基础材料|有机硅类柔软剂应用

     康達科技集團(Qanta Group) 是全球领先的有机硅解决方案供应商之一,致力于提供个性化的有机硅解决方案。其拥有从金属硅到特种有机硅材料的全方位产品供应链。主要業務為特用化學品技術及特殊SILICONE與複合材料相關應用制程技術材料開發、設計、銷售。目前已有18年以上历史,与全球500强企业有合作销售经验,是一家集科研,开发,生产及销售为一体的国家级高新技术企业,拥有国际化品质,技术和管理及提供一条龙Silicone 材料应用整合。公司拥有广泛的销售和研发网络,可提供有利于未来可持续发展的创新技术和基于市场需求的解决方案

     康达科技集团有机硅事业部一部专业经营有机硅基础材料、RTV产品包括单体、甲基硅油、乙烯基硅油、含氢硅油、RTV-2室温灌注模具胶、人体模型胶、LED封装胶、电源封装胶、商标胶、胸垫胶、密封胶等。产品广泛用于电子电器、汽车、机械、建筑、纺织、化工、轻工、印刷等行业作绝缘、封装、嵌缝、密封、防潮、抗震及制作辊筒的材料。

      柔软剂,能够吸附于纺织品纤维表面并使纤维表面平滑,以改变手感,使产品更具舒适感。在纺织品的各种助剂中,柔软剂的品种、用量均居首位,而有机硅柔软剂是一类性能优越、效果突出、应用广泛的柔软剂。这类柔软剂是聚硅氧烷及其衍生物的乳液或微乳液,不仅使织物具有良好的柔软和平滑等手感,还能赋予非织造布表面光泽、耐磨、弹性、防污、防皱、增加非织造布滑爽风格,加上这类材料无毒、不污染环境,成本也不高,已大量用于各个行业。


 

1、有机硅柔软剂的分类及性能特点 

 

有机硅柔软剂产品发展至今,根据其有效成分聚硅氧烷有机硅乳液的化学反应性和纤维反应性,可分为非活性、活性和反应性基团改性三类。

1.1 非活性有机硅柔软剂 

此类柔软剂主要为二甲基硅油类,称为聚二甲基硅氧烷(DMPS),简称甲基硅油。可赋予织物较好的柔软性和耐热性,由于其聚合度不高,本身不能交联,对纤维也不起反应,整理后的织物手感、牢度及弹性均不理想,因此它不能直接作为柔软剂使用,必须在乳化剂的作用下制备成硅油乳液后才能应用于织物,以增加耐洗性,此类柔软剂称为第一代有机硅柔软剂。 

1.2 活性有机硅柔软剂 

此类柔软剂主要将二甲基聚硅氧烷(DMPS)线型结构的两端用羟基(-OH)取代,或用羟基封头,使其具有一定的亲水性。用这种端羟基封头的二甲基聚硅氧烷制成的乳液,即所谓的有机硅羟乳。此类产品种类相当多,可单独作柔软剂使用,也可和其它有机硅配合起交联反应,在纤维上形成不溶于水的分子膜,因此经整理后的织物具有一定的防水和耐洗效果。此类柔软剂为第二代有机硅柔软剂。按制备时采用的表面活性剂不同可分为阳离子、阴离子、非离子和复合离子几种类型。可根据织物种类的不同进行选择。 

1.3 改性有机硅柔软剂

这类柔软剂是在有机硅分子链上引入其它活性基团,使其具有特殊功能以适应各类织物高档整理的需要,改善织物的抗静电、抗油污和亲水性能,并使化纤织物具有天然织物的许多优点,成为具有特殊功能的第三代有机硅柔软整理剂。


2、改性柔软剂的发展情况

70 年代后期发展起来的改性有机硅柔软剂,很多产品已用于织物的后整理,目前国内外正在继续研究和开发。这类产品是通过在硅氧烷侧链上引入氨基、环氧基、聚醚、羟基等各种活性基团,大大提高织物的亲水性、耐洗性、防缩性等,并依靠不同的基团赋予织物不同的风格。目前国内外正在继续研究和竞相开发的新产品一般分为三大类:反应型,包括氨基、环氧基、羧基、甲基丙烯基和氟烷基等改性;非反应型,主要为单纯的聚醚改性;混合型,如聚醚氨基和环氧基改性。在纺织上应用最多的是聚醚改性,而柔软剂以氨基改性较多,产品大多为混合改性,也包括少量单纯的氨基、环氧基、羧基和氟烷基等活性集团的改性。几种改性有机硅柔软剂功能基团及应用性能见下表。


2.1 氨基改性有机硅柔软剂

氨基改性有机硅柔软剂是侧链或端基带有氨基的聚硅氧烷。氨基可为伯氨、仲氨、叔氨或铵盐,也可为芳香族氨。其合成方法有本体聚合和乳液聚合。经氨基改性有机硅柔软剂整理的织物弹性明显提高,与纤维的结合非常牢固,具有很好的耐洗效果,使其具有柔软、滑爽丰满、富有弹性的手感,同时大大提高织物的机械性能,还具有一定的抗皱、防缩的效果。在氨基改性有机硅柔软剂中带有氨乙基、氨丙基的有机硅得到的效果最好。氨基改性有机硅柔软剂在受热或紫外线的影响下易泛黄,因而不宜用于浅色织物的柔软整理。目前,此类柔软剂仍在提高改进之中。改进的方法有环氧化、酰胺化或仲胺基化等,控制改性程度或采用混合改性,也可将其制成稳定的有机硅微乳液。

