CN101805994A - 一种用于羊毛及其混纺纱线的手感整理的有机硅乳液及其制备方法和应用 - Google Patents
一种用于羊毛及其混纺纱线的手感整理的有机硅乳液及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种用于羊毛及其混纺纱线手感整理的有机硅乳液其含有40～60％的氨基硅油乳液、30～50％羟基硅油乳液及10％含氢硅油乳液。其制法为：制备氨基硅油乳液、羟基硅油乳液、含氢硅油乳液，然后按照40～60％、30～50％及10％的比例混合。其应用为：将羊毛或其混纺纱线放入有机硅乳液中40～45℃浸泡30～60分钟；脱水后，再在85～100℃温度内烘干。可以达到滑而不腻，软又悬垂感，滑爽蓬松的综合手感的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机硅乳液、制备及应用，具体地说是涉及一种羊毛及其混纺纱线的手感整理有机硅乳液及其制备及应用。
背景技术
氨基硅油在织物的后整理中主要用作柔软剂。由于氨基的极性，能与纤维表面的羟基、羧基等相互交联作用，使硅氧烷主链定向吸附在纤维表面，从而降低了纤维之间的摩擦系数，以很小的力就能使纤维之间产生滑动，从而表现出柔软特性。一般来说，经氨基硅油乳液处理后的织物具有柔软、滑爽与丰满的手感，并具有良好的防缩性、耐洗性和透气性。
近年来丝光羊毛、羊毛手感整理乳液是纺织助剂研发中的热点.羊毛属于蛋白质纤维类，在整理时，传统氨基硅油乳液难以达到滑而不腻，软又悬垂感，滑爽蓬松的手感。羊毛、毛腈、毛涤、混纺织物经羊毛手感整理乳液处理后滑而不爽、滑而发腻、发涩、松而不暖、松而发刺、发僵等问题仍会存在。因此，羊毛手感整理乳液必须具有滑爽、滑糯、松暖、回弹、厚实、鲜艳等特性，才能适应市场需求。但未见报道称羊毛手感整理乳液可同时达到滑而不腻，软又悬垂感，滑爽蓬松的综合手感要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于羊毛及其混纺纱线手感整理的有机硅乳液，达到滑而不腻，软又悬垂感，滑爽蓬松的综合手感要求。
本发明提供了一种用于羊毛及其混纺纱线手感整理的有机硅乳液，含有氨基硅油乳液，羟基硅油乳液以及含氢硅油乳液，其中该氨基硅油乳液为40～60％，该羟基硅油乳液为30～50％，该含氢硅油乳液为10％。
本发明的另一目的旨在提供一种于羊毛及其混纺纱线手感整理的有机硅乳液的制备方法。即是这样实现的：
(1)将含氨基官能聚有机硅氧烷、非离子乳化剂、醋酸和去离子水通过高剪切乳化方式制备成氨基硅油乳液；
(2)将端羟基的高分子量聚硅氧烷、非离子乳化剂、醋酸和水通过高剪切乳化方式制备成羟基硅油乳液；
(3)将含氢聚硅氧烷、非离子乳化剂、稳定剂和水通过高剪切乳化方式制备成含氢硅油乳液；
(4)将上述制备成的氨基硅油乳液、羟基硅油乳液以及含氢硅油乳液按质量比40～60％、30～50％以及10％的比例混合制备成用于羊毛及其混纺纱线手感整理的有机硅乳液。
本发明的另一目的旨在提供羊毛及其混纺纱线手感整理的有机硅乳液的应用，以整理羊毛及其混纺纱线的手感，即，利用该有机硅乳液整理羊毛及其混纺纱线的方法如下：a，将羊毛或其混纺纱线放入有机硅乳液中40～45℃浸泡30～60分钟；b，脱水；c，烘干，其中烘干温度为85～100℃。
