CN1210457C - 用聚有机硅氧烷处理纺织材料 - Google Patents

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CN1210457C CNB018169058A CN01816905A CN1210457C CN 1210457 C CN1210457 C CN 1210457C CN B018169058 A CNB018169058 A CN B018169058A CN 01816905 A CN01816905 A CN 01816905A CN 1210457 C CN1210457 C CN 1210457C
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Abstract

本发明涉及处理纺织材料的方法，使得所述的纺织材料手感柔软、不泛黄并具有良好的亲水性，该方法在于将纺织材料与含有至少一种式(I)的直链、环状或三维的聚有机硅氧烷的组合物接触，其中：符号Z相同或不同并表示R1和/或V；符号V表示位阻哌啶基官能的基团。

Description

用聚有机硅氧烷处理纺织材料
本发明涉及处理纺织材料的方法，从而提供具有良好亲水性、不泛黄并且触摸时手感柔软、也就是说柔软性的纺织纤维。
现有技术中记载了各种实现织物的柔软性处理的方法。
例如，文献US 4 409 267一方面描述了混合的聚有机硅氧烷的使用，所述的混合的聚有机硅氧烷具有伯胺或仲胺官能团或者例如被含有OH或O-烷基的残基取代的基团，另一方面描述了聚亚烷基氧化物官能团作为处理纺织材料的组合物的添加剂。文献EP 546 231描述了通过使用含有式Si-(CH2)y-(OCH2)y’-CH(OH)CH2-N(CH2CH2OH)2的单元的聚有机硅氧烷的另一种方法，其中y是2至8，y’等于0或1。
申请人也已经提出了特别是记载于EP 659 930和FR 2,745,825中的解决方法。
EP 659 930描述了包含2至1600个硅原子、具有1至100个位阻氨基单元和任选地其它单元例如含有5至20个碳原子的烷基或基团-(CH2)p-COOR-R的硅氧烷基织物柔软剂。
FR 2,745,825描述了具有至少一个位阻氨基单元和至少一个式(CH2)n-(OCH2CH2)α(OCH2CHCH3)β-OR的聚醚类基团的硅氧烷基织物柔软剂。
这些方法都已制得了硅氧烷，其中织物的柔软性特别是通过存在的氨基官能团来提供，亲水性特别是通过存在的极性官能团例如聚醚类官能团来提供，后者部分地补偿了用硅氧烷处理的材料的亲水性损失。另外，应该注意到，这些产物的制备使用了相对复杂并因此在经济上几乎不可行的合成途径。
现在，申请人已出人意料地发现，硅氧烷化合物与现有技术公知的其它化合物相比具有显著的优点。
实际上，申请人已开发了用含有位阻氨基官能团的软化的、亲水的并且不泛黄的硅油处理织物的新方法。该新方法在于通过用含有位阻氨基官能团的硅油进行处理来提供具有柔软性、不泛黄的纺织材料。
本发明的处理织物的方法的另一个优点在于它能够通过易于工业制备并且在储存过程中稳定的聚有机硅氧烷进行。
本发明的处理织物的方法的另一个优点在于将含有本发明的聚有机硅氧烷的组合物进行简单处理以涂覆到要被处理的材料上。
因此，现已发现，构成本发明的主题的是处理纺织材料的方法，目的是提供手感柔软、不泛黄、亲水性良好的织物，其中将纺织材料与含有至少一种式(I)的直链、环状或三维的聚有机硅氧烷的组合物接触：
Figure C0181690500071
其中：
(1)符号Z相同或不同，其表示R1和/或V；
(2)符号R1、R2和R3相同或不同，表示选自含有1至4个碳原子的直链或支链烷基的一价烃基、含有1至4个碳原子的直链或支链的烷氧基、苯基，优选羟基、乙氧基、甲氧基或甲基；
(3)符号V是相同或不同的官能团，其表示含有选自下式的位阻哌啶基官能团的基团：
Figure C0181690500072
或
Figure C0181690500081
