CN110172830B - 一种亲水硅油整理剂及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及布料整理助剂的技术领域，公开了一种亲水硅油整理剂，包括第一硅油助剂和第二硅油助剂、尼泊金酯以及柔软剂，其中所述第一硅油助剂包括以下重量份数的组分：亲水氨基硅油40‑60份；聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯25‑40份；乳化剂5‑7份；乙二醇单丁醚80‑100份；所述第二硅油助剂包括以下重量份数的组分：三元共聚嵌段硅油50‑70份；乳化剂12‑17份；乙二醇单丁醚80‑100份；所述尼泊金酯以重量份计为20‑30份；所述柔软剂以重量份计为50‑70份。本发明通过在亲水氨基硅油中复配聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯，使得人与布料接触时产生平滑的感觉，同时由于亲水氨基硅油能够牢固的附着在布料上，从而使得聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯不易从布料上脱落下来。

Description

一种亲水硅油整理剂及其制备工艺
技术领域
本发明涉及布料整理助剂的技术领域，更具体地说，它涉及一种亲水硅油整理剂及其制备工艺。
背景技术
随着生活水平的不断提高，人们对有机硅柔软剂的需求不只是停在柔软的手感方面，对于服装的吸汗、透湿性能逐渐提高了要求，传统氨基硅油具有极佳的柔软性能，但是整理后织物的亲水性差，容易“泛黄”，导致了氨基硅油的使用受到了限制。
亲水硅油是一种超细粒子非/弱阳离子型氨基硅柔软剂，具有较好的亲水性及助剂配伍性；具有较好的耐剪切稳定性，改善织物的缝纫性，满足针织物要求，提供较好的平滑性，赋予纤维滑软，蓬松的手感；具有较好的耐洗性，加工后的织物皂洗15次不变黄、不变色、产品风格不受影响；具有低黄变性及极佳的耐摩擦牢度、日晒牢度；不含APEO，稳定性好，不漂油。
目前使用亲水硅油复配的整理剂对罗马布以及涤纶布进行处理的时候发现，通过使用亲水硅油处理之后，虽然使得面料更加柔软了，但是布料表面不够光滑，布料做成衣物时人在穿着的过程中舒适性下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种亲水硅油整理剂，能够使得布料更加爽滑。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种亲水硅油整理剂，包括第一硅油助剂和第二硅油助剂、尼泊金酯以及柔软剂，其中所述第一硅油助剂包括以下重量份数的组分：
亲水氨基硅油40-60份；
聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯25-40份；
乳化剂5-7份；
乙二醇单丁醚80-100份；
所述第二硅油助剂包括以下重量份数的组分：
三元共聚嵌段硅油50-70份；
乳化剂12-17份；
乙二醇单丁醚80-100份；
所述尼泊金酯以重量份计为20-30份；
所述柔软剂以重量份计为50-70份。
布料处理后续基本都会有定型的工艺，布料在进入定型机之前都需要在整理剂中浸泡一段时间，从而使得布料变的更加柔软。当布料在本发明所记载的整理剂中浸泡的时候，亲水氨基硅油对布料进行处理，由于亲水氨基硅油的分子链上含有极性较强的氨基，具有良好的吸附性，能够附着在布料纤维分子中，从而使得布料后续具有良好的手感，并且耐洗性优良。通过在整理剂中添加聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯，聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯与布料纤维有良好的相容性，它能够降低布料纤维分子间的内聚力。聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯与布料纤维分子之间的结合力不强，但是它与亲水氨基硅油的结合力很强，聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯在布料纤维分子间转动，人与布料接触时产生平滑的感觉，同时由于亲水氨基硅油能够牢固的附着在布料上，从而使得聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯不易从布料上脱落下来。