氨基硅油乳液由于氨基能与织物表面的羟基、羧基等相互作用，使硅氧烷能定向地附着于织物的表面，能产生优良的手感，使织物纤维之间的摩擦系数下降，主要提供柔软、平滑、蓬松手感；羟基硅油乳液由于两端羟基与织物表面的羟基、羧基等相互作用，大分子的表面吸附作用，主要提供滑度、弹性手感；含氢硅油乳液由于活性氢能够牢固自身交联或和羊毛纤维的羧基等相互作用可提升织物弹性，活络性，悬垂感。
具体实施方式
以下将对本发明的各个实施例进行详细的说明和描述，以使本领域的技术人员能够实现：
需要提前说明的是，字母h为小时，即时间单位，例如1h为1小时的含义；字母g为克，即重量单位，例如0.15g氢氧化钾为0.15克氢氧化钾的含义。
另外，在本发明专利申请文件中，将常温定义为25℃。
(一)含氨基官能聚有机硅氧烷的合成
在装有搅拌器、温度计、球形冷凝管及N2吹入管的四口烧瓶中，加入计量的聚环硅氧烷，硅烷偶联剂混合物，再加入封端剂，碱性催化剂，开启N2保护，升温至75～85℃，反应1h，温度升至120～140℃，关N2保护，抽真空脱出低分子物质如甲醇，水等冷凝于该冷凝管中，搅拌并平衡化反应3～5h，然后降温至80～100℃，加入反应终止剂，常温下出料，得到粘度为1000～15000mPa.s(25℃，即常温下)的无色或淡黄色透明粘稠流体的含氨基官能聚有机硅氧烷。
实施例1a
在装有搅拌器、球形冷凝管、温度计及N2吹入管的四口烧瓶中，加入1000g八甲基环四硅氧烷(D4)，24g的N-β氨乙基-γ氨丙基甲基二甲氧基硅烷，4g六甲基二硅氧烷，0.15g氢氧化钾，开启N2保护，加热到80℃，反应1h，然后升温至130℃，关N2保护，抽真空脱除低分子物质(甲醇，水等)冷凝于该冷凝管中，搅拌并平衡化反应3h，降温至90℃，加入1.5g反应终止剂，例如冰醋酸，得到淡黄色透明粘稠状液体的含氨基官能聚有机硅氧烷，其粘度为8600mPa.s，挥发份7.6％，实测氨值含量0.21。
实施例1b
在装有搅拌器、球形冷凝管、温度计及N2吹入管的四口烧瓶中，加入1000g八甲基环四硅氧烷与十甲基环五硅氧烷混合体(DMC)，24g的N-β氨乙基-γ氨丙基甲基二甲氧基硅烷，4g六甲基二硅氧烷，0.15g氢氧化钾，开启N2保护，加热到80℃，反应1h，然后升温至130℃，关N2保护，抽真空脱除低分子物质(甲醇，水等)冷凝于该冷凝管中，搅拌并平衡5h，降温至90℃，加入1.5g反应终止剂，例如冰醋酸，得到淡黄色透明粘稠状液体的含氨基官能聚有机硅氧烷，粘度为7300mPa.s，挥发份8.4％，实测氨值含量0.21。
实施例1c
在装有搅拌器、球形冷凝管、温度计及N2吹入管的四口烧瓶中，加入1000g八甲基环四硅氧烷与十甲基环五硅氧烷混合体(DMC)，17g的N-β氨乙基-γ氨丙基甲基二甲氧基硅烷，4g六甲基二硅氧烷，0.15g氢氧化钾，开启N2保护，加热到80℃，反应1h，然后升温至130℃，关N2保护，抽真空脱除低分子物质(甲醇，水等)冷凝于该冷凝管中，搅拌并平衡化反应3h，降温至90℃，加入1.5g反应终止剂，例如冰醋酸，得到淡黄色透明粘稠状液体的含氨基官能聚有机硅氧烷，粘度为7900mPa.s，挥发份8.2％，实测氨值含量0.156。
实施例1d
