CN103103753A - 一种偶联剂表面处理纤维或织物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种偶联剂表面处理纤维或织物的方法，特征是将纤维或织物进行洗涤预处理，纤维或织物还可以不进行洗涤预处理，直接使用；配制偶联剂溶液，溶液中可以有以下各重量份的组分：0.2~99.8份硅烷偶联剂，0.1~85份水，0.1~70份醇，0~5份水解促进剂，0~5份消泡剂；配制的偶联剂溶液对纤维及制品用浸渍、涂层或喷雾方法进行处理。处理后的纤维或织物在粘结性能方面有很大程度的提高。

Description

一种偶联剂表面处理纤维或织物的方法

技术领域

本发明涉及一种纤维或织物的表面处理方法，特别涉及应用偶联剂对纤维或织物进行表面处理的方法。

背景技术

织物的表面性能一直为人们感兴趣，国内外在织物纤维表面改性研究中采用的主要方法有表面接枝，辐照，碱减量法、等离子体等表面改性方法。表面改性可以在不改变材料及其制品本体性能的前提下，赋予其表面新的性能，如亲（疏）水或亲（疏）油性、粘结性、抗静电性、染色性、耐老化性、生物相容性等。

在常用的表面改性方法中，表面接枝方法工艺复杂，实施困难，专利CN1400355中需要氮气保护进行反应，而且使用了大量的溶剂。中国申请专利200910101558.8中，使用碱减量法对纤维进行处理，虽然这种方法增加了纤维的表面极性，改善了织物表面的可染色性，但是这种方法会产生大量的废液，污染环境，另外这种方法处理后，对纤维整体损伤较大，处理后的涤纶强度会有较大程度的下降。中国申请专利200610117936.8中利用低温等离子体技术对聚酯纤维进行处理，这种方法快速而又清洁，而且只刻蚀纤维表面，不影响材料的整体性能。但是这种方法需要特殊的设备和技术，成套设备价格较高，而且刻蚀后表面需要尽快处理，否则活性表面会逐渐失活。

发明内容

本发明提出一种偶联剂表面处理纤维或织物的方法及制品，以克服现有技术的上述问题。

本发明涉及一种偶联剂表面处理纤维或织物的方法，其特征在于包括以下步骤：任选将纤维或织物进行洗涤预处理；配制偶联剂溶液，溶液中含有以下各重量份的组分：0.2~99.8份硅烷偶联剂，优选30~80份，0.1~85份水，优选10~50份，0.1~70份醇，优选5~30份，0~5份水解促进剂，优选1~3份，0~5份消泡剂，优选1~3份；配制的偶联剂溶液对纤维及制品用浸渍、涂层或喷雾方法进行处理。

所述纤维或织物洗涤预处理为：用水或洗涤剂溶液洗涤纤维或织物以除去其表面的污物或其他表面处理试剂，然后将纤维或织物干燥备用。

所述偶联剂溶液中的硅烷偶联剂可以选用乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三（丙烯酰乙氧基）硅烷、甲基三（甲基丙烯酰乙氧基）硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、甲基三（环氧乙基甲氧基）硅烷或苯基三乙氧基硅烷中的一种或一种以上混合物。

偶联剂可以加入0.2~99.8份，或者20~90份，最好是30~80份，依据浸渍、涂层或喷雾等具体实施方法而定。

所述偶联剂溶液中的醇可以选用甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇、丁醇、异丁醇、叔丁醇、丁二醇、或戊醇中的一种或一种以上混合物。醇可以加入0.1~70份，优选5~30份，挥发性大的醇，加入量可以加大。醇的作用主要是使硅烷偶联剂水解，同时有利于硅烷偶联剂在材料表面的分散，并且醇易于挥发、干燥。

所述偶联剂溶液中的水解促进剂为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、甲酸、乙酸、草酸、柠檬酸、氨基苯磺酸、氨基酸或氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、氨、三乙胺或乙醇胺中的一种或一种以上混合物。水解促进剂可以是0~5份，优选1~3份，视工艺需要而定。因硅烷水解速度与PH值有关，中性最慢，偏酸、偏碱都较快，因此一般需要水解促进剂调节溶液的PH值。水解促进剂可以不加，如果加入，加入量不宜过大，以免残留过多，伤害纤维或织物本体。

