CN101798391A

CN101798391A - 一种改性纺织品硅胶的制备工艺及其制品

Info

Publication number: CN101798391A
Application number: CN 201010133965
Authority: CN
Inventors: 王志良; 王博
Original assignee: DONGGUAN LIANZHAN SILICONE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: DONGGUAN LIANZHAN SILICONE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2030-03-29
Also published as: CN101798391B

Abstract

本发明提供了一种改性纺织品硅胶的制备工艺，其是将打底胶和交联剂按照一定的配比混合，催化氢硅化加成反应，交联成网络结构。所述打底胶是基础硅胶被阳离子脂肪胺改性后的短链硅氧烷，其工艺简单，条件易于控制，易于规模化生产。本发明还提供了一种改性纺织品硅胶，由配比为10∶1的打底硅胶和交联剂组成，所述打底硅胶原料组成为：基础硅胶70～80份、阳离子脂肪胺5～10份、助剂0.01～4份。本发明的改性纺织品硅胶可以自然干，施工操作易，可用于运动服饰等印花，图案制作等，其牢度佳，弹性强，透气性好，不脱色。

Description

一种改性纺织品硅胶的制备工艺及其制品

技术领域

本发明涉及有机硅胶领域，特别地涉及到一种纺织品用有机硅胶的制备工艺及其制品。

背景技术

在纺织印染工业中应用涂层技术还只是近几年扩大发展起来。有机硅胶应用于纺织品的涂层、丝印是的研究也层出不穷。许多用于纺织品材料上，它们使得纺织品材料具有柔软、透气、不渗透等功能。参见，中国专利申请号为：200580006290.x，该发明提供一种包括一个或多个疏水官能度的可交联液体有机硅配制剂，通过在纺织材料的周围交联以确保材料的最大覆盖层并借助疏水官能度达到防水、不渗透的目的。

将聚合物与低分子表面活性剂一起使用来改变聚合物的表面性能，这是公知的常识。如此，即可赋予聚合物以抗静电、润滑性等。如此，中国专利申请号为98115475.1的发明了一种改性脂肪胺，该发明是在染色工艺之前、之中或之后施于聚氨酯或含聚酯的纺织纤维材料以降低或防止在聚酯纤维生产过程中发生在由聚酯纤维组成或含有与其他纤维混纺的这些纤维的纺织材料上的低分子量副产物沉积的用途。

加成型硅橡胶的一般包括两种组分：组分A、含有乙烯基官能团的有机硅聚合物；组分B、含有氢的的聚硅氧烷交联剂。目前加成型硅橡胶大多数只是用于电线、陶瓷、玻璃的涂层和密封胶，亦有少数适应用于服装、帽子、鞋子等标牌胶。干燥慢、对底材粘附不牢固、印刷后色彩不光鲜，一直是有机硅胶用于丝网印刷的技术难题。

虽然现有改性的硅胶种类繁多，但加成型、适用高端服饰用的纺织品硅胶种类少，目前占领国内市场的主要是国外产品如道康宁，其技术大多采用保密性公开。专利“CN200710196023.4”提供了一种液态硅橡胶的组分及配比，包括0.3～5份催化剂，具有含脂肪族碳碳多重键的基团的化合物，含有氢基的有机聚硅氧烷。该发明的液态硅胶粘结性低及透气性差，可应用于注射成型奶嘴等模制品。

综合起来，国内外的研究主要从两方面研究：新涂料的开发和传统涂料的改性。据实际观察到，虽然很多相关的技术研究，但可以应用到实际生产中，存在诸多问题。大多数现有的用于织物丝印的有机硅橡胶在纺织物上流平固化后，织物的拉伸性差，洗水后牢固性差，而且易脱色，质量上不了水平。同时，当传统的硅橡胶在通过丝网印刷到织物表面时，由于，硅橡胶的粘性，织物表面的纤维随着丝网的抬升而竖起，导致印刷麻面、不平滑。

助剂在硅橡胶改性中有很重要的地位。虽然纺织品用涂层用的助剂不多，但作用不小。在涂料中所用的助剂绝大多数是表面活性剂。表面活性剂的种类很多，根据硅橡胶的用途及合成机理选择合适的类别，在硅橡胶合成中是至关重要。