对于式(II)的基团：
Figure C0181690500082
*R4是选自如下的二价烃基：
◆含有2至18个碳原子的直链或支链的亚烷基；
◆亚烷基-羰基，其中直链或支链的亚烷基部分含有2至20个碳原子；
◆亚烷基-亚环己基，其中直链或支链的亚烷基部分含有2至12个碳原子，亚环己基部分含有OH基团和任选地1或2个含有1至4个碳原子的烷基；
◆式-R7-O-R7的基团，其中基团R7相同或不同并表示含有1至12个碳原子的亚烷基；
◆式-R7-O-R7的基团，其中基团R7具有如上所述的含义并且它们中的一个或两个被一个或两个-OH基团所取代；
◆式-R7-COO-R7的基团，其中基团R7具有如上所述的含义；
◆式-R8-O-R9-O-CO-R8的基团，其中基团R8和R9相同或不同并表示含有2至12个碳原子的亚烷基，基团R9任选地被羟基所取代；
◆U表示-O-或-NR10-，R10是选自氢原子、含有1至6个碳原子的直链或支链的烷基和下式的二价基团的基团：
其中R4具有如上所述的含义，R5和R6具有如下所述的含义，R11表示含有1至12个碳原子的直链或支链的二价亚烷基，一个价键(R11的)连接到-NR10-的原子上，另一个价键(R4的)连接到硅原子上；
*基团R5相同或不同，其选自含有1至3个碳原子的直链或支链的烷基和苯基；
*基团R6表示氢基或者基团R5或者O·。
对于式(III)的基团：
Figure C0181690500092
◆R’4选自下式的三价基团：
Figure C0181690500093
其中m表示2至20之间的数字，
和下式的三价基团：
其中p表示2至20之间的数字；
◆U’表示-O-和NR12-，其中R12选自氢原子、含有1至6个碳原子的直链或支链烷基的基团；
*R5和R6具有关于式(II)所给出的相同含义；和
(4)-不含基团V的ηSi单元的数目是10至450，
-含有基团V的ηSi单元的数目是1至5
-0≤w≤10，8＜y＜448。
优选至少一种为处理织物所选择的硅油中不含基团V的ηSi单元的数目是50至250，含有基团V的ηSi单元的数目是1至3。
本发明的上下文中所使用的硅油尤其不需要存在其它的官能团来提供所处理的纺织材料的亲水性。但是，如果需要得到比处理前的材料的固有亲水性大的亲水性，则所用的硅油可含有能促进该性能的其它官能团。
根据本发明的方法的优选实施方案，所用的式(I)的聚有机硅氧烷是直链的。
根据另一种优选的实施方案，所用的式(I)的聚有机硅氧烷的官能团V选自式(II)的官能团。
不管为含有聚有机硅氧烷的组合物所选择的组成，处理方法可以在纺织、非纺织或针织形式的材料上进行。这些材料的纤维至少部分是亲水性的，并且所述的亲水性在用本发明的硅氧烷处理后还会保留而不管其主链的亲水性。
至少部分亲水的材料特别是由棉花、亚麻、羊毛、粘胶、人造丝、大麻、蚕丝或这些材料的混合物组成，或者是基于上述材料。将这些材料任选地与几乎没有或者没有亲水性的其它材料例如聚酯(例如棉花-聚酯的混合物)、角蛋白、聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚酰胺或乙酸纤维素酯相混合。
含有聚有机硅氧烷的组合物可以通过很多形式制得：液体、气体或固体。在以液体形式制备组合物的情况下，优选是含水的，或者是溶液、悬浮液或乳液的形式。
优选以水性乳液的形式制备组合物。但是，本发明的方法的组合物还可以用于有机溶剂中的溶液。
水性乳液通常是基于油和水的混合物，并按照本领域的技术人员公知的常规方法使用表面活性剂制得。例如，乳液可以通过所谓的直接法或者通过反转(inversion)制得。它们的实施简单并且不需要搅拌速率高的装备。可以使用具有标准搅拌速率的装备。
一般地，按照本发明制得的水性乳液相对于乳液成分的总质量优选含有20至90重量％的水。为了更好地涂覆，将按照本发明制得的乳液进行稀释使其相对于乳液的总重量含有95至99.5重量％的水。可以发现这些乳液在室温下稳定。
将本发明的聚有机硅氧烷涂覆到要被处理的材料上可以以各种形式进行。涂覆可通过浸涂、涂布、喷涂、压印、浸轧或者通过任何其它的现行方法进行。
