CN101446038B - 织物用增深增艳剂及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种织物用增深增艳剂，它包含采用氨基硅油，其特征是在氨基硅油结构上引入N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷功能基团。这种织物用增深增艳剂的生产方法，是采用八甲基环四硅氧烷或甲基环硅氧烷混合物、或线性羟基封端聚二甲基硅氧烷与氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷在催化剂作用下聚合成一种氨基硅油，然后在表面活性剂的作用下乳化成水体系的乳液，再添加一定比例的阳离子聚氨脂树脂乳液或阳离子丙烯酸树脂乳液。技术效果在于：产品稳定性极佳；在天然织物及化纤织物上使用后，有显著的增深增艳作用，色光等级提高4--5级，无排放性污染，非常符合环保要求；提高织物的平滑、柔软手感。

Description

织物用增深增艳剂及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种纺织助剂，特别是一种织物用增深增艳剂的生产方法及其产品。

背景技术

随着纺织新产品的不断问世，纺织助剂市场还将迅速发展。随着加入世贸组织后纺织品出口配额逐步取消，我国纺织品的出口还将获得一定的增长，因此对纺织助剂的需求也会相应增加。随着人们对绿色纺织品和环境生态保护越来越关注，环保型纺织助剂已成为当今纺织助剂发展的主要方向。国际纺织品生态学研究及检验协会已明确要求，纺织助剂除了要具备必要的使用工艺适用性、应用性能和牢固性能外，还需满足环保质量的要求。

目前，由于国产染料的大量使用，以及新型结构面料的大量出现，在实际生产过程中，染色后的面料颜色不够鲜艳，发灰发暗，导致面料产品的档次降低，竞争力下降，其实染色深度越高，日晒牢度也越好，染浅色时，日晒牢度往往不合格。而市场上现有的有机硅类或非硅类增深剂、增艳剂虽能对面料色泽有所改善，但增深增艳效果差，增深色光泛红光，织物平滑、柔软手感差，产品稳定性欠缺，仍不能达到满意效果，而且织物经多次水洗后色泽明显下降，失去效能。随着纺织品出口量的日益增加及国内消费市场的快速增长，纺织业对这种产品的需求也越来越大，同时也对产品提出了符合环保的要求。因此，国内必须加大对织物增深增艳剂助剂的研究开发，开发出高效能，环保的，耐久性强的，并对织物手感有所提高的相应产品。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种柔软度、平滑度好，增深增艳程度高、耐洗性、配伍性强，且高效环保的增深增艳剂的织物用增深增艳剂的生产方法及其产品。

为了达到上述目的，本发明提供的织物用增深增艳剂，它包含采用氨基硅油，其特征是在氨基硅油结构上引入N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷功能基团。

为了达到上述目的，本发明提供的一种上述织物用增深增艳剂的生产方法，是采用八甲基环四硅氧烷或甲基环硅氧烷混合物、或线性羟基封端聚二甲基硅氧烷与氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷在催化剂作用下聚合成一种氨基硅油，然后在表面活性剂的作用下乳化成水体系的乳液，再添加一定比例的阳离子聚氨脂树脂乳液或阳离子丙烯酸树脂乳液，即得到本发明所述的织物用增深增艳剂。在此，所述的催化剂可以是氢氧化钾或四甲基氢氧化胺。

所述织物用增深增艳剂的生产方法，其工艺过程如下：

第一步：将八甲基环四硅氧烷或甲基环硅氧烷混合物、或线性羟基封端聚二甲基硅氧烷与氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷加入反应釜中，加入催化剂搅拌升温进行反应，反应完成后加入中和剂进行中和，中和后开真空泵将未反应的甲基环硅氧烷脱出，得到一种氨基硅油；其中：