所述消泡剂为常规有机硅消泡剂。用量视需要而定，如果偶联剂溶液不起泡，或者起泡很少，可以不加消泡剂，消泡剂可以加入0~5份，最好加入1~3份。

其特征在于所述的浸渍整理条件是：以偶联剂溶液为工作液，纺织品与偶联剂溶液的浴比为1：2~1：100，最好是1：10~1：30，在0~45℃下浸渍1~60min，再轧液，轧液后对纤维及制品进行晾晒或烘干。

其特征在于所述的涂层整理条件是：以偶联剂溶液为工作液，对纤维及制品涂层，然后对纤维及制品进行晾晒或烘干。

其特征在于所述的喷雾整理条件是：以偶联剂溶液为工作液，对纤维及制品喷雾，然后对纤维及制品进行晾晒或烘干。

本发明利用硅烷偶联剂溶液处理纤维或织物的表面，处理过程简单，操作方便，不需要复杂的仪器设备，基本不产生环境污染，成本小，效果好。处理后的纤维或织物表面活性能有很大程度的提高，尤其是提高了织物与粘合剂的粘合性能。

具体实施方式：

以下结合实施案例说明本发明的具体实施方式。

实施例１. 硅烷偶联剂浸渍方法处理聚酯涤纶纤维布

织物预处理：将一卷幅宽为1米、长25米、质量约6千克的涤纶布展开，浸入40度温水中，加入市售洗衣粉200克，浸泡1小时后，洗净、烘干备用。

配制偶联剂溶液：3-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷200克、甲醇15千克、有机硅消泡剂20克、乙酸50克、水85千克，放入搅拌釜中搅拌，将洗涤处理过的涤纶布放入上述搅拌均匀的偶联剂溶液中，浸泡30分钟后翻动涤纶布后再浸泡30分钟，取出轧液，轧液后烘干。

将上述处理过的涤纶纤维布与钢板用环氧树脂粘结，测量粘结强度，样品粘结强度平均值为5.22 MPa，同样条件下，未经处理的涤纶纤维布与钢板的粘结强度为3.28 MPa，经偶联剂处理后，涤纶纤维布的粘结性能有了很大提高，是未经处理的1.6倍。

实施例2. 硅烷偶联剂涂层方法处理玻璃纤维布

将一卷幅宽为1.5米、长10米、质量约10千克的玻璃纤维布展开，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷（纯度99.8%）采用涂层的方法直接涂布于玻璃纤维布上面，烘干。

将上述处理过的玻璃纤维布与钢板用环氧树脂粘结，测量粘结强度，样品粘结强度平均值为7.15 MPa，同样条件下，未经处理的玻璃纤维布与钢板的粘结强度为6.37 MPa，经偶联剂处理后，玻璃纤维布的粘结性能有了较大提高，提高了12%。

实施例3. 硅烷偶联剂喷雾方法处理尼龙布

配制偶联剂溶液：将苯基三乙氧基硅烷5千克，水2千克，乙醇55千克，盐酸3.2千克，有机硅消泡剂3千克放在一起搅拌，备用。

将一卷幅宽1.2米、长50米的尼龙布放卷的同时，以上述偶联剂溶液为工作液，进行喷雾处理，喷雾后烘干。

将上述处理过的尼龙布与钢板用环氧树脂粘结，测量粘结强度，样品粘结强度平均值为6.63 MPa，同样条件下，未经处理的尼龙布与钢板的粘结强度为5.70 MPa，经偶联剂处理后，尼龙布的粘结性能有了很大提高，提高了16%。

