CN101020751A - 一种聚醚改性硅烷水解物及制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚醚改性γ－异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷前躯体结构，其中(1)(2)两种物质为液态，分子量800～4000，m，n＝1～24之间。其制备(1)50～100℃，γ－异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷和聚醚反应1～15小时，加入催化剂，反应1～15小时得聚醚改性γ－异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷的系列产物；(2)将水和醇的醇水溶液滴加到改性硅烷中，室温搅拌，0.5～1小时滴加完毕，醋酸调整pH5～6，再搅拌3～20小时，陈化2～10小时后，得到透明稳定的水解物。本发明用于对羊毛织物的低温固化防毡缩整理。
Description
技术领域
本发明属于化工领域，具体涉及一种聚醚改性硅烷水解物及制备方法和用途。
背景技术
随着人们消费水平的不断提高和日常生活工作节奏的加快，尽快解决毛织物的毡缩问题，使之具有机可洗的防毡缩性，早已成为国际上纺织品研究领域的重要课题。
目前的工业化防毡缩工艺常用的方法主要有两种：一种是传统的氯化法羊毛防毡缩加工工艺，加工的过程中可释放出吸附的有机卤化物(即AOX值)，不符合清洁生产要求。第二种是采用非氯的高聚物方法，如聚氨酯涂层对羊毛防毡缩整理，这种方法缺点是使羊毛面料手感发硬。利用有机改性的金属醇盐(例如GPTMS)制备的溶胶，在一定条件下经焙烘在羊毛纤维表面缩合可形成凝胶，即形成牢固的透明多孔氧化物薄膜，从而达到良好的防毡缩效果，但这种金属醇盐制备的溶胶处理羊毛织物焙烘温度高，羊毛易泛黄，手感也较硬。
为此，将聚醚柔性链段引入到有机改性金属醇盐前驱体中，再利用溶胶-凝胶技术，将制备的新型聚醚改性硅烷水解物作为整理剂，用于羊毛织物的防毡缩整理加工，在保证耐久防与毡缩效果的同时，改善以往溶胶-凝胶法防毡缩整理手感较硬的问题，同时加工焙烘温度的降低，织物的泛黄也将减小，缩短焙烘时间、提高生产效率，迄今为止未见文献报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚醚改性硅烷水解物及制备方法和用途，用于对羊毛织物的低温固化防毡缩整理。
本发明的一种聚醚改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷前躯体结构式：
其中(1)(2)两种物质为液态，NCO含量为零，分子量800～4000，m，n＝1～24之间。
本发明的一种聚醚改性硅烷水解物的制备方法，包括下列步骤：
(1)合成不同分子量的聚醚改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷
在50～100℃，γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷和聚醚反应1～15小时，加入催化剂，反应1～15小时得到聚醚改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷的系列产物；
(2)聚醚改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷水解物的制备
将水和醇的醇水溶液滴加到改性硅烷中，室温搅拌，0.5～1小时滴加完毕，醋酸调整pH5～6，再搅拌3～20小时，陈化2～10小时后，得到透明稳定的水解物。
步骤(1)中所述在0.5～1小时常温下，将γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷滴加到聚醚中，在滴加过程中保持聚醚搅拌均匀，滴加完毕后，升温至50～100℃范围内；
所述的γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷与聚醚中羟基的物质的量比在1∶1～1∶1.5之间；
所述的聚醚原料的分子量在400～3500之间，γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷为工业级原料；
所述的催化剂为工业级的二月桂酸二丁基锡；
步骤(2)中所述聚醚改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷的系列产物稳定存放半年以上；
步骤(2)中所述的改性硅烷、醇和水的质量百分比为：改性硅烷5～40％、醇50～80％、水10～45％。
本发明的一种聚醚改性硅烷水解物用途，用于对羊毛织物的低温固化防毡缩整理。
这种分子的结构中带有γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷及聚醚。分子一端是三乙氧基硅烷，水解后加热会形成网状结构而赋予羊毛防毡缩性；同时分子中还含有一定长度的嵌段聚乙二醇和聚丙二醇链，结果使单独使用小分子的有机硅醇盐制备的水解物，整理后的织物手感有一定改善；此外，经实验发现，羊毛织物经过这种聚醚改性硅烷水解物处理后，在保证防毡缩效果的同时，其成膜温度降低。
本发明的聚醚改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷水解物是一种对羊毛织物的低温固化防毡缩整理剂。采用这种整理剂，将羊毛织物通过常用的两浸两轧(带液率70-90％)→烘干→焙烘。配制的整理液浓度在50～200g/L范围内，烘干是在针铗链式热定型机中中松弛烘干，焙烘温度在120～160℃，1～3分钟。可以赋予羊毛织物优异耐洗的防毡缩效果。因此，本发明即是根据羊毛防毡缩原理，通过溶胶凝胶技术，运用聚醚改性硅烷水解物作为整理剂，来对羊毛织物进行良好的低温固化的防毡缩整理加工。
本发明通过合成聚醚改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷新型前驱体，及制备相应的水解产物，对羊毛织物进行防毡缩整理，使其产生优异的耐久防毡缩效果，从而改善处理后羊毛织物手感板硬的不足。
本发明具有如下的优点：
(1)利用聚醚改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷制备出一种新型的有机硅醇盐。
(2)解决了溶胶-凝胶法羊毛防毡缩整理焙烘温度过高、羊毛强力降低的问题。
(3)聚醚改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷结构中聚醚柔软链段的存在，使配制的整理剂在一定程度上改善了织物经焙烘后手感板硬粗糙的问题。
(4)聚醚改性硅烷水解物与羊毛纤维大分子间的共价交联、以及在纤维表面形成的网状薄膜，使处理后羊毛织物的耐洗性能提高。
附图说明
图1是聚醚三元醇(分子量3000)改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷红外光谱图。