聚合反应温度：140℃～160℃    聚合反应时间：4小时～6小时

中和反应温度：140℃～160℃    中和反应时间：2小时～4小时

脱低反应温度：140℃～160℃    脱低反应时间：2小时～4小时

搅拌速度：200rpm～600rpm      脱低真空度：-0.1MPa

八甲基环四硅氧烷与氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷重量比＝1000∶2～4

八甲基环四硅氧烷与催化剂重量比＝1000∶0.05～0.2

八甲基环四硅氧烷与中和剂重量比＝1000∶0.25～1.0

氨基硅油的粘度：30000CS～150000CS

氨基硅油的氨值(重量百分比)：0.4％～0.6％

第二步：将第一步反应生成的氨基硅油、纯净水、支链化C13聚氧乙烯醚5EO乳化剂、支链化C13聚氧乙烯醚7EO乳化剂加入乳化反应釜中，用高速剪切乳化机进行乳化，乳化完成后，加入冰乙酸中和至PH值在6～7。

其中：乳化温度：≤50℃    乳化时间：1～2小时    PH值：6～7

氨基硅油与纯净水重量比＝100∶330～360

氨基硅油与支链化C13聚氧乙烯醚5EO乳化剂重量比＝100∶1.6～3.2

氨基硅油与支链化C13聚氧乙烯醚7EO乳化剂重量比＝100∶1.6～3.2

氨基硅油与冰乙酸重量比＝100∶0.1～0.3

第三步：将第二步乳化后的乳液移入均质机中，将乳液用均质机乳化3遍。再加入交联剂，得到产物高效环保型增深增艳剂；

其中：二次乳化温度：≤60℃    二次乳化压力：30MPa～40MPa

二次乳化时间：1小时～2小时

乳液与交联剂重量比＝1000∶40～60。

所述中和剂可以是葵酸或二氧化碳，所述交联剂可以是阳离子聚氨脂树脂乳液或阳离子丙烯酸树脂乳液。

本发明提供的织物用增深增艳剂，在天然织物及化纤织物上使用后，有显著的增深增艳作用，色光等级提高4--5级，平均可以节约染料用量24.3％，即使在原来未使用本产品之前，比正常用量多加入24.3％的染料量，也无法达到使用本产品后的效果。

同时可提高织物的平滑、柔软手感，由于采用了阳离子聚氨脂树脂乳液或阳离子丙烯酸树脂乳液等多基团的三官能团结构，在织物上的耐洗性极佳，通过50次水洗后，织物仍可保持未水洗前96％的色泽。

具体而言，其技术效果在于：

1、采用在结构上引入少量N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷功能基团的方法生产增深增艳剂，合成工艺独特，产品稳定性极佳。

2、在天然织物及化纤织物上使用后，有显著的增深增艳作用，色光等级提高4--5级，平均可以节约染料用量24.3％，即使在原来未使用本产品之前，比正常用量多加入24.3％的染料量，也无法达到使用本产品后的效果。

3、该产品不含偶氮、苯酚类等不利环保的基团，织物对工作液吸收率高，无排放性污染，本身生物降解性佳，还可以直接减少织物染料用量，非常符合环保要求。

4、提高织物的平滑、柔软手感，由于采用了多基团的三官能团结构，在织物上的耐洗性极佳，通过50次水洗后，织物仍可保持未水洗前96％的色泽。

5、完成了项目的中试工作，确定了最佳的后整理工艺，同时根据面料织物的不同(如全棉、涤棉、羊毛、麻、丝、涤、混纺等)，找出了合适的产品生产工艺参数及配方，为大规模工业化生产提供了可靠的保证。

附图说明

图1是本发明实施例工艺流程示意图。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。

实施例：

本发明提供的织物用增深增艳剂，它包含采用氨基硅油，其特征是在氨基硅油结构上引入N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷功能基团。

如图1所示，本发明提供的织物用增深增艳剂的生产方法是采用八甲基环四硅氧烷或线性羟基封端聚二甲基硅氧烷与氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷在催化剂作用下聚合成一种氨基硅油，然后在表面活性剂的作用下乳化成水体系的乳液，再添加一定比例的阳离子聚氨脂树脂乳液或阳离子丙烯酸树脂乳液，即为本发明所述的织物用增深增艳剂。在此，所述的催化剂选用氢氧化钾。

