CN105256588A - 一种蜂窝状结构有机硅防水整理剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蜂窝状结构的有机硅防水整理剂，包括如下组分：溶胶原料，有机溶胶，含氢硅油，复合乳化剂，亚麻仁油、二月桂酸二丁基锡、引发剂以及去离子水。所述复合乳化剂为失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚和N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的组合物，其质量比为2:1。本发明利用这种蜂窝状结构可以将空气保留在孔结构中，产生一个水-空气的复合界面，防止水滴浸润薄膜表面，使薄膜具有十分优异的疏水性能。本发明所提供的一种蜂窝状结构有机硅防水整理剂的制备方法，通过制备出的蜂窝状结构有机硅防水整理剂用于对织物进行处理，使被处理的织物不仅防水防油，还具有极好的透湿性、弹性，良好的手感和表面光泽性。

Description

一种蜂窝状结构有机硅防水整理剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种纺织助剂领域。更具体地说，本发明涉及一种蜂窝状结构有机硅防水整理剂及其制备方法。

背景技术

随着纺织加工技术的发展，防水透湿织物成为一种新型高档纺织品，它集防水、透湿、透气、挡风、保暖于一体，这类服装穿在身上，既能防雨防风，又能排汗透气，穿着舒适，因外称之为"可呼吸织物"(breathable)。人们在日常生活中，需要接触水，进行室外活动或工作，这样就对服装提出了防水，能抵御雨水和风寒的要求，但同时对其透气、透湿性也有一定的要求。人体在静止状态下，每小时排出60-70ml的汗液；在运动状态下每小时排出500ml汗液(对应于织物透湿量为0.7-1.2kg/m²·24h):而剧烈运动时，每小时排出的水分高达1000ml(1.9kg/m²·24h)。如果汗液不及时散发，潮湿度增大，既产生潮闷之感，又会造成大量的热量散失。防水透湿织物就是这样一种织物，能自动调节透湿性，使体内排出的汗液及时散发至外界，同时又能够抵御外界水的穿透和寒风的侵袭，从而起到透湿保暖的作用，使人体感觉非常舒适。防水透湿织物首先被开发用在军服、防护服的生产上，现在已广泛用于运动服、旅行包、帐篷等的制造。此外，防水透湿织物还可作外伤敷料，使伤口皮肤干燥，细菌不侵入，也可作外科医生工作服和无尘工作室的防尘工作服。因而具有广阔的发展前景。

目前防水整理剂主要是氟系防水剂，该防水剂具有难降解性、生物累积性和多种毒性，对环境产生严重的污染，且对啮齿类动物具有致癌性、生殖毒性、神经毒性、肝毒性等多种毒性。因此，研究环保安全的防水整理剂迫在眉睫。

发明内容

针对以上不足，本发明提供一种安全无毒的蜂窝状有机硅防水整理剂，该蜂窝状有机硅防水整理剂不仅能防水防油，还能赋予织物极好好的透湿性、弹性，良好的手感和表面光泽性。

本发明采用的技术方案是：

一种蜂窝状结构有机硅防水整理剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：

所述复合乳化剂为失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚和N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的组合物，其质量比为2:1。

本发明中，含氢硅油优选甲基含氢硅油，含氢量大于1.55％。甲基含氢硅油防水效果好，既能防水又能保持织物原来的透气性和柔软性，并能提高织物的撕裂强度、磨擦强度和防污性等。

优选的是，所述溶胶原料为含有30wt％水溶液的硅溶胶，且其PH值为9-9.5。

优选的是，所述有机溶胶为含有3-(三甲氧基硅丙基)二甲基十八烷基氯化铵40wt％的甲醇溶液。

优选的是，所述失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚为失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚。

优选的是，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种或组合。

本发明的另一个目的在于提供上述蜂窝状结构有机硅防水整理剂的制备方法，包括如下步骤：

S1：按配比，取溶胶原料并用去离子水稀释至其含量为40～50wt％，超声分散10min～30min，加入10wt％有机溶胶，室温下陈化24h，伴随间歇振荡，过滤得到固体物，将所得固体物用乙醇清洗，70℃下搅拌反应12h，装入透析袋中透析48小时，70℃下真空干燥24h，得到SiO₂溶胶。

S2：上述所得SiO₂溶胶和含氢硅油溶液按体积比为0.5:1混合，采用循环砂磨处理10～30min，砂磨过程中温度控制在50～60℃，得到SiO₂和含氢硅油聚集成平均水力学粒径为80～150nm的聚集体。

S3：按配比，将得到的SiO₂和含氢硅油的聚集体、离子水、复合乳化剂、亚麻仁油、二月桂酸二丁基锡加入到容器中，充分搅拌，升温至60～80℃，缓慢加入引发剂，保持60～80℃聚合反应4～8h，得到有机硅杂化乳液。

优选的是，所述透析袋的截留分子量为8000。

优选的是，所述SiO₂溶胶和含氢硅油溶液按体积比为0.5:1混合。

本发明的有益效果为：本发明通过类流体技术对SiO₂进行表面改性，解决了SiO₂在有机基体中较容易发生团聚、提高了与有机体的相容性，通过控制砂磨温度方式调控SiO₂和含氢硅油预聚体尺寸，得到蜂窝状结构，提高经其处理的纺织品的疏水性。利用这种蜂窝状结构可以将空气保留在孔结构中，产生一个水-空气的复合界面，防止水滴浸润薄膜表面，使薄膜具有十分优异的疏水性能。所提供的一种蜂窝状结构有机硅防水整理剂的制备方法，通过制备出的蜂窝状结构有机硅防水整理剂用于对织物进行处理，使被处理的织物不仅防水防油，还具有极好的透湿性、弹性，良好的手感和表面光泽性。

