CN110760065B - 抗静电织物起毛剂及其制备方法 - Google Patents

抗静电织物起毛剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗静电织物起毛剂及其制备方法，所述抗静电织物起毛剂由包括环氧有机硅环体、聚硅氧烷单体和阳离子乳化剂的原料进行缩聚制成，所述环氧有机硅环体的通式结构为：

Description

抗静电织物起毛剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及织物整理剂技术领域，尤其是涉及一种抗静电织物起毛剂及其制备方法。
背景技术
织物在纺织生产过程中，由于摩擦和感应会产生静电，当合成纤维的产量剧增时纺织静电电荷积聚现象就尤为突出，回潮率低的合成纤维制品的静电问题则十分显著。静电电荷的积聚容易引起穿着不适感、灰尘易附着等问题，严重时会对人体产生电击，甚至会引起电子元件损坏。
涤纶织物是常用的织物面料，但因其容易产生静电，给生产加工和应用带来了麻烦。传统起毛剂基本为70％左右的二甲基硅油加上30％左右的脂肪酸柔软剂，在起毛过程中易引起烧毛断毛，即在抓毛过程中由于摩擦生静电，易引起烧毛，严重的有可能引起火灾。在起毛过程中由于赶货等原因，起毛机器一般会连续生产几十个小时，若有频繁的静电，为了生产安全机器会定时停工清理，会严重影响生产效率。因此，有必要寻找一种具有优异防静电效果的起毛剂。
发明内容
针对现有技术的问题，本发明的目的是提供一种抗静电织物起毛剂及其制备方法，该抗静电织物起毛剂具有优异的防静电效果，避免了起毛过程中的烧毛现象。
本发明所采取的技术方案是：
本发明的第一个方面，提供一种抗静电织物起毛剂，由包括环氧有机硅环体、聚硅氧烷单体和阳离子乳化剂的原料进行缩聚制成，所述环氧有机硅环体的通式结构为：
Figure BDA0002240933780000011
其中m＝1～10，n1至n4各自独立地选自2～18。
根据本发明的一些实施例，所述聚硅氧烷单体包括六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、线性硅油中的至少一种。“聚硅氧烷单体”是指合成聚硅氧烷的单体原料，用以合成分子结构带有由-Si-O-重复单元所组成的硅氧主链的聚合物。
根据本发明的一些实施例，所述阳离子乳化剂包括十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、牛酯烷基三甲基氯化物中的至少一种。阳离子乳化剂作为反应的载体，为缩聚反应的提供场所，阳离子乳化剂的加入可使得制备得到的抗静电织物起毛剂乳液呈阳离子型，更加容易与带负电荷的织物纤维结合，同时使用阳离子乳液处理的织物蓬松性较阴离子和非离子更好，更容易抓毛起毛。
根据本发明的一些实施例，所述环氧有机硅环体占所述抗静电织物起毛剂的1～50wt％，所述聚硅氧烷单体占所述抗静电织物起毛剂的1～50wt％，所述阳离子乳化剂占所述抗静电织物起毛剂的0.5～10wt％。
根据本发明的一些实施例，所述抗静电织物起毛剂应用的织物包括涤纶、锦纶、涤棉。
本发明的第二方面，提供一种上述的抗静电织物起毛剂的制备方法，包括以下步骤：
取或制备所述环氧有机硅环体；
将所述环氧有机硅环体、所述聚硅氧烷单体、所述阳离子乳化剂和强碱，在水相条件下进行缩聚反应，得到抗静电织物起毛剂。
根据本发明的一些实施例，所述强碱占所述抗静电织物起毛剂的0.1～5wt％。
根据本发明的一些实施例，所述缩聚反应的温度为50～95℃，所述缩聚反应的时间为2～20h。
根据本发明的一些实施例，所述强碱包括氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，所述环氧有机硅环体由含氢环体和环氧烯烃进行硅氢加成反应制得。
根据本发明的一些实施例，所述含氢环体包括四甲基四氢环四硅氧烷、五甲基五氢环五硅氧烷、六甲基六氢环六硅氧烷、八甲基八氢环八硅氧烷中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，所述环氧基烯烃包括环氧丁烯、1,2-环氧-5-己烯、1,2-环氧基-7-辛烯、1,2-环氧-9-葵烯的至少一种。
根据本发明的一些实施例，所述环氧有机硅环体由含氢环体和环氧烯烃在催化剂下进行硅氢加成反应制得，所述催化剂包含但不限于氯铂酸，催化剂的作用是促进含氢环体与不饱和烯烃更快速地加成反应。优选地，所述催化剂的加入量为0.1～20ppm。
根据本发明的一些实施例，所述硅氢加成反应的温度为80～120℃，所述硅氢加成反应的时间为1～10h。
本发明实施例的有益效果是：
本发明实施例利用环氧有机硅环体、聚硅氧烷单体和阳离子乳化剂进行开环缩合制备形成抗静电织物起毛剂，阳离子乳化剂的加入可使得制备得到的抗静电织物起毛剂乳液呈阳离子型，可提升织物的抗静电性能，抗静电织物起毛剂乳液中含有大量的环氧基团，可自交联或与纤维交联，在织物表面形成均匀的阳离子抗静电薄膜，从而使得制备得到的抗静电织物起毛剂具有优异的防静电效果，避免了起毛过程中的烧毛现象，适用于涤纶、锦纶、涤棉等织物的起毛整理。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种抗静电织物起毛剂，按照以下步骤制备：
首先取110g五甲基五氢环四硅氧烷和60g环氧丁烯混合，再加入0.001g的氯铂酸作为催化剂，搅拌升温，将温度控制在110℃进行反应2小时，当反应物升温至150℃时，停止反应，得到环氧有机硅环体。
然后将50g环氧有机硅环体、50g八甲基环四硅氧烷、3g十六烷基三甲基溴化铵、0.4g四甲基氢氧化铵、200g水在均质机中高剪切2次，升温至60℃，保温反应20小时。
将物料降温至50℃，加入少量冰醋酸将物料中和至PH为7，制得乳白色蓝光的抗静电织物起毛剂。