表面活性剂按照溶解性分类有水溶性和油溶性两大类，油溶性表面活性剂应用较少。水溶性按其能否解离及解离后所带电荷的类型可分为：非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子型四大类。

脂肪胺是广泛使用的阳离子表面活性剂，是制造合成染料、合成药物和合成洗涤剂等的原料，主要用作纤维柔软剂。

大多数现有的用于织物丝印的有机硅橡胶在纺织物上流平固化后，织物的拉伸性差，洗水后牢固性差，而且易脱色，质量上不了水平。同时，当传统的硅橡胶在通过丝网印刷到织物表面时，由于，硅橡胶的粘性，织物表面的纤维随着丝网的抬升而竖起，导致印刷麻面、不平滑。

发明内容

本发明要解决的上述的技术问题为：提供了一种改性纺织品硅胶的制备工艺及制品，该硅胶在在织物上流平后，拉伸性及回弹性特强，干湿擦牢度佳，洗水牢固度强，手感柔软，对底材附着力强，不脱色，适用于运动服等服饰的印花，商标图案制作的打底胶。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种改性纺织品硅胶的制备工艺，其包括以下步骤：

1)、基础聚合物的制备：将八甲基环四硅氧烷，助剂A投入到反应釜中，反应8h，得到甲基乙烯基硅油，即基础聚合物。

2)、基础硅胶的制备：将步骤1)所述的基础聚合物，白炭黑，助剂B加入强力捏合机中，进行强力捏合成型8h，制得基础硅胶；

3)、打底硅胶的制备：将步骤2)所述的基础硅胶、阳离子脂肪胺、助剂C加入重型动力行星机中，升温，加压，高速剪切，反应6h，制得打底硅胶；

4)交联剂的制备：在反应釜中投入八甲基环四硅氧烷、高含H、助剂D，在60～65℃下平衡调聚8h，然后滤去催化剂，在真空下脱除低沸物得到甲基含氢硅油，即交联剂；

5)、改性纺织品硅胶的制备：将打底硅胶和交联剂按照10∶1的比例混合，升温至100℃～120℃，保持该温度3min～15min，直至混合物硫化成固体，制得改性纺织品硅胶；

所述步骤3)和5)无先后顺序。

所述步骤1)，具体地，将八甲基环四硅氧烷投入反应釜中，搅拌升温至80℃～90℃，0.5～1小时后加入的助剂A，在N₂保护下升温至110℃～115℃，恒温2～2.5h，降温至90～100℃恒温30～90min，再升温至175～185℃恒温15～25min，抽真空25～35min，降温；所述助剂A包括：乙烯基双封头剂和的碱性催化剂，其中碱性催化剂是氢氧化钾(KOH)或四甲基氢氧化铵(Me₄NOH)，通过试验比较了氢氧化钾(KOH)和四甲基氢氧化铵(Me4NOH)分别作为八甲基环四硅氧烷开环聚合反应中的催化剂时封端剂的转化率，Me₄NOH作为催化剂时封端剂转化率明显高于KOH作为催化剂。在两种催化剂催化下，封端剂平均转化率分别为46.0％和75.4％，因此优选Me4NOH作为催化剂，其升温后可以转化为低沸点的物质挥发。

步骤2)所述白炭黑为处理后的气相白炭黑包括：a、制备处理剂：在4～6重量份的六甲基二硅氮烷中加入1～1.2重量份的二甲基二甲氧基硅烷；b、将20～30份白炭黑和4～6份处理剂共同放入反应釜内混合，然后升温至80℃～120℃，在2～5个大气压的条件下，处理，～6小时，然后除去残余的低挥发物质得到比表面积为150～400的气相法白炭黑；步骤4)所述交联剂为线性甲基氢硅油Me2SiO(Me2SiO)a(MeHSiO)bSiMe2，其中所述a的取值范围为1～2，所述b的取值范围为2～8