乙二醇单丁醚在整个整理剂中作为溶剂，乳化剂能够对体系中的各个物质形成良好的乳化效果，降低乳液的表面张力。聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯在使得布料平滑性较好的同时，能够使得亲水氨基硅油的亲水性能更强，进一步避免的布料产生“泛黄”的弊病。
作为本发明的进一步改进，所述第一硅油助剂包括以下重量份数的组分：
亲水氨基硅油40-60份；
聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯25-40份；
乳化剂5-7份；
平滑增效剂13-18份；
乙二醇单丁醚80-100份。
作为本发明的进一步改进，所述平滑增效剂为纳米氧化聚乙烯蜡乳液。
通过采用上述技术方案，通过添加纳米氧化聚乙烯蜡乳能够使得聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯在布料上的附着力更强，从而使得布料的手感滑润细腻，爽滑持久性好，并且在多次洗涮中依然能够牢固的附着在布料上。
作为本发明的进一步改进，所述乳化剂为二羧乙基椰油基丙二胺二钠。
涤纶以及一些化纤类的布料与皮肤接触时容易产生静电。二羧乙基椰油基丙二胺二钠一方面作为一种优良的乳化剂，能够使得整理剂整体的表面张力降低，使得亲水氨基硅油、纳米氧化聚乙烯蜡乳液、聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯以及三元共聚嵌段硅油四者之间的乳化效果更好；另一方面，二羧乙基椰油基丙二胺二钠在布料上附着的时候含有钠离子，能够与电子相结合，从而能够吸附布料与皮肤之间产生的静电，防止布料与皮肤紧贴，增强了布料的舒适感。
一种亲水硅油整理剂制备工艺，包括如下步骤：
S1：配置第一硅油助剂；
S2：配置第二硅油助剂；
S3：先将第二硅油助剂添加至水中，边添加边搅拌，添加完毕后搅拌30min；然后添加尼泊金酯，接着搅拌10-15min；然后加入第一硅油助剂，并且调节整个体系的温度保持在15-20℃，保温3-6h；
S4：向经过步骤S3处理后的体系中加入柔软剂，边添加边搅拌，添加完毕之后持续搅拌40-60min；
经过S4之后，亲水硅油整理剂制备完毕。
通过采用上述技术方案，先将第一硅油助剂与第二硅油助剂各自复配好，避免同时加入时互相干扰。第二硅油中含有乳化剂，在第二硅油与水混合的过程中充分的搅拌，从而使得反应体系中的液体能够获得较好的乳化效果，形成较为稳定的乳液。然后将第一助剂加入，并且使得体系的温度处于15-20℃的范围内，在搅拌的同时，使得体系中的乳液分散的更加均匀，将体系的温度控制在15-20℃的条件下，避免了第一硅油助剂与第二硅油助剂中的一些成分互相反应而产生副反应。然后经过15-20℃的保温，从而使得体系中的乳液分散的更加均匀稳定，持续保温3-6h，使得乳液整体能够充分的分散。添加完第二硅油助剂之后接着将尼泊金酯加入之后，能够降低体系中的表面张力，能够使得第二硅油助剂与水之间的表面张力降低，同时还能促进第一硅油助剂与第二硅油助剂之间的乳化性能。
作为本发明的进一步改进，所述S1配置第一硅油助剂包括如下步骤：
a：先将乙二醇单丁醚添加至反应釜内；
b：将亲水氨基硅油加入至步骤a处理后的反应釜内，边加边搅拌，添加完毕后持续搅拌20min；
c：将聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯加入至步骤b处理后的体系中，在添加的过程中进行搅拌，并且快速添加至反应釜中；
d：将二羧乙基椰油基丙二胺二钠和纳米氧化聚乙烯蜡乳液同时加至经过步骤c处理之后的反应釜内，边添加边搅拌，添加完毕后持续搅拌40-60min；
经过步骤d之后，第一硅油助剂配置完成。
通过采用上述技术方案，先将亲水氨基硅油充分的分散在溶剂中，充分的搅拌使得亲水氨基硅油完全舒展分散开来，然后快速的将聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯添加至溶剂中，在亲水氨基硅油分散均匀的时候聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯能够更加快速的融合在亲水氨基硅油中，然后附着在亲水氨基硅油的长链中，从而使得聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯更加稳定。接着将二羧乙基椰油基丙二胺二钠和纳米氧化聚乙烯蜡乳液同时加入，并且给予充分的搅拌，从而使得乳液更加均匀。
作为本发明的进一步改进，步骤b中，在加入亲水氨基硅油之前先将反应釜内的体系的温度保持在25℃，当亲水氨基硅油添加完毕之后，再将体系的温度升至40℃，保温30-60min。