本实施例中环氧有机硅环体和聚硅氧烷单体、阳离子乳化剂经均质机在高压剪切作用下形成乳胶粒，然后在强碱作用下开环缩聚，阳离子乳胶粒会随着反应的进行逐渐增大，最终形成稳定的乳液。
实施例2
本实施例提供一种抗静电织物起毛剂，按照以下步骤制备：
首先取100g四甲基四氢环四硅氧烷和70环氧丁烯混合，再加入0.004g的氯铂酸作为催化剂，搅拌升温，将温度控制在110℃进行反应2小时，当反应物升温至150℃时，停止反应，得到环氧有机硅单体。
然后将80g环氧有机硅单体、20g八甲基环四硅氧烷、5g十二烷基三甲基氯化铵、0.2g氢氧化钾、200g水在均质机中高剪切2次，升温至80℃，保温反应10小时。
将物料降温至50℃，加入少量冰醋酸将物料中和至PH为7，制得乳白色蓝光的抗静电织物起毛剂。
实施例3
本实施例提供一种抗静电织物起毛剂，按照以下步骤制备：
首先取100g四甲基四氢环四硅氧烷和60g环氧丁烯混合，再加入0.0005g的氯铂酸作为催化剂，搅拌升温，将温度控制在110℃进行反应2小时，当反应物升温至150℃时，停止反应，得到环氧有机硅单体。
然后将20g环氧有机硅单体、80g八甲基环四硅氧烷、2g牛酯烷基三甲基氯化物、0.2g氢氧化钠、200g水在均质机中高剪切2次，升温至90℃，保温反应10小时。
将物料降温至50℃，加入少量冰醋酸将物料中和至PH为7，制得乳白色蓝光的抗静电织物起毛剂。
实施例4
本实施例提供一种抗静电织物起毛剂，按照以下步骤制备：
首先取110g八甲基八氢环八硅氧烷和200g1,2-环氧-9-葵烯混合，再加入0.004g的氯铂酸作为催化剂，搅拌升温，将温度控制在110℃进行反应2小时，当反应物升温至150℃时，停止反应，得到环氧有机硅环体。
然后将50g环氧有机硅环体、50g八甲基环四硅氧烷、3g十六烷基三甲基溴化铵、0.4g四甲基氢氧化铵、200g水在均质机中高剪切2次，升温至60℃，保温反应20小时。
将物料降温至50℃，加入少量冰醋酸将物料中和至PH为7，制得乳白色蓝光的抗静电织物起毛剂。
本实施例中环氧有机硅环体和聚硅氧烷单体、阳离子乳化剂经均质机在高压剪切作用下形成乳胶粒，然后在强碱作用下开环缩聚，阳离子乳胶粒会随着反应的进行逐渐增大，最终形成稳定的乳液。
取涤纶织物浸入2g/L的本实施例制备得到的抗静电织物起毛剂中，一进一轧，控制轧液率70％，然后在160℃条件下焙烘60s对涤纶织物进行处理，实验测得经本实施例抗静电织物起毛剂处理后的涤纶织物具有优异地抗静电性能。
实施例5
本实施例提供一种抗静电织物起毛剂，按照以下步骤制备：
首先取110g八甲基八氢环八硅氧烷和200g1,2-环氧-5-己烯混合，再加入0.0006g的氯铂酸作为催化剂，搅拌升温，将温度控制在110℃进行反应2小时，当反应物升温至150℃时，停止反应，得到环氧有机硅环体。
然后将95g环氧有机硅环体、5g八甲基环四硅氧烷、1.5g十六烷基三甲基溴化铵、0.4g四甲基氢氧化铵、200g水在均质机中高剪切2次，升温至90℃，保温反应4小时。
将物料降温至50℃，加入少量冰醋酸将物料中和至PH为7，制得乳白色蓝光的抗静电织物起毛剂。
本实施例中环氧有机硅环体和聚硅氧烷单体、阳离子乳化剂经均质机在高压剪切作用下形成乳胶粒，然后在强碱作用下开环缩聚，阳离子乳胶粒会随着反应的进行逐渐增大，最终形成稳定的乳液。
取涤纶织物浸入2g/L的本实施例制备得到的抗静电织物起毛剂中，一进一轧，控制轧液率70％，然后在160℃条件下焙烘60s对涤纶织物进行处理，实验测得经本实施例抗静电织物起毛剂处理后的涤纶织物具有优异地抗静电性能。
实施例6
本实施例提供一种抗静电织物起毛剂，按照以下步骤制备：
首先取110g八甲基八氢环八硅氧烷和200g1,2-环氧基-7-辛烯混合，再加入0.0008g的氯铂酸作为催化剂，搅拌升温，将温度控制在110℃进行反应2小时，当反应物升温至150℃时，停止反应，得到环氧有机硅环体。
然后将5g环氧有机硅环体、95g八甲基环四硅氧烷、30g十六烷基三甲基溴化铵、15g四甲基氢氧化铵、200g水在均质机中高剪切2次，升温至60℃，保温反应20小时。
将物料降温至50℃，加入少量冰醋酸将物料中和至PH为7，制得乳白色蓝光的抗静电织物起毛剂。
本实施例中环氧有机硅环体和聚硅氧烷单体、阳离子乳化剂经均质机在高压剪切作用下形成乳胶粒，然后在强碱作用下开环缩聚，阳离子乳胶粒会随着反应的进行逐渐增大，最终形成稳定的乳液。
取涤纶织物浸入2g/L的本实施例制备得到的抗静电织物起毛剂中，一进一轧，控制轧液率70％，然后在160℃条件下焙烘60s对涤纶织物进行处理，实验测得经本实施例抗静电织物起毛剂处理后的涤纶织物具有优异地抗静电性能。
效果实施例1
取实施例1-6中制备得到的抗静电织物起毛剂采用下述方法测试其抗静电性能：
将涤纶织物分别浸入2g/L的实施例1-6制备的抗静电织物起毛剂中，一进一轧，控制轧液率70％，然后在160℃条件下焙烘60s。整理前涤纶织物的半衰期为120s，静电压高达3050V。本发明实施例制备的抗静电织物起毛剂抗静电性能测试结果如表1所示：
表1实施例1-6的抗静电织物起毛剂的抗静电性能测试结果
静电压/V 半衰期/s
实施实例1 263 8.4
实施实例2 262 8.1
实施实例3 255 9.0
实施实例4 253 8.2
实施实例5 256 8.3
实施实例6 257 8.1
从表1可以看出，未经处理的涤纶织物静电压为3050V，半衰期为120s，经本发明实施例的抗静电织物起毛剂处理后，涤纶织物的静电压降低至260V左右，半衰期能够达到8.1s，实验结果表明本发明实施例的抗静电织物起毛剂有优良的抗静电性能，原因主要归结于以下方面：阳离子乳化剂的加入可使得制备得到的抗静电织物起毛剂乳液呈阳离子型，可提升织物的抗静电性能，抗静电织物起毛剂乳液中含有大量的环氧基团，可自交联或与纤维交联，在织物表面形成均匀的阳离子抗静电薄膜，从而使得制备得到的抗静电织物起毛剂具有优异的防静电效果，能够避免起毛过程中的烧毛现象。