一种根据权利所述的改性纺织品硅胶的制备工艺制备的改性纺织品硅胶，其包括重量份配比为10∶1的打底硅胶和交联剂，所述打底硅胶的和交联剂的组成原料重量份分别为：

1)打底硅胶

基础硅胶 70～80

阳离子脂肪胺 5～10

助剂C 0.01～0.4

2)交联剂

八甲基环四硅氧烷 70～80

高含H 4～6

助剂D 0.08～0.1

上述阳离子脂肪胺是烷基胺盐、多胺脂肪酸衍生物和咪唑啉的一种或多种。带正电荷的阳离子脂肪胺阻断乙烯基硅氧烷的线性结构，使硅氧烷未硫化前的状态长链型转化为短链型，同时浸湿基质表面，紧密地定向排列在基质表面。使改性后的纺织品硅胶去进行丝网印刷时，短链型硅胶透过丝网印刷到承印物表面时，会迅速浸润承印物表面的纤维，网板抬起后，在承印物表面形成一个平滑的表层。

上述基础胶包括：基础聚合物70～80份，白炭黑20～25份，助剂B 5～8份；

上述基础聚合物包括：八甲基环四硅氧烷100份，助剂A 0.48～0.7份，

上述助剂A包括：低分子封头剂0.4～0.6份，碱性催化剂0.08～0.1份，

上助剂B包括：六甲基二硅氮烷4～6份，二甲基二甲氧基硅烷1～1.2份；

上述碱性催化剂是氢氧化钾或四甲基氢氧化铵，其中优选四甲基氢氧化铵(Me₄NOH)；

上述助剂D是KOH或Me₄NOH。

本发明的高含H指H-Si键中的活性氢的平均重量百分含量，简称氢含量。如果H-Si键尚未被取代加成之前，氢含量是最高的，所以称为高含氢的甲基含氢硅油。

本发明的技术原理：本发明利用乙烯基硅氧烷与含氢硅油的Si-H键，催化剂作用下进行氢硅化加成反应，形成Si-C键，使线性硅氧烷交联成网络结构。同时本发明技术中使用阳离子脂肪胺阻断乙烯基硅氧烷的线性结构，使其未硫化前的状态长链型转化为短链型，提高其活性及交联度。

本发明的有益效果为：

1、可以作为运动服饰等纺织品印花的打底胶，可多次印刷，套色印刷不脱层，自然干，120℃固化，印花图案牢固度高，不脱色。

2、可以作为商标胶，装饰效果强烈。

3、弹力优异，最高弹力达1∶20。

4、手感舒适。

5、不升华。

6、透气性良好，水蒸气透过率为0.158～0.528。

7、不渗透，节省材料。

下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。

附图说明

图1是实施例1改性纺织品硅胶的制备工艺流程图

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种改性纺织品硅胶的制备工艺，参见图1，其包括以下步骤：

一种改性纺织品硅胶的制备工艺，其包括以下步骤：

1)、基础聚合物的制备：将八甲基环四硅氧烷100份，乙烯基双封头剂0.4，四甲基氢氧化铵0.08份，投入到反应釜中，反应8h，得到甲基乙烯基硅油，即基础聚合物。

具体地，将八甲基环四硅氧烷投入反应釜中，搅拌升温至80℃～90℃，0.5～1小时后加入的助剂A，在N2保护下升温至110℃～115℃，恒温2～2.5h，降温至90～100℃恒温30～90min，再升温至175～185℃恒温15～25min，抽真空25～35min，降温。

2)、基础硅胶的制备：将步骤1)所述的基础聚合物70份，白炭黑20份，助剂B 5份加入强力捏合机中，进行强力捏合成型8h，制得基础硅胶；

具体地，首先对白炭黑的处理：a、制备处理剂：在4重量份的六甲基二硅氮烷中加入1重量份的二甲基二甲氧基硅烷；b、将20份白炭黑和4份处理剂共同放入反应釜内混合，然后升温至80℃～120℃，在2～5个大气压的条件下，处理6小时，然后除去残余的低挥发物质得到比表面积为150～400的气相法白炭黑。进而将基础聚合物70份和气相白炭黑加入强力捏合机中，进行强力捏合成型8h。

3)、打底硅胶的制备：将步骤2)所述的基础硅胶70份、阳离子脂肪胺5份、助剂C 0.01份加入重型动力行星机中，升温，加压，高速剪切，反应6h，制得打底硅胶；所述的助剂C是Pt配合剂；