在装有搅拌器、球形冷凝管、温度计及N2吹入管的四口烧瓶中，加入1000g八甲基环四硅氧烷(D4)，24g的N-β氨乙基-γ氨丙基甲基二甲氧基硅烷，4g十二甲基五硅氧烷，0.15g氢氧化钾，开启N2保护，加热到80℃，反应1h，然后，升温至130℃，关N2保护，抽真空脱除低分子物质(甲醇，水等)冷凝于该冷凝管中，搅拌并平衡化反应4h，降温至90℃，加入1.5g反应终止剂，例如冰醋酸，得到淡黄色透明粘稠状液体的含氨基官能聚有机硅氧烷，粘度为10200mPa.s，挥发份7.8％，实测氨值含量0.21。
需要说明的是：
聚环硅氧烷除了上述记载之外，还可以是六甲基环三硅氧烷(D3)，或十甲基环五硅氧烷(D5)之一。
氨基硅烷偶联剂除了上述记载之外，还可以是十二甲基五硅氧烷。
作为碱性催化剂的氢氧化钾可以替换为NaOH、(CH3)4NOH之一。
另外，作为反应终止剂的醋酸也可以替换为磷酸。
以上的替换同样可以达到的相同的实质效果，属于本领域技术人员能够理解的技术，故在此不予赘述。
(二)羊毛手感整理乳液各组分的制备
实施例2a
在高剪切乳化釜中，加入4％的异构13醇聚氧乙烯醚5EO，4.5％的异构13醇聚氧乙烯醚8EO，加入21.5％的通过实施例1d制备的含氨基官能聚有机硅氧烷，开启搅拌，搅拌15分钟，加入0.30％的冰醋酸，逐步缓慢加入25％的去离子水，快速加入其他44.7％的去离子水，得到半透明的氨基硅油乳液。
实施例2b
在高剪切乳化釜中，加入3.5％的异构13醇聚氧乙烯醚5EO，5％的异构13醇聚氧乙烯醚8EO，加入21.5％的经实施例1a制备的含氨基官能聚有机硅氧烷，开启搅拌，搅拌15分钟，加入0.30％的冰醋酸，逐步缓慢加入25％的去离子水，快速加入其他44.7％的去离子水，得到透明的氨基硅油乳液。
实施例2c
在高剪切乳化釜中，加入3.5％的异构13醇聚氧乙烯醚5EO，5％的异构13醇聚氧乙烯醚8EO，加入21.5％的经实施例1b制备的含氨基官能聚有机硅氧烷，开启搅拌，搅拌15分钟，加入0.30％的冰醋酸，逐步缓慢加入25％的去离子水，快速加入其他44.7％的去离子水，得到半透明的氨基硅油乳液。
实施例2d
在高剪切乳化釜中，加入3.5％的异构13醇聚氧乙烯醚5EO，5％的异构13醇聚氧乙烯醚8EO，加入21.5％的经实施例1c制备的氨基官能聚有机硅氧烷，开启搅拌，搅拌15分钟，加入0.30％的冰醋酸，逐步缓慢加入25％的去离子水，快速加入其他44.7％的去离子水，得到半透明的氨基硅油乳液。
实施例3
羟基硅油乳液的制备：
高剪切乳化釜中，加入4％的异构13醇聚氧乙烯醚7EO，2％的异构13醇聚氧乙烯醚10EO，开启搅拌与高速分散盘，缓慢加入24％的粘度为200000厘泊的端羟基的高分子量聚硅氧烷，搅拌15分钟，逐步缓慢加入10％的去离子水，搅拌15分钟，逐步缓慢加入10％的去离子水，再加入0.20％的冰醋酸，快速加入其他49.8％的去离子水，得到白色不透明的羟基硅油乳液。
实施例4
含氢硅油乳液的制备：
高剪切乳化釜中，加入3％的异构13醇聚氧乙烯醚7EO，3.5％的异构13醇聚氧乙烯醚10EO，开启搅拌，缓慢加入23.5％的粘度为120厘泊，含氢量为0.11％的含氢聚硅氧烷，搅拌15分钟，逐步缓慢加入20％的去离子水，加入0.70％的冰醋酸和0.2％的磷酸作为稳定剂，快速加入其他49.1％的去离子水，得到白色不透明的含氢硅油乳液。
本实施例中的稳定剂还可以是硫酸氢钠，磷酸，冰醋酸，柠檬酸，己二酸的一种或几种。