实施例4. 硅烷偶联剂喷雾方法处理聚丙烯腈纤维布

织物预处理：将一卷幅宽为1.2米、长100米、质量约30千克的聚丙烯腈纤维布展开，浸入60度温水中，浸泡1小时后，换水，洗净、烘干备用。

配制偶联剂溶液：将3-氨丙基三乙氧基硅烷500克，水2千克，乙醇500克，氨水50克，有机硅消泡剂50克放在一起搅拌，备用。

以上述偶联剂溶液为工作液，对上述洗涤过的聚丙烯腈纤维布进行喷雾处理，喷雾后烘干。

将上述处理过的聚丙烯腈纤维布与钢板用环氧树脂粘结，测量粘结强度，样品粘结强度平均值为5.89 MPa，同样条件下，未经处理的聚丙烯腈纤维布与钢板的粘结强度为5.07 MPa，经偶联剂处理后，聚丙烯腈纤维布布的粘结性能有了较大提高，提高了16%。 

Claims (15)

1.一种偶联剂表面处理纤维或织物的方法，其特征在于：任选将纤维或织物进行洗涤预处理；配制偶联剂溶液，溶液中含有以下各重量份的组分：0.2~99.8份硅烷偶联剂， 0.1~85份水，0.1~70份醇，0~5份水解促进剂，0~5份消泡剂；配制的偶联剂溶液对纤维及制品用浸渍、涂层或喷雾方法进行处理。

2.如权利要求1所述偶联剂表面处理纤维或织物的方法，特征在于所述纤维或织物洗涤预处理为：用水或洗涤剂溶液洗涤纤维或织物，然后将纤维或织物干燥备用。

3.如权利要求1所述偶联剂表面处理纤维或织物的方法，特征在于所述硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三（丙烯酰乙氧基）硅烷、甲基三（甲基丙烯酰乙氧基）硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、甲基三（环氧乙基甲氧基）硅烷或苯基三乙氧基硅烷中的一种或一种以上混合物。

4.如权利要求1所述偶联剂表面处理纤维或织物的方法，特征在于所述硅烷偶联剂的用量为30~80份。

5.如权利要求1所述偶联剂表面处理纤维或织物的方法，特征在于所述水的用量为10~50份。

6.如权利要求1所述偶联剂表面处理纤维或织物的方法，特征在于所述醇选用甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇、丁醇、异丁醇、叔丁醇、丁二醇、或戊醇中的一种或一种以上混合物。

7.如权利要求1所述偶联剂表面处理纤维或织物的方法，特征在于所述醇的用量为5~30份。

8.如权利要求1所述偶联剂表面处理纤维或织物的方法，特征在于所述水解促进剂为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、甲酸、乙酸、草酸、柠檬酸、氨基苯磺酸、氨基酸或氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、氨、三乙胺或乙醇胺中的一种或一种以上混合物。

9.如权利要求1所述偶联剂表面处理纤维或织物的方法，特征在于所述水解促进剂加入量为1~3份。

10.如权利要求1所述偶联剂表面处理纤维或织物的方法，特征在于所述消泡剂为有机硅消泡剂。

11.如权利要求1所述偶联剂表面处理纤维或织物的方法，特征在于所述消泡剂为有机硅消泡剂，加入量为1~3份。

12.如权利要求1所述偶联剂表面处理纤维或织物的方法，特征在于所述的浸渍为：以偶联剂溶液为工作液，纺织品与偶联剂溶液的浴比为1：2~1：100，在0~45℃下浸渍1~60min，再轧液，轧液后对纤维及制品进行晾晒或烘干。

13.如权利要求1所述偶联剂表面处理纤维或织物的方法，特征在于所述的浸渍为：以偶联剂溶液为工作液，纺织品与偶联剂溶液的浴比为1：10~1：30。

14.如权利要求1所述偶联剂表面处理纤维或织物的方法，特征在于所述的涂层为：以偶联剂溶液为工作液，对纤维及制品涂层，然后对纤维及制品进行晾晒或烘干。

15.如权利要求1所述偶联剂表面处理纤维或织物的方法，特征在于所述的喷雾为：以偶联剂溶液为工作液，对纤维及制品喷雾，然后对纤维及制品进行晾晒或烘干。