4)交联剂的制备：在反应釜中投入八甲基环四硅氧烷70份、高含H4份、KOH0.08份，在60～65℃下平衡调聚8h，然后滤去催化剂，在真空下脱除低沸物得到甲基含氢硅油，即交联剂；

所述步骤3)和5)无先后顺序。

本实施例的实施效果：本发明的改性纺织品的主要物理及化学特性如下：

打底硅胶外观	无色无味透明液体	抗撕裂强度	33KGF/cm2
打底硅胶外观	无色无味透明液体	抗撕裂强度	33KGF/cm2	重金属含量	无	伸长率	500～600％
打底硅胶的固含量	100％	PH值	6～7	重金属含量	无	伸长率	500～600％
打底硅胶的固含量	100％	PH值	6～7	硬度(邵氏)	35	耐候性	5

打底硅胶外观	无色无味透明液体	抗撕裂强度	33KGF/cm2
打底硅胶外观	无色无味透明液体	抗撕裂强度	33KGF/cm2	耐磨次数	40000次	耐热性	300～500℃
透气性(水蒸气)	0.158～0.528	耐光性	7	耐磨次数	40000次	耐热性	300～500℃
透气性(水蒸气)	0.158～0.528	耐光性	7	拉伸强度	75KGF/cm2	耐水性	5
耐迁移性	5	耐迁移性	5	拉伸强度	75KGF/cm2	耐水性	5

本发明的改性纺织品硅胶的硫化方式为自然干，织物织维印刷覆盖率：一次为70％，二次90％，三次99％。

实施例2

本实施例提供了一种改性纺织品硅胶的制备工艺，其制造步骤与实施例1基本相同，其区别在于，

1)、基础聚合物的制备：将八甲基环四硅氧烷100份，乙烯基双封头剂0.6，四甲基氢氧化铵0.1份，投入到反应釜中，反应8h，得到甲基乙烯基硅油，即基础聚合物。

2)、基础硅胶的制备：基础聚合物80份，白炭黑25份，助剂B7.2份加入强力捏合机中，进行强力捏合成型8h，制得基础硅胶；

具体地，首先对白炭黑的处理：a、制备处理剂：在4重量份的六甲基二硅氮烷中加入1重量份的二甲基二甲氧基硅烷；b、将30份白炭黑和6份处理剂共同放入反应釜内混合，然后升温至80℃～120℃，在2～5个大气压的条件下，处理6小时，然后除去残余的低挥发物质得到比表面积为150～400的气相法白炭黑。进而将基础聚合物70份和气相白炭黑加入强力捏合机中，进行强力捏合成型8h。

3)、打底硅胶的制备：将步骤2)所述的基础硅胶80份、咪唑啉10份、助剂C 0.4份加入重型动力行星机中，升温，加压，高速剪切，反应6h，制得打底硅胶；所述的助剂C是Pt配合剂；

4)交联剂的制备：在反应釜中投入八甲基环四硅氧烷80份、高含H6份、KOH0.1份，在60～65℃下平衡调聚8h，然后滤去催化剂，在真空下脱除低沸物得到甲基含氢硅油，即交联剂；

所述步骤3)和5)无先后顺序。

本实施例的实施效果与实施例1相同。

实施例3

本实施例提供了一种改性纺织品硅胶的制备工艺，其制造步骤与实施例1基本相同，其区别在于：

1)、基础聚合物的制备：将八甲基环四硅氧烷100份，乙烯基双封头剂0.5份，四甲基氢氧化铵0.09份，投入到反应釜中，反应8h，得到甲基乙烯基硅油，即基础聚合物。

2)、基础硅胶的制备：基础聚合物75份，白炭黑27份，助剂B6.1份加入强力捏合机中，进行强力捏合成型8h，制得基础硅胶；

具体地，首先对白炭黑的处理：a、制备处理剂：在5重量份的六甲基二硅氮烷中加入1.1重量份的二甲基二甲氧基硅烷；b、将22份白炭黑和6份处理剂共同放入反应釜内混合，然后升温至80℃～120℃，在2～5个大气压的条件下，处理6小时，然后除去残余的低挥发物质得到比表面积为150～400的气相法白炭黑。进而将基础聚合物75份和气相白炭黑加入强力捏合机中，进行强力捏合成型8h。