例如，当将织物用含有本发明的聚有机硅氧烷的水性组合物处理时，将所述的织物进行热处理，从而以蒸汽形式快速地排出水。
沉积在要被处理的材料上的聚有机硅氧烷的量随着所述材料的组成和生产而进行变化。将组合物、尤其是水性乳液涂覆到处理的材料上，使得处理的材料的重量增加相对于处理前材料的重量不会超过0.1至20重量％。一般地，当聚有机硅氧烷的量相对于要被处理的材料的重量为0.1至2重量％时可以得到最好的结果。
上面定义的聚有机硅氧烷可通过各种方法例如分布法(distribution)或氢化硅烷化制得。
实施例
如下实施例解释本发明的硅油的性质。
将硅油通过以水性乳液形式涂覆来进行试验，并且按照如下所述的试验测定亲水性、不泛黄性和手感评价。
□不泛黄性的测定(白度值)
通过测定布料(开始时是白色棉毛巾)在用硅油浸渍并在150℃热处理9分钟后的颜色来评价发黄性。
颜色的测定在Datacolor公司销售的ACS Sensor II分光光电比色计上进行。测定条件是使用能产生日光的D65光源。装置利用布料样品的颜色测定值计算各种白度值和发黄值，其中我们将使用CIE白度值。
□手感试验
在涂覆硅油后，将棉毛巾在室温下干燥24小时。在150℃热处理1分钟30秒后，将布料放置24小时以进行调理(condition)(23±2℃，50±5％相对湿度)。
通过一组试验者评价柔软性，所述的试验者被要求将布料分类成最粗糙的布料样品(最低分＝1)和最柔软的布料样品(最高分＝样品的总数)。
□亲水性的测定
在涂覆硅油后，将聚酯-棉花的布料(50/50)在170℃进行热处理5分钟，然后将其调理24小时(23±2℃，60±5％相对湿度)。
亲水性的测定通过TEGEWA试验给出，其中测定吸附布料表面上沉积的水滴所用的时间。时间越短，布料的亲水性越强。
□乳液的制备
试验用的乳液E1至E7的硅油具有如下结构：
所用硅油中的D单元和氨基单元的数目列于表I中。
乳液通过反转的乳化方法制得并具有如下组成：20g试验用的硅油、8g表面活性剂(C13E6脂肪醇)、为中和胺所化学计量需要的一定量冰乙酸和余量100g水。
                                   表I
    乳液     y     x
                               实施例
    E1     100     0.5
    E2     100     1
    E3     100     2
    E4     100     4
    E5     250     2.5
                               对比例
    E6     350     9
    E7     450     16.5
对用0.6重量％的硅油处理过的织物作出评价。将乳液通过浸轧涂覆到布料上。
将用各种乳液E1至E7处理过的布料的性能进行评价并彼此与每一组进行比较。每一组得到的结果都不是绝对值，而是在同一组内可比较的相对值。
第一组
    乳液   不泛黄性
    E1     52.7
    E2     53.2
    E3     52.1
    E4     53.9
    对照     54.2
该组表示用基于本发明的硅油处理过的布料的不泛黄性；实际上，白度值与未处理布料的相接近。
第二组
    乳液     手感     亲水性
    E1     3     6.5
    E2     6     7
    E3     10     8.5
    E5     7     9.7
    E6     11     15.8
    E7     12     17.9
该组表示本发明的硅油的亲水性和柔软性能。
第三组
    乳液     手感     亲水性
    E1     1     6.1
    E3     6     7.4
    E4     4     8.5
    E7     8     18.5