通过采用上述技术方案，在常温的条件下将亲水氨基硅油加入至溶剂中，一方面能够节约资源，另一方面在此温度范围内，亲水氨基硅油长链上的氨基更加稳定。当亲水氨基硅油硅油添加完毕后，再将体系升温至40℃，使得体系中的分子能量增加，从而能够更好的与聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯相结合。
作为本发明的进一步改进，步骤d为，先将经过步骤c处理之后液体保持在25℃，然后将二羧乙基椰油基丙二胺二钠和纳米氧化聚乙烯蜡乳液同时加至经过步骤c处理之后的反应釜内，添加时保持反应釜内液体的温度为25℃，边加边搅拌，添加完毕之后，继续搅拌40-60min。
通过采用上述技术方案，在加入二羧乙基椰油基丙二胺二钠和纳米氧化聚乙烯蜡乳液的过程中，将体系的温度保持在20-25℃的温度范围内，能够避免二羧乙基椰油基丙二胺二钠和纳米氧化聚乙烯蜡乳液由于温度过高产生过多的副反应，且二羧乙基椰油基丙二胺二钠和纳米氧化聚乙烯蜡乳液在常温下更加稳定。在后续分散在乳液当中之后，促进聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯在布料纤维分子中的运动能力。
综上所述，本发明的优点和有益效果是：
1、通过在亲水氨基硅油中复配聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯，使得人与布料接触时产生平滑的感觉，同时由于亲水氨基硅油能够牢固的附着在布料上，从而使得聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯不易从布料上脱落下来；
2、聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯在使得布料平滑性较好的同时，能够使得亲水氨基硅油的亲水性能更强，进一步避免的布料产生“泛黄”的弊病。；
3、先将第一硅油助剂与第二硅油助剂各自复配好，避免同时加入时互相干扰；同时第一硅油助剂与第二硅油助剂按照上述的顺序复配，避免了第一硅油助剂与第二硅油助剂中的一些成分互相反应而产生副反应。
附图说明
图1为本发明一种制备实施例2中的亲水硅油整理剂的制备工艺的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
一种亲水硅油整理剂，包括第一硅油助剂、第二硅油助剂、尼泊金酯25份和柔软剂60份，第一硅油助剂包括以下重量份数的组分：亲水氨基硅油50份、聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯32份、二羧乙基椰油基丙二胺二钠6份以及乙二醇单丁醚90份。第二硅油助剂包括以下重量份数的组分：三元共聚嵌段硅油60份、二羧乙基椰油基丙二胺二钠14份、以及乙二醇单丁醚90份。
实施例2：与实施例1的区别在于第一硅油助剂包括以下重量份数的组分：亲水氨基硅油50份、聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯32份、二羧乙基椰油基丙二胺二钠6份、乙二醇单丁醚90份以及纳米氧化聚乙烯蜡乳液15份。
参照图1，一种制备实施例2中的亲水硅油整理剂的制备工艺包括以下步骤：
S1：配置第一硅油助剂，包括如下步骤：
a：先将乙二醇单丁醚加入第一反应釜中。
b：将添加乙二醇单丁醚的第一反应釜内的温度调节至25℃，并且使得第一反应釜内的保持在25℃。然后将亲水氨基硅油加入至第一反应釜内，在添加亲水氨基硅油的同时进行搅拌，添加完毕之后持续搅拌20min，搅拌结束后将液态体系升温至40℃，保温45min。
c：将聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯快速的加入至步骤b处理后的第一反应釜内，在添加的过程中进行搅拌，然后将第一反应釜内的液态体系的温度保持在23℃。
d：将二羧乙基椰油基丙二胺二钠和纳米氧化聚乙烯蜡乳液同时加至经过步骤c处理之后的第一反应釜内，添加时第一反应釜内液态体系始终保持在25℃，在添加的同时进行搅拌，添加完毕之后持续搅拌50min。
S2：配置第二硅油助剂。将乙二醇单丁醚加入至第二反应釜中，接着将在室温的条件下将三元共聚嵌段硅油加入，并且在添加的过程中持续的搅拌。添加结束后持续搅拌30min，然后将二羧乙基椰油基丙二胺二钠加入，加入之后持续搅拌30min，第二硅油助剂配置完成。