其工艺过程如下：

第一步：将八甲基环四硅氧烷或甲基环硅氧烷混合物或线性羟基封端聚二甲基硅氧烷与氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷加入乳化反应釜中，加入催化剂氢氧化钾或四甲基氢氧化胺，搅拌升温进行反应，反应完成后加入冰乙酸进行中和，中和后开真空泵将未反应的甲基环硅氧烷脱出，得到一种氨基硅油；其中：

聚合反应温度：140℃    聚合反应时间：4小时

中和反应温度：140C     中和反应时间：2小时

脱低反应温度：140℃    脱低反应时间：2小时

搅拌速度：200rpm    脱低真空度：-0.1MPa

八甲基环四硅氧烷与氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷重量比＝1000∶2

八甲基环四硅氧烷与催化剂重量比＝1000∶0.05

八甲基环四硅氧烷与中和剂重量比＝1000∶0.25

氨基硅油的粘度：30000CS

氨基硅油的氨值(重量百分比)：0.4％

第二步：将第一步反应生成的氨基硅油、纯净水、支链化C13聚氧乙烯醚5EO乳化剂、支链化C13聚氧乙烯醚7EO乳化剂加入乳化反应釜中，用高速剪切乳化机进行乳化，乳化完成后，加入冰乙酸中和至PH值在6。

其中：乳化温度：≤50℃    乳化时间：1小时    PH值：6

氨基硅油与纯净水重量比＝100∶330

氨基硅油与支链化C13聚氧乙烯醚5EO乳化剂重量比＝100∶1.6

氨基硅油与支链化C13聚氧乙烯醚7EO乳化剂重量比＝100∶1.6

氨基硅油与冰乙酸重量比＝100∶0.1

第三步：将第二步乳化后的乳液移入均质机中，将乳液用均质机乳化3遍。再加入交联剂阳离子聚氨脂树脂乳液，得到产物高效环保型增深增艳剂。

其中：二次乳化温度：≤60℃    二次乳化压力：30～40MPa

二次乳化时间：1～2小时

乳液与交联剂重量比＝1000∶40。

本实施例得到的织物用增深增艳剂，其产品技术参数：

外观：                    乳白色液体

PH值：                    5-7

固含量(105℃×2hr)        ≥27％

分散性：                  易溶于水中

实施例2：

本实施例描述的增深增艳剂的生产方法，是采用甲基环硅氧烷混合物与氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷在催化剂作用下聚合成一种氨基硅油，然后在表面活性剂的作用下乳化成水体系的乳液，再添加一定比例的阳离子聚氨脂树脂乳液或阳离子丙烯酸树脂乳液，即为本发明所述的织物用增深增艳剂。在此，所述的催化剂选用四甲基氢氧化胺。

其工艺过程如下：

第一步：将甲基环硅氧烷混合物与氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷加入乳化反应釜中，加入催化剂四甲基氢氧化胺，搅拌升温进行反应，反应完成后加入中和剂二氧化碳进行中和，中和后开真空泵将未反应的甲基环硅氧烷脱出，得到一种氨基硅油；其中：

聚合反应温度：160℃    聚合反应时间：6小时

中和反应温度：160℃    中和反应时间：4小时

脱低反应温度：160℃    脱低反应时间：4小时

搅拌速度：600rpm       脱低真空度：-0.1MPa

八甲基环四硅氧烷与氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷重量比＝1000∶4

八甲基环四硅氧烷与催化剂重量比＝1000∶0.2

八甲基环四硅氧烷与中和剂重量比＝1000∶1.0

氨基硅油的粘度：150000CS

氨基硅油的氨值(重量百分比)：0.6％

第二步：将第一步反应生成的氨基硅油、纯净水、支链化C13聚氧乙烯醚5EO乳化剂、支链化C13聚氧乙烯醚7EO乳化剂加入乳化反应釜中，用高速剪切乳化机进行乳化，乳化完成后，加入二氧化碳中和至PH值在6～7。