需要说明的是，以上实施例记载的异构13醇聚氧乙烯醚7EO、异构13醇聚氧乙烯醚10EO、异构13醇聚氧乙烯醚8EO为非离子乳化剂，除本实施例记载外非离子乳化剂还可以是它们其中之一种，或其他未提及的组合。
(三)羊毛手感整理乳液的复配与应用：
实施例5
分别取(二)部分中记载的实施例2a、3、4所制备的氨基硅油乳液，羟基硅油乳液，含氢硅油乳液，分别按质量比例40％，50％，10％混合均匀。采用一浴浸渍法：称取一定量的羊毛纱线，加入5％(相对羊毛纱线重量)的羊毛手感整理乳液40℃下处理45分钟，脱水，在85℃的温度下烘干，再与未经该乳液整理手感的同样定量的羊毛对比手感。
实施例6
取(二)部分中记载实施例2a、3、4所分别制备的氨基硅油乳液，羟基硅油乳液，含氢硅油乳液，分别按质量比例60％、30％、10％混合均匀。采用一浴浸渍法：称取一定量的羊毛纱线，加入5％(相对羊毛纱线重量)的羊毛手感整理乳液45℃下处理45分钟，脱水，在100℃的温度下烘干，再与未经该乳液整理手感的同样定量的羊毛对比手感。
实施例7
分别取(二)部分中记载实施例2a、3、4所制备的氨基硅油乳液，羟基硅油乳液，含氢硅油乳液，分别按质量比例55％、35％、10％混合均匀。采用一浴浸渍法：称取一定量的羊毛纱线，加入5％(相对羊毛纱线重量)的羊毛手感整理乳液43℃下处理45分钟，脱水，在100℃的温度下烘干，再与未经该乳液整理手感的同样定量的羊毛对比手感。
实施例8
分别取(二)部分中记载实施例2b、3、4所制备的氨基硅油乳液，羟基硅油乳液，含氢硅油乳液，分别按质量比例55％、35％、10％混合均匀。采用一浴浸渍法：称取一定量的羊毛纱线，加入5％(相对羊毛纱线重量)的羊毛手感整理乳液43℃下处理45分钟，脱水，在95℃的温度下烘干，再对比手感。
实施例9
分别取(二)部分中记载的实施例2c、3、4所制备的氨基硅油乳液，羟基硅油乳液，含氢硅油乳液，分别按质量比例55％，35％，10％混合均匀。采用一浴浸渍法：称取一定量的羊毛纱线，加入5％(相对羊毛纱线重量)的羊毛手感整理乳液43℃下处理45分钟，脱水，在95℃的温度下烘干，再与未经该乳液整理手感的同样定量的羊毛对比手感。
实施例10
分别取(二)部分中记载的实施例2d、3、4所制备的氨基硅油乳液，羟基硅油乳液，含氢硅油乳液，分别按质量比例55％，35％，10％混合均匀。采用一浴浸渍法：称取一定量的羊毛纱线，加入5％(相对羊毛纱线重量)的羊毛手感整理乳液43℃下处理45分钟，脱水，在95℃的温度下烘干，再与未经该乳液整理手感的同样定量的羊毛对比手感。
经有丰富的手感整理经验的应用工程师4人，对整理后的羊毛纱线进行手感评价，即以主观评价为主，综合结果如下表1示：
表1各实施例及未经本发明的乳液整理的羊毛手感整理对比表
| 项目\例 | 未经整理 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 |
| 滑度 | 1 | 4 | 4～5 | 5 | 4～5 | 5 | 4～5 |
| 柔软度 | 1 | 5 | 4～5 | 4～5 | 4 | 4 | 4～5 |
| 弹性 | 1 | 4～5 | 3～4 | 4～5 | 4 | 4 | 4 |
| 蓬松度 | 1 | 4 | 4 | 4～5 | 4～5 | 4～5 | 4 |