S3：先在第三反应釜中加重量份为200份水，然后将S2配置好的第二硅油助剂加入至第三反应釜内，边添加边搅拌，添加完毕后持续搅拌30min。然后将尼泊金酯加入，接着搅拌13min。然后将第一硅油助剂加入至第三反应釜内，并且使得第三反应釜内的液态体系的温度控制为17℃，保温4h。
S4：向经过步骤S3处理后的第三反应釜内加入柔软剂，柔软剂选用阳离子型柔软剂，边添加边搅拌，添加完毕之后持续搅拌50min。经过S4之后，亲水硅油整理剂制备完毕。
实施例3-6与实施例2的区别在于，亲水硅油整理剂的各化学组成以重量份计如下表：单位：份
Figure GDA0003332541380000081
实施例7-10与实施例2的区别在于，步骤S1内的步骤b中搅拌结束后将液态体系升 温至40℃，保温的时间如下表所示：单位：min
实施例 实施例7 实施例8 实施例9 实施例10
保温时间 30 60 40 50
实施例11-14与实施例2的区别在于，步骤S1内的步骤d中添加的同时进行搅拌，添 加完毕之后持续搅拌的时间如下表所示：单位：min
实施例 实施例11 实施例12 实施例13 实施例14
搅拌时间 40 60 45 55
实施例15-18与实施例2的区别在于，步骤S3中加入尼泊金酯之后的搅拌时间如下 表所示：单位：min
实施例 实施例15 实施例16 实施例17 实施例18
搅拌时间 10 15 12 14
实施例19-22与实施例2的区别在于，步骤S3中，使得第三反应釜内的液态体系的 温度控制为如下所示：单位：℃
实施例 实施例19 实施例20 实施例21 实施例22
温度 15 20 16 18
实施例23-25与实施例2的区别在于，步骤S3中，最后的保温时间如下表所示：单 位：h
实施例 实施例23 实施例24 实施例25
保温时间 3 5 6
实施例26-29与实施例2的区别在于，步骤S4中，最后的搅拌时间如下表所示：单 位：min
实施例 实施例26 实施例27 实施例28 实施例29
搅拌时间 40 60 45 55
对比例1：与实施例2的区别在于，第一硅油助剂包括以下重量份数的组分：亲水氨基硅油50份、二羧乙基椰油基丙二胺二钠6份以及乙二醇单丁醚90份。
对比例2：与实施例2的区别在于，第一硅油助剂包括以下重量份数的组分：亲水氨基硅油50份、聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯32份、二羧乙基椰油基丙二胺二钠6份、以及乙二醇单丁醚90份。
对比例3：与实施例2的区别在于，第一硅油助剂包括以下重量份的组分：亲水氨基硅油50份、聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯32份、吐温20为6份、乙二醇单丁醚90份以及纳米氧化聚乙烯蜡乳液15份。
性能检测：
布料平滑性检测：
方法一：
分别取实施例2-4和对比例1-3中记载的亲水硅油助剂，并且使用实施例2中记载的工艺方法进行制备，然后各取50ml，然后分别将亲水硅油助剂加入到2L的清水中，持续搅拌，并且将实施例2-4的亲水硅油助剂标记为标准品1-3，对比例1-3的亲水硅油助剂标记为对照品1-3。
取相同大小的同一批次的两块布料通过使用标准品1-3和对照品1-3中记载的亲水硅油助剂进行定型处理，得到成品布料。接着随机选取100个人体验布料表面的光滑度，光滑度的值由低到高分为1-10级，10级的光滑度最高。然后从100个人中随机挑选6个人，并且记录其光滑度，同时记同一批次布料在不经过任何定型处理的光滑度，记录数据如下表所示：
Figure GDA0003332541380000101
Figure GDA0003332541380000111
结果分析：
从上述表格中的试验数据可以得知，标准品1处理过后的布料的光滑度最高，标准品2以及标准品3处理后的布料的光滑度略微下降，这说明，实施例2中所记载的亲水硅油整理的各物质的配比为最优配比。
对照品1处理过后的布料的光滑度仅仅比原布稍高一点，相对于对照品2处理过后的布料，光滑度降低2级，这说明，本发明中添加的聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯能够有效的提高布料的光滑度。
对照品2处理过后的布料的光滑度相比于标准品1，与标准品1的光滑度差值为3，从而说明通过添加纳米氧化聚乙烯蜡乳液能够有限的增强聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯，从而使得布料的光滑度得到显著的提高。
布料白度值的测定：
方法二：