3)、打底硅胶的制备：将步骤2)所述的基础硅胶75份、烷基胺盐7份、助剂C 0.1份加入重型动力行星机中，升温，加压，高速剪切，反应6h，制得打底硅胶；所述的助剂C是Pt配合剂；

4)交联剂的制备：在反应釜中投入八甲基环四硅氧烷75份、高含H5份、KOH0.9份，在60～65℃下平衡调聚8h，然后滤去催化剂，在真空下脱除低沸物得到甲基含氢硅油，即交联剂；

所述步骤3)和5)无先后顺序。

本实施例的实施效果与实施例1相同。

实施例4

1)、基础聚合物的制备：将八甲基环四硅氧烷100份，乙烯基双封头剂0.5份，氢氧化钾0.09份，投入到反应釜中，反应8h，得到甲基乙烯基硅油，即基础聚合物。

所述步骤3)和5)无先后顺序。

本实施例的实施效果与实施例1相同。

本发明并不限于上述实施方式，凡是能实现本发明目的的所有等同的实施方式，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种改性纺织品硅胶的制备工艺，其特征在于，其包括以下步骤：

1)、基础聚合物的制备：将八甲基环四硅氧烷，助剂A投入到反应釜中，反应8h，得到甲基乙烯基硅油，即基础聚合物；

所述步骤3)和5)无先后顺序。

2.根据权利要求1所述的改性纺织品硅胶的制备工艺，其特征在于，步骤1)还包括：将八甲基环四硅氧烷投入反应釜中，搅拌升温至80℃～90℃，0.5～1小时后加入的助剂A，在N2保护下升温至110℃～115℃，恒温2～2.5h，降温至90～100℃恒温30～90min，再升温至175～185℃恒温15～25min，抽真空25～35min，降温；所述助剂A包括：乙烯基双封头剂和的碱性催化剂

3.根据权利要求1所述的改性纺织品硅胶的制备工艺，其特征在于，步骤2)所述白炭黑为气相白炭黑，其制备方法包括：a制备处理剂：在4～6重量份的六甲基二硅氮烷中加入1～1.2重量份的二甲基二甲氧基硅烷；b将20～30份白炭黒和4～6份处理剂共同放入反应釜内混合，然后升温至80℃～120℃，在2～5个大气压的条件下，处理4～6小时，然后除去残余的低挥发物质得到比表面积为150～400的气相法白炭黒。

4.根据权利要求1所述的改性纺织品硅胶的制备工艺，其特征在于，步骤4)所述交联剂为线性甲基氢硅油Me₂SiO(Me2SiO)_a(MeHSiO)_bSiMe₂，其中所述a的取值范围为1～2，所述b的取值范围为2～8。

5.一种根据权利要求1所述的改性纺织品硅胶的制备工艺制备的改性纺织品硅胶，其特征在于，其包括重量份配比为10∶1的打底硅胶和交联剂，所述打底硅胶的和交联剂的组成原料重量份分别为：

1)打底硅胶

基础硅胶 70～80

阳离子脂肪胺 5～10

助剂C 0.01～0.4

2)交联剂

八甲基环四硅氧烷 70～80

高含H 4～6

助剂D 0.08～0.1

6.根据权利要求5所述的改性纺织品硅胶，其特征在于，所述基础胶包括：基础聚合物70～80份，白炭黑20～25份，助剂B 5～8份，所述基础聚合物包括八甲基环四硅氧烷100份，助剂A 0.48～0.7份，所述助剂A包括：封头剂0.4～0.6份，碱性催化剂0.08～0.1份，所述碱性催化剂是氢氧化钾或四甲基氢氧化铵，其中优选四甲基氢氧化铵，所述助剂B包括：六甲基二硅氮烷4～6份，二甲基二甲氧基硅烷1～1.2份，所述助剂D是KOH或Me₄NOH

7.根据权利要求6所述的改性纺织品硅胶，其特征在于，所述阳离子脂肪胺是烷基胺盐、多胺脂肪酸衍生物和咪唑啉的一种或多种。