| 活络性 | 1 | 3～4 | 3～4 | 4～5 | 4 | 4～5 | 4 |
| 悬垂性 | 1 | 3 | 3 | 4 | 3 | 3～4 | 3～4 |
| 综合效率 | 1 | 4 | 4 | 5 | 4～5 | 4～5 | 4 |
其中，数值1为手感最差，数值5为最佳，数值2、3、4分别为较差、一般、较好。
由上述表1可知，经过本发明的乳液对羊毛进行整理可以改善羊毛的手感，且滑度、柔软度、弹性、蓬松度、活络性、悬垂性以及综合方面均有改善。
以上所述，仅为本发明之多个实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即大凡依本发明权利要求及说明书所记载的内容作出简单的等效变化和修饰，皆乃属本发明权利要求所涵盖范围之内。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文献搜索只用，并非用来限定本发明之权利要求范围。
Claims (10)
1.一种用于羊毛及其混纺纱线手感整理的有机硅乳液，其特征在于，含有氨基硅油乳液、羟基硅油乳液以及含氢硅油乳液，其中该氨基硅油乳液为40～60％，该羟基硅油乳液为30～50％，该含氢硅油乳液为10％。
2.一种制备如权利要求1所述的有机硅乳液的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将含氨基官能聚有机硅氧烷、非离子乳化剂、冰醋酸和去离子水通过高剪切乳化方式制备成氨基硅油乳液；
(2)将端羟基的高分子量聚硅氧烷、非离子乳化剂、冰醋酸和水通过高剪切乳化方式制备成羟基硅油乳液；
(3)将含氢聚硅氧烷、非离子乳化剂、稳定剂和水通过高剪切乳化方式制备成含氢硅油乳液；
(4)将上述制备成的氨基硅油乳液、羟基硅油乳液以及含氢硅油乳液按质量比40～60％、30～50％以及10％的比例混合制备成用于羊毛及其混纺纱线手感整理的有机硅乳液。
3.根据权利要求2所述的制备有机硅乳液的方法，其特征在于，步骤(1)中的所述的氨基硅油乳液的制备包括以下步骤：
a.将聚环硅氧烷，氨基硅烷偶联剂，封端剂以及碱性催化剂加入高剪切乳化釜中，加热到75℃～85℃，反应1小时；
b.升温至120℃～140℃，抽真空脱除低分子物质并平衡3～5小时；
c.将温度降低至80℃～100℃，加入反应终止剂；
d.在常温下出料，制备成含氨基官能聚有机硅氧烷；
其中，聚环硅氧烷、氨基硅烷偶联剂、封端剂、碱性催化剂与反应终止剂摩尔比为800～1200∶10～18∶4～12∶0.1∶1；
e.将上述的制备成的含氨基官能聚有机硅氧烷与非离子乳化剂放入高剪切乳化釜中搅拌15～20分钟；
f.加入冰醋酸；
g.逐步缓慢加入去离子水，再快速加入去离子水；
h.制备成所述的氨基硅油乳液；
其中，含氨基官能聚有机硅氧烷，非离子乳化剂，醋酸与去离子水质量比20～22％∶8～10％∶0.2～0.4％∶69.6～69.8％；
其中，步骤c中缓慢加入的去离子水占总质量的15～25％，快速加入的去离子水占总质量的44.6～54.8％。
4.根据权利要求2所述的制备有机硅乳液的方法，其特征在于，所述的羟基硅油乳液的制备包括以下步骤：
a.在高剪切乳化釜中加入非离子乳化剂，并开启搅拌与高速分散盘；
b.缓慢加入端羟基的高分子量聚硅氧烷，搅拌15～25分钟；