采用方法一种的标准品1-3以及对照品1-3的亲水硅油整理剂处理布料之后，进行皂洗，皂洗次数为15次，同时也取相同大小的布料不经过任何处理，也皂洗15，然后将7块布样放入Datacolor 600设备上测量白度值，统计数据如下表所示：
Figure GDA0003332541380000112
Figure GDA0003332541380000121
结论分析：
从上述表格中能够清晰的看出，对照品1与标准品1的白度值相差30，差距比较悬殊，这直接反应了标准品在经过反复皂洗之后，依然未出现“泛黄”的情况，从而反应出标准品1的亲水性强于对照品1。
从对照品1与对照品2之间的差距能够清楚的表现出，由于对照品2使用的亲水硅油整理剂中含有聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯，从而说明聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯能够促进亲水氨基硅油的亲水性，从而避免布料在多次皂洗之后出现“泛黄”的情况。
布料抗静电性能测试：
方法三：
使用方法一中提到的标准品1-3以及对照品1-3对应的亲水硅油整理剂对布料进行处理。然后使用AATCC76-1995织物抗静电试验检验方法：通过抗静电表和电极对预备间距的测试材料进行抗静电欧姆测试，抗静电欧姆值R越大，抗静电能力越差。下表为试验所记录的数据：
Figure GDA0003332541380000122
Figure GDA0003332541380000131
结论分析：
由上表可以看出添加了抗静电剂的标准品1-3、对照品1-2的抗静电欧姆值比对照品3的抗静电欧姆值小，说明二羧乙基椰油基丙二胺二钠作为乳化剂能够降低布料的电阻，增大抗静电的能力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种亲水硅油整理剂，其特征在于：包括第一硅油助剂和第二硅油助剂、尼泊金酯以及柔软剂，所述第一硅油助剂包括以下重量份数的组分：
亲水氨基硅油 40-60份；
聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯 25-40份；
乳化剂 5-7份；
平滑增效剂 13-18份；
乙二醇单丁醚 80-100份；
所述平滑增效剂为纳米氧化聚乙烯蜡乳液；
所述第二硅油助剂包括以下重量份数的组分：
三元共聚嵌段硅油50-70份；
乳化剂12-17份；
乙二醇单丁醚80-100份；
所述尼泊金酯以重量份计为20-30份；
所述柔软剂以重量份计为50-70份。
2.根据权利要求1所述的一种亲水硅油整理剂，其特征在于：所述乳化剂为二羧乙基椰油基丙二胺二钠。
3.一种根据权利要求2所述的亲水硅油整理剂制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1：配置第一硅油助剂；
S2：配置第二硅油助剂；
S3：先将第二硅油助剂添加至水中，边添加边搅拌，添加完毕后搅拌30min；然后添加尼泊金酯，接着搅拌10-15min；然后加入第一硅油助剂，并且调节整个体系的温度保持在15-20℃，保温3-6h；
S4：向经过步骤S3处理后的体系中加入柔软剂，边添加边搅拌，添加完毕之后持续搅拌40-60min；
经过S4之后，亲水硅油整理剂制备完毕。
4.根据权利要求3所述亲水硅油整理剂制备工艺，其特征在于：所述S1配置第一硅油助剂包括如下步骤：
a：先将乙二醇单丁醚添加至反应釜内；
b：将亲水氨基硅油加入至步骤a处理后的反应釜内，边加边搅拌，添加完毕后持续搅拌20min；
c：将聚二甲基硅氧烷醇蜂蜡酸酯加入至步骤b处理后的体系中，在添加的过程中进行搅拌，并且快速添加至反应釜中；
d：将二羧乙基椰油基丙二胺二钠和纳米氧化聚乙烯蜡乳液同时加至经过步骤c处理之后的反应釜内，边添加边搅拌，添加完毕后持续搅拌40-60min；
经过步骤d之后，第一硅油助剂配置完成。
5.根据权利要求4所述亲水硅油整理剂制备工艺，其特征在于：步骤b中，在加入亲水氨基硅油之前先将反应釜内的体系的温度保持在25℃，当亲水氨基硅油添加完毕之后，再将体系的温度升至40℃，保温30-60min。
6.根据权利要求5所述亲水硅油整理剂制备工艺，其特征在于：步骤d为，先将经过步骤c处理之后液体保持在25℃，然后将二羧乙基椰油基丙二胺二钠和纳米氧化聚乙烯蜡乳液同时加至经过步骤c处理之后的反应釜内，添加时保持反应釜内液体的温度为25℃，边加边搅拌，添加完毕之后，继续搅拌40-60min。
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