该组与前一组一样表示本发明的硅油的亲水性和柔软性能。

Claims (10)

1、一种处理纺织材料的方法，目的是使得所处理的织物手感柔软、不泛黄并具有良好的亲水性，其中将纺织材料与含有至少一种式(I)的直链、环状或三维的聚有机硅氧烷的组合物接触：
Figure C018169050002C1
其中：
(1)符号Z相同或不同，其表示R1和/或V；
(2)符号R1、R2和R3相同或不同，表示选自含有1至4个碳原子的直链或支链烷基的一价烃基、含有1至4个碳原子的直链或支链的烷氧基、苯基，羟基；
(3)符号V是相同或不同的官能团，其表示含有选自下式的位阻哌啶基官能团的基团：
Figure C018169050002C2
或
对于式(II)的基团：
Figure C018169050003C1
*R4是选自如下的二价烃基：
◆含有2至18个碳原子的直链或支链的亚烷基；
◆亚烷基-羰基，其中直链或支链的亚烷基部分含有2至20个碳原子；
◆亚烷基-亚环己基，其中直链或支链的亚烷基部分含有2至12个碳原子，亚环己基部分含有OH基团和任选地1或2个含有1至4个碳原子的烷基；
◆式-R7-O-R7的基团，其中基团R7相同或不同并表示含有1至12个碳原子的亚烷基；
◆式-R7-O-R7的基团，其中基团R7具有如上所述的含义并且它们中的一个或两个被一个或两个-OH基团所取代；
◆式-R7-COO-R7的基团，其中基团R7具有如上所述的含义；
◆式-R8-O-R9-O-CO-R8的基团，其中基团R8和R9相同或不同并表示含有2至12个碳原子的亚烷基，基团R9任选地被羟基所取代；
◆U表示-O-或-NR10-，R10是选自氢原子、含有1至6个碳原子的直链或支链的烷基和下式的二价基团的基团：
Figure C018169050003C2
其中R4具有上述的含义，R5和R6具有下述的含义，R11表示含有1至12个碳原子的直链或支链的二价亚烷基，一个价键(R11的)连接到-NR10-的原子上，另一个价键(R4的)连接到硅原子上；
*基团R5相同或不同，其选自含有1至3个碳原子的直链或支链的烷基和苯基；
*基团R6表示氢基或者基团R5或者O·；
对于式(III)的基团：
◆R’4选自下式的三价基团：
Figure C018169050004C2
其中m表示2至20之间的数字，
和下式的三价基团：
Figure C018169050004C3
其中p表示2至20之间的数字；
◆U’表示-O-和NR12-，其中R12选自氢原子、含有1至6个碳原子的直链或支链烷基的基团；
*R5和R6具有关于式(II)所给出的相同含义；和
(4)-不含基团V的ηSi单元的数目是10至450，
   -含有基团V的ηSi单元的数目是1至5，
   -0≤w≤10，8＜y＜448。
2、权利要求1所述的方法，其特征在于不含基团V的ηSi单元的数目是50至250，含有基团V的ηSi单元的数目是1至3。
3、权利要求1或2所述的方法，其特征在于式(I)的聚有机硅氧烷是直链的。
4、权利要求1或2所述的方法，其特征在于V选自式(II)的官能团。
5、权利要求1或2所述的方法，其特征在于含有聚有机硅氧烷的组合物是液体形式。
6、权利要求1或2所述的方法，其特征在于以液体形式含有聚有机硅氧烷的组合物是水性乳液。
7、权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的方法在纺织、针织或非纺织的材料上进行，所述的材料至少具有固有的亲水性。
8、权利要求1或2所述的方法，其特征在于所处理的材料基于棉花、亚麻、羊毛、粘胶、人造丝、大麻、蚕丝或这些材料的混合物。
9、权利要求1或2所述的方法，其特征在于沉积在所处理的纺织材料上的聚有机硅氧烷的量相当于，相对于所处理的干燥纺织材料的重量的0.1至2重量％。
10、权利要求1的方法，其中R1、R2和R3相同或不同，表示乙氧基、甲氧基或甲基。
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