c.缓慢加入去离子水后，再加入冰醋酸；
d.再快速加入去离子水；
e.制备成所述的羟基硅油乳液；
其中，端羟基的高分子量聚硅氧烷，非离子乳化剂、冰醋酸和去离子水质量比为24～25％∶5～6％∶0.2～0.4％∶69.6～69.8％；
其中，步骤c中加入的去离子水占总质量的15～25％；步骤d中加入的去离子水占总质量的44.6～54.8％。
5.根据权利要求2所述的制备有机硅乳液的方法，其特征在于，所述的含氢硅油乳液的制备包括以下步骤：
a.在高剪切乳化釜中加入非离子乳化剂，开始搅拌；
b.缓慢加入含氢聚硅氧烷，搅拌15～25分钟；
c.缓慢加入去离子水；
d.加入冰醋酸；
e.快速加入去离子水；
f.制备成所述的含氢硅油乳液；
其中，含氢聚硅氧烷，冰醋酸，非离子乳化剂，稳定剂与去离子水质量比为22～24％∶6～8％∶0.5～0.8％∶69.2～69.5％；
其中，步骤c中的加入的去离子水质量占总质量的20～25％；步骤e中的去离子水质量占总质量的44.2～49.5％。
6.根据权利要求2-5任一项所述的制备有机硅乳液的方法，其特征在于，所述的非离子乳化剂为：异构13醇聚氧乙烯醚5EO，异构13醇聚氧乙烯醚7EO，异构13醇聚氧乙烯醚8EO，异构13醇聚氧乙烯醚10EO之一种或几种。
7.根据权利要求6所述的制备有机硅乳液的方法，其特征在于，所述的稳定剂为：硫酸氢钠，磷酸，冰醋酸，柠檬酸，己二酸之一种或几种；所述的聚环硅氧烷为：六甲基环三硅氧烷(D3)，八甲基环四硅氧烷(D4)，十甲基环五硅氧烷(D5)，或八甲基环四硅氧烷(D4)与十甲基环五硅氧烷(D5)混合体；所述的氨基硅烷偶联剂为：N-β氨乙基-γ氨丙基二甲氧基硅烷，双-(三甲氧基硅基)乙烷，3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷之一；所述的封端剂为六甲基二硅氧烷，十二甲基五硅氧烷之一；所述的碱性催化剂为KOH、NaOH、(CH3)4NOH之一；所述的反应终止剂为冰醋酸、磷酸之一。
8.根据权利要求2-5任一项所述的制备有机硅乳液的方法，其特征在于，所述的稳定剂为：硫酸氢钠，磷酸，冰醋酸，柠檬酸，己二酸之一种或几种。
9.根据权利要求3所述的制备有机硅乳液的方法，其特征在于，所述的聚环硅氧烷为：六甲基环三硅氧烷(D3)，八甲基环四硅氧烷(D4)，十甲基环五硅氧烷(D5)，或八甲基环四硅氧烷(D4)与十甲基环五硅氧烷(D5)混合体；所述的氨基硅烷偶联剂为：N-β氨乙基-γ氨丙基二甲氧基硅烷，双-(三甲氧基硅基)乙烷，3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷之一；所述的封端剂为六甲基二硅氧烷，十二甲基五硅氧烷之一；所述的碱性催化剂为KOH、NaOH、(CH3)4NOH之一；所述的反应终止剂为冰醋酸、磷酸之一。
10.权利要求1所述的有机硅乳液的整理羊毛及其混纺纱线的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a，将羊毛或其混纺纱线放入有机硅乳液中40～45℃浸泡30～60分钟；
b，脱水；
c，烘干，其中烘干温度为85～100℃。
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