图2是聚醚二元醇(分子量2000)改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷红外光谱图
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
聚醚三元醇(分子量3000)改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷的制备。
在常温条件下，将13.8克γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷在0.5小时内滴加到分子量为3000的聚醚73.8克中，此聚醚已经过抽真空去除水分，然后升温至80℃，氮气保护，加入催化剂二月桂酸二丁基锡0.05g，搅拌均匀，在相同条件下继续反应10小时后，得到聚醚(分子量3000)改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷的前驱体。
实施例2
聚醚二元醇(分子量2000)改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷的制备：
在常温条件下，将5.4克γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷在0.5小时内滴加到分子量为2000的聚醚25克中，此聚醚已经过抽真空去除水分，然后升温至80℃，氮气保护，加入催化剂二月桂酸二丁基锡约0.05g，搅拌均匀，在相同条件下继续反应8小时后，得到聚醚(分子量2000)改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷前驱体。
实施例3
(1)聚醚(分子量3000)改性硅烷水解物的制备
将含有40ml水和40ml乙醇的醇水溶液滴加到20ml实施例1中的聚醚(分子量3000)改性硅烷中，在常温搅拌条件下1小时内滴加完毕，然后继续搅拌2小时，用醋酸调整pH为5～6，放置陈化4小时后，得到透明的稳定聚醚改性硅烷水解物。
(2)防毡缩整理
将全毛华达呢在上述整理液中两浸两轧，带液率80～90％，含量200g/L，然后在针铗链式热定型机中80℃烘干3分钟，120℃焙烘3分钟。
(3)防毡缩效果测试
参照Woolmark TM 31测试标准及方法，利用标准洗衣机(型号为Wascator FQM71CLS，EIECTROLUx，程序为3*5A wash cycles)进行洗涤后，测试的面积毡缩率为3％以内。
实施例4
(1)聚醚(分子量2000)改性硅烷水解物的制备
将含有60ml水和20ml乙醇的醇水溶液滴加到20ml实施例2聚醚(分子量2000)改性硅烷中，在常温搅拌条件下0.5小时内滴加完毕，然后继续搅拌2小时，用醋酸调整pH为5～6，放置陈化2小时，得到透明的稳定水解物。
(2)防毡缩整理
将全毛华达呢在上述整理液中两浸两轧，带液率80-90％，含量100g/L，然后在针铗链式热定型机中80℃烘干3分钟，再在140℃条件下焙烘3分钟。
(3)防毡缩效果测试
参照Woolmark TM 31测试标准及方法，利用标准洗衣机(型号为Wascator FQM71CLS，ElECTROLUx，程序3*5A wash cycles)进行洗涤后，测试的面积毡缩率为3％以内。
Claims (9)
1.一种聚醚改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷前躯体，结构式如下：
其中(1)(2)两种物质为液态，分子量800～4000，m，n＝1～24之间。
2.一种聚醚改性硅烷水解物的制备方法，包括下列步骤：
(1)合成不同分子量的聚醚改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷
在50～100℃，γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷和聚醚反应1～15小时，加入催化剂，反应1～15小时得到聚醚改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷的系列产物；
(2)聚醚改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷水解物的制备
将水和醇的醇水溶液滴加到改性硅烷中，室温搅拌，0.5～1小时滴加完毕，醋酸调整pH5～6，再搅拌3～20小时，陈化2～10小时后，得到透明稳定的水解物。
3.根据权利要求1所述的一种聚醚改性硅烷水解物的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述在0.5～1小时常温下，将γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷滴加到聚醚中，在滴加过程中保持聚醚搅拌均匀，滴加完毕后，升温至50～100℃范围内。
4.根据权利要求1所述的一种聚醚改性硅烷水解物的制备方法，其特征在于：所述的γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷与聚醚中羟基的物质的量比在1∶1～1∶1.5之间。
5.根据权利要求1所述的一种聚醚改性硅烷水解物的制备方法，其特征在于：所述的聚醚原料的分子量在400～3500之间，γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷为工业级原料。
6.根据权利要求1所述的一种聚醚改性硅烷水解物的制备方法，其特征在于：所述的催化剂为工业级的二月桂酸二丁基锡。
7.根据权利要求1所述的一种聚醚改性硅烷水解物的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述聚醚改性γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷的系列产物稳定存放半年以上。
8.根据权利要求1所述的一种聚醚改性硅烷水解物的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的改性硅烷、醇和水的质量百分比为：改性硅烷5～40％、醇50～80％、水10～45％。
9.一种聚醚改性硅烷水解物的用途，用于对羊毛织物的低温固化防毡缩整理。
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|---|---|---|---|---|
| CN101665702A (zh) * | 2009-10-16 | 2010-03-10 | 浙江三志纺织有限公司 | 一种溶胶型阻燃剂及其制备方法和应用 |
| CN102277747A (zh) * | 2011-07-19 | 2011-12-14 | 吴江多艺纺织有限公司 | 一种毛织物的防缩水处理方法 |
| CN110234671A (zh) * | 2017-01-31 | 2019-09-13 | 巴斯夫欧洲公司 | 在多元醇中的氧化硅颗粒分散体 |
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