具体实施方式

实施例1

选用的防水整理剂的配方为：溶胶原料15份，有机溶胶20份，含氢硅油20份，复合乳化剂3份，亚麻仁油2份，二月桂酸二丁基锡1份，过硫酸钠2份，去离子水140份。

实施例2

选用的防水整理剂的配方为：溶胶原料18份，有机溶胶30份，含氢硅油40份，复合乳化剂4份，亚麻仁油4份，二月桂酸二丁基锡1.5份，过硫酸钠4份，去离子水150份。

实施例3

选用的防水整理剂的配方为：溶胶原料20份，有机溶胶40份，含氢硅油40份，复合乳化剂6份，亚麻仁油4份，二月桂酸二丁基锡1份，过硫酸钠3份，去离子水160份。

实施例4

选用的防水整理剂的配方为：溶胶原料18份，有机溶胶30份，含氢硅油60份，复合乳化剂4份，过硫酸钠4份，去离子水150份。

实施例5

选用的防水整理剂的配方为：溶胶原料20份，有机溶胶40份，含氢硅油60份，复合乳化剂6份，过硫酸钠4份，去离子水160份。

所述复合乳化剂为失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚和N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的组合物，其质量比为2:1。

对比例1

选用的防水整理剂的组成的重量份及组分与实施例相同，不同之处在于所述复合乳化剂为失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚。

对比例2

选用的防水整理剂的组成的重量份及组分与实施例相同，不同之处在于所述复合乳化剂为N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。

对比例3

选用的防水整理剂的组成的重量份及组分与实施例相同，不同之处在于所述复合乳化剂失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚和N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的组合物，其质量比为1:1

对比例4

选用的防水整理剂的组成的重量份及组分与实施例相同，不同之处在于所述复合乳化剂失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚和N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的组合物，其质量比为1:2

实施例1～5和对比例1～4防水整理剂的制备方法均采用以下方法：

S1：按配比，取溶胶原料并用去离子水稀释至其含量为40～50wt％，超声分散10min～30min，加入10wt％有机溶胶，室温下陈化24h，伴随间歇振荡，过滤得到固体物，将所得固体物用乙醇清洗，70℃下搅拌反应12h，装入截留分子量为8000的透析袋中透析48小时，70℃下真空干燥24h，得到SiO₂溶胶。

S2：上述所得SiO₂溶胶和含氢硅油溶液按体积比为0.3:1～0.6:1混合，采用循环砂磨处理10～30min，砂磨过程中温度控制在50～60℃，得到SiO₂和含氢硅油聚集成平均水力学粒径为80～150nm的聚集体。

S3：按权利要求1所述的配比，将得到的SiO₂和含氢硅油的聚集体、离子水、复合乳化剂、亚麻仁油、二月桂酸二丁基锡加入到容器中，充分搅拌，升温至60～80℃，缓慢加入引发剂，保持60～80℃聚合反应4～8h，得到有机硅杂化乳液。

防水整理剂处理工艺

工艺流程：采用浴比为1:30的蜂窝状结构有机硅防水整理剂溶液，将织物浸轧整理液中(一浸一轧，温度为室温，时间为30min)，然后经烘箱烘干(温度为105℃，时间为3mim)，然后采用拉幅定型机烘焙(温度170℃，时间为3mim)，室温放置1小时以上，测试。

对实施例1～5和对比例1～4所得防水整理剂处理后的织物(涤纶)进行性能测试，结果见表1

表1

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (8)

1.一种蜂窝状结构有机硅防水整理剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：

所述复合乳化剂为失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚和N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的组合物，其质量比为2:1。

2.如权利要求1所述的蜂窝状结构有机硅防水整理剂，其特征在于，所述溶胶原料为含有30wt％水溶液的硅溶胶，且其PH值为9-9.5。

3.如权利要求1所述的蜂窝状结构有机硅防水整理剂，其特征在于，所述有机溶胶为含有3-(三甲氧基硅丙基)二甲基十八烷基氯化铵40wt％的甲醇溶液。

4.如权利要求1所述的蜂窝状结构有机硅防水整理剂，其特征在于，所述失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚为失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚。

5.如权利要求1所述的蜂窝状结构有机硅防水整理剂，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种或组合。

6.如权利要求1～5任一项所述的蜂窝状结构有机硅防水整理剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：按权利要求1所述的配比，取溶胶原料并用去离子水稀释至其含量为40～50wt％，超声分散10min～30min，加入10wt％有机溶胶，室温下陈化24h，伴随间歇振荡，过滤得到固体物，将所得固体物用乙醇清洗，70℃下搅拌反应12h，装入透析袋中透析48小时，70℃下真空干燥24h，得到SiO₂溶胶；

S2：上述所得SiO₂溶胶和含氢硅油按体积比为0.3:1～0.6:1混合，采用循环砂磨处理10～30min，砂磨过程中温度控制在50～60℃，得到SiO₂和含氢硅油聚集成平均水力学粒径为80～150nm的聚集体；

S3：按权利要求1所述的配比，将得到的SiO₂和含氢硅油的聚集体、离子水，复合乳化剂、亚麻仁油、二月桂酸二丁基锡加入到容器中，充分搅拌，升温至60～80℃，缓慢加入引发剂，保持60～80℃聚合反应4～8h，得到有机硅杂化乳液。

7.如权利要求6所述的蜂窝状结构有机硅防水整理剂的制备方法，其特征在于，所述透析袋的截留分子量为8000。

8.如权利要求6所述的蜂窝状结构有机硅防水整理剂的制备方法，其特征在于，所述SiO₂溶胶和聚苯乙烯乳液按体积比为0.5:1混合。