其中：乳化温度：≤50℃    乳化时间：2小时    PH值：7

氨基硅油与纯净水重量比＝100∶360

氨基硅油与支链化C13聚氧乙烯醚5EO乳化剂重量比＝100∶3.2

氨基硅油与支链化C13聚氧乙烯醚7EO乳化剂重量比＝100∶3.2

氨基硅油与冰乙酸重量比＝100∶0.3

第三步：将第二步乳化后的乳液移入均质机中，将乳液用均质机乳化3遍。再加入交联剂阳离子丙烯酸树脂乳液，得到产物高效环保型增深增艳剂。

其中：二次乳化温度：≤60℃    二次乳化压力：40MPa

二次乳化时间：2小时

乳液与交联剂重量比＝1000∶60。

为了进一步认识和了解本发明的实质内容，下面对本发明的技术内容作进一步的分析介绍：

(1)、硅烷功能基团的确定

根据资料查询和市场调查，我们采用在结构上引入少量N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷功能基团的方法，与市场上通用的氨基硅油结构的产品、甲基硅油增深剂的产品进行比较。发现采用通用的氨基硅油结构的产品，柔软度很好，使被整理的织物色光发生变化，呈现出红光，光泽性减弱；甲基硅油增深剂产品则有乳液不稳定，增深效果不显著，手感不佳的缺点，除非再单独进行手感处理，但会使生产过程复杂化，生产效率降低，生产成本上升；而采用引入少量N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷功能基团的方法生产的产品，可以很好的解决乳液的稳定性，同时具有优异的增深、增艳效果，增加织物的光泽，消除了普通增深剂泛红光的现象，明显提高织物的档次和品质，同时使织物具有很好的平滑、柔软手感，达到了多功能的要求。

因此，我们确定采用在结构上引入少量N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷功能基团为主体结构。

(2)、硅氧烷功能基团比例的确定

确定了硅氧烷功能基团的组成，我们接着进行硅氧烷功能基团比例的实验。我们通过大量的合成和应用实验，兼顾产品的工艺复杂性，可操作性，综合手感，增深程度，色光色泽变化程度及制造成本等问题，确定了最佳的配方和合成工艺。发现采用八甲基环四硅氧烷与氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷重量比＝1000∶2～4的比例(重量比)，其综合性能最好。氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷重量比的比例提高，使织物增深程度提高，但成本升高；氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷重量比的比例降低，造成织物增深程度降低，而且产品的稳定性差，容易飘油。因此，我们确定采用八甲基环四硅氧烷与氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷重量比＝1000∶2～4的比例。

(3)、乳化剂成份的确定

乳化剂组成：

根据资料查询和市场调查，我们采用支链化聚氧乙烯醚特种表面活性剂，与市场上通用的C12-C15脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚等表面活性剂进行乳化性能比较。发现支链化聚氧乙烯醚特种表面活性剂具有高效超分散的特性，可用硅油10％以下的用量达到极高的产品稳定性，且耐电解质性能强，这样就可以减少表面活性剂的副作用，全面提高主要成份有机硅功能基团在织物上的吸附性和成膜性，极大提高了产品有效成份的作用加大，最大程度上使有效成份发挥作用，有利于使用成本的降低，避免了工作液中的表面活性剂和有机硅成份对环境的污染。而普通柔软剂采用的是常用的C12-C15脂肪醇聚乙烯醚，烷基酚聚氧乙烯醚等表面活性剂，乳化效果差，用量大(通常用量为50％)，阻碍了有机硅功能基团在织物上的吸附性和成膜性，无法充分发挥产品中有效成份的作用，且致使生产成本升高，产品利用率下降。因此，我们确定采用支链化聚氧乙烯醚特种表面活性剂作为选定的乳化剂。