Claims (8)

1.一种抗静电织物起毛剂，其特征在于，由包括环氧有机硅环体、聚硅氧烷单体和阳离子乳化剂的原料进行缩聚制成，所述环氧有机硅环体的通式结构为：
Figure FDA0003305422180000011
其中m＝1～10，n1至n4各自独立地选自2～18；
所述聚硅氧烷单体包括六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、线性硅油中的至少一种；
所述阳离子乳化剂包括十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、牛酯烷基三甲基氯化物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的抗静电织物起毛剂，其特征在于，所述环氧有机硅环体占所述抗静电织物起毛剂的1～50wt％，所述聚硅氧烷单体占所述抗静电织物起毛剂的1～50wt％，所述阳离子乳化剂占所述抗静电织物起毛剂的0.5～10wt％。
3.权利要求1或2所述的抗静电织物起毛剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
取或制备所述环氧有机硅环体；
将所述环氧有机硅环体、所述聚硅氧烷单体、所述阳离子乳化剂和强碱，在水相条件下进行缩聚反应，得到抗静电织物起毛剂。
4.根据权利要求3所述的抗静电织物起毛剂的制备方法，其特征在于，所述强碱占所述抗静电织物起毛剂的0.1～5wt％。
5.根据权利要求3所述的抗静电织物起毛剂的制备方法，其特征在于，所述缩聚反应的温度为50～95℃，所述缩聚反应的时间为2～20h。
6.根据权利要求3至5任一项所述的抗静电织物起毛剂的制备方法，其特征在于，所述强碱包括氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵中的至少一种。
7.根据权利要求3至5任一项所述的抗静电织物起毛剂的制备方法，其特征在于，所述环氧有机硅环体由含氢环体和环氧基烯烃进行硅氢加成反应制得。
8.根据权利要求7所述的抗静电织物起毛剂的制备方法，其特征在于，所述硅氢加成反应的温度为80～120℃，所述硅氢加成反应的时间为1～10h。
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