2.2 环氧改性有机硅柔软剂

按反应类型,环氧改性硅油主要有三种方法:含氢硅油与端烯基环氧化合物等的硅氢化加成反应;八甲基环四硅氧烷(D4)、含环氧基取代的环四硅氧烷(D4)等的聚合反应;其他合成方法,如α,ω-二羟基硅油和环氧氯丙烷的缩合反应等。环氧基具有很高的活性,能与纤维表面的羟基、氨基、羧基等基团进行交联反应,形成稳固的化学键,使处理后的织物具有耐久的整理效果。经环氧基改性有机硅处理过的织物高不泛黄具有良好的稳定性、柔软性,但滑爽性和吸水性较差。由于环氧基本身具有极高的反应活性。因此,可以通过在环氧基的末端接枝强吸水基团,来提高用环氧基改性有机硅处理过的织物的吸水性。

2.3 聚醚改性有机硅柔软剂

聚醚改性有机硅柔软剂的制备可按硅氢加成反应、酯化反应、迈克尔加成反应、活性氢环氧加成反应、醇氢缩合和硅氧烷水解缩合反应等机理进行,制备技术趋于成熟。由于该类聚合物还具有良好的适应性、生物相容性和低玻璃化温度,因此具有其它表面活性剂无法比拟的优势。在聚硅氧烷的侧链上引入水溶性的不饱和聚醚,可使疏水性的有机硅变为亲水性有机硅。经聚醚改性有机硅整理后的织物还具有良好的防沾污和抗静电性,但柔软性、耐洗性较差。由于其与其它整理剂有较好的配伍性,所以应用时还可与染色同浴。聚醚环氧混合改性有机硅兼具了聚醚和环氧有机硅的优点,同时弥补了它们各自的缺点,是一种综合性能很好的多功能多组分的有机硅整理剂。

2.4 其他改性有机硅柔软剂

2.4.1 羧基改性有机硅柔软剂

铂催化剂存在下,用不饱和脂肪酸与有机硅中的Si-H键进行加成反应,可得到羧基改性有机硅。羧基改性有机硅柔软剂具有化学反应性和极性,用于天然纤维后整理能与纤维很好结合,且能改善化纤的抗静电性和吸湿性。与氨基或环氧基改性有机硅并用,可提高柔软手感,且洗涤时不易脱落。

2.4.2 巯基改性有机硅柔软剂

用硫脲法或醋酸法可制得巯基改性有机硅。用其整理羊毛,可使羊毛具有耐久的防缩性和润滑性。

2.4.3 醇改性有机硅柔软剂

将不饱和醇与硅油中的Si-H 键极性加成,或利用引入羟基进行反应,可以得到醇改性有机硅。该类柔软剂可改善织物的染色性、耐热性和耐水性。

2.4.4 酯基改性有机硅柔软剂

用含氢硅油与丙烯酸酯在水溶性催化剂作用下,采用乳液聚合法合成了酯基改性有机硅柔软剂。该柔软剂可使织物手感柔软滑爽、弹性好,适用于化纤及其与棉的混纺织物的柔软整理。

3、有机硅柔软剂的发展及建议

(1)我国有机硅柔软剂的研究和开发已取得了很大的发展,但与国外相比产品种类相对较少、档次较低,部分高档产品仍需进口,因此需要加大对有机硅整理剂的研究、开发和应用力度,从而提高我国纺织产品的竞争力;

(2)提高对有机硅单体的生产和改性技术,继续研究开发乳化和微乳化技术,从而提高产品的质量和多功能化以满足市场的需求;

(3)对具有不同性能的柔软剂或表面活性剂复配,利用协同作用制成的新品种具有比单组分更优异的性能,可以得到性能更好、功能更多的柔软剂产品;

(4)随着国内外市场对生态纺织品和环境保护要求的提高,须开发无甲醛、生物降解性能良好的柔软剂产品。在原有柔软剂结构上引入另一种柔软剂的功能基团,从而得到高性能的新型柔软剂。

十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐(阳离子硅油乳化剂)

一、产品性质

    是一种新型超支化Gemini阳离子表面活性剂,专门用于各种产品乳化(如丙烯酸、苯乙烯、石蜡、沥青、硅油等)。其HLB值适中,集乳化、分散、稳定功效于一体。利用该阳离子乳化剂制得的乳液粒度细、稳定性好。

二、技术指标

  

淡黄色至棕色液体

含量,%

50±2

pH值(5%水溶液)

7±2

保质期

1

三、产品特点

1.优良的乳化、分散性能,制得的乳液粒径小、比表面积大。

2.采用高分子表面活性剂,用量少。

3.较高的阳电性,制得的产品存放期长。

4.极强的抗硬水、电解质能力,不分层。

5.能与几乎所有阴离子表面活性剂复配而不沉淀,少量加入即具有显增效作用;

6.化学稳定性好,耐强酸、强碱和盐;

7.具有较好的抗静电、杀菌、消毒、吸附性。

四、产品用途

1、与非离子表面活性剂复配用于硬表面清洗剂的制备;

2、用作水剂农药的增效剂

3、代替CTAB用作高效相转移催化剂

4、用作纤维、塑料等的抗静电剂

5、用作普通阴离子表面活性剂的增效剂

6、用作高效阳离子乳化剂

7、用作高效增溶剂

8、纺织匀染剂

 

 

 

    康达科技集团迈向十八年为韩国KCCMSK特用硅化学材料大中华区总代理,营销亚洲有机硅全产业链,为最专业的Silicone硅化应用科技解决商,拥有高新技术、原广生产技术服务人员及各种品牌材料在地服务客户,欢迎深入了解QantaGroup!


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