的是用量，其次是张力、温度和时问。２、我们得出的最佳工艺是：用量为２０９／Ｌ，拉幅为１３０％，温度为１６０＂Ｃ，时间为４０秒。
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图－－：用量对手感的影响
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骣静以上说明：氨基硅油的用量不是用量越大越好，而是当用量为某一定范围时综合手感才能做好。３结果与讨论３．１亲水性氨基硅油柔软剂与国内外产品的比较在三只５００ｍｌ的烧杯中，各加入亲水性氨基硅油柔软剂、国外ＪＳＳ和Ｄｅｒｍａ样品（浓度均为２０％，ｐＨ值调到５￣６）１．６９，加入温水（４０＂Ｃ）４００ｍｌ，将经前处理整理后的纯棉白布片２０９三片分别放入杯中，浸泡２０ｍｉｎ，取出在１００＂Ｃ的烘箱中烘干，１６０＂Ｃ焙烘２ｍｉｎ。对其进行亲水性、柔软、平滑、膨松、色差对比测试。表四：测试对比实验表
亲水性（沉柔软性平滑性膨松度色差降时间／ｓ）亲水性氨基硅油柔软剂１．４３好好ＪＳＳＤｅｒｍａ１０．６较好８．７好一般较好较好不变
好严重较好一般
从以上可以看出，经我们的亲永性氨基硅油柔软剂处理后织物的柔软平滑性好，也无色差变化，特别是亲水性要好于其他同类产品。
３．２结论经试验，亲水性氨基硅油制备，其最佳反应条件为：在自制的铂催化剂条件下，催化劫用量为３ｐｐｍ，反应时间为４小时，反应温度为１３０＂Ｃ。氨值在０．４－－０．９，粘度６００－－８０００ｃｐ，外观为淡黄色或黄绿色，能获得优异的亲水性和柔软滑爽的手感；用量为２０９／Ｌ或５％ｏｗｆ时处理织物的效果最好，成本也较合理。
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