乳化剂比例的影响：

确定了乳化剂的组成，我们接着进行乳化剂比例的实验。发现采用乳化剂∶有机硅主体成份＝3～6∶100的比例(重量比)，产品稳定性高，耐电解质性能强，柔软度、平滑性、细腻感、光泽度和增深效果有明显提高。而乳化剂的比例降低，产品稳定性变差，耐电解质性能也变差；乳化剂的比例提高，产品稳定性和耐电解质性能无明显提高，但对织物的色光有不利影响，容易产生偏红色的色差。因此，我们确定采用氨基硅油与支链化C13聚氧乙烯醚5EO乳化剂重量比＝100∶1.6～3.2，氨基硅油与支链化C13聚氧乙烯醚7EO乳化剂重量比＝100∶1.6～3.2。

(4)、生产工艺的确定

在第一步聚合反应中：

聚合反应有二种反应工艺，如采用氢氧化钾或四甲基氢氧化胺作催化剂，采用氢氧化钾作催化剂时，反应温度在140～160℃，反应时间在4～6小时，中和时可采用葵酸或二氧化碳中和剂中和，这样的工艺路线成本低，反应产物无气味。

另一种是采用四甲基氢氧化胺作催化剂，反应温度在80℃～95℃，反应时间在4小时～6小时，中和时不用中和剂中和，可升温到140℃～160℃分解催化剂，这样的工艺路线方便些，但反应产物有些气味。

在第二步乳化反应中：

反应物的乳化温度保持在常温最佳，但物料在高速乳化机的作用下，因为机械剪切力的作用，致使物料产生温升，但通过实验得知，乳化温度超过为55℃时，预乳化体的不稳定性明显提高。而要控制低温下乳化，则成本会有大幅提高，且工艺复杂性提高。温度控制在50℃以下，对预乳化体的稳定性影响不大。因此，我们考虑到气温变化和物料的自温升情况，决定把乳化的温度控制在50℃以下。

一次预乳化处理物料时，加水速度要控制好，匀速进行，加水时间控制在45分钟左右，加水速度太快，会造成乳化体转相不均，颗粒太大，加水速度太慢，会造成转相过程温度太高，不利于稳定的乳化体的形成；总的乳化处理时间应控制在1～2小时，过长的时间会造成乳化体的温度太高，不利于稳定的乳化体的形成。

在第三步二次乳化中：

反应物的二次预乳化与一次预乳化的原理一样，温度保持在常温最佳，但物料在均质机的作用下，致使物料产生温升，但通过实验得知，乳化温度超过为65℃时，预乳化体的不稳定性明显提高。温度控制在60℃以下，对预乳化体的稳定性影响不大。因此，我们考虑到气温变化和物料的自温升情况，决定把二次预乳化的温度控制在60℃以下。

二次预乳化时，均质机的工作压力控制在30MPa～40MPa，均质三遍即可，过高的压力和增加均质次数不会使乳化体的粒径进一步变小，反而无谓地增加了生产时间；过低的压力和减少均质次数则会使乳化体的粒径太大，不利于聚合反应的进行。

Claims (2)

1.一种织物用增深增艳剂的生产方法，它包含采用氨基硅油，在氨基硅油结构上引入N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷功能基团；其特征是采用八甲基环四硅氧烷或甲基环硅氧烷混合物、或线性羟基封端聚二甲基硅氧烷与氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷在催化剂作用下聚合成一种氨基硅油，然后在表面活性剂的作用下乳化成水体系的乳液，再添加确定比例的阳离子聚氨酯树脂乳液或阳离子丙烯酸树脂乳液，得到所述的织物用增深增艳剂；所述的催化剂是氢氧化钾或四甲基氢氧化胺；工艺过程如下：

第一步：将八甲基环四硅氧烷或甲基环硅氧烷混合物或线性羟基封端聚二甲基硅氧烷与氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷加入反应釜中，加入催化剂搅拌升温进行反应，反应完成后加入中和剂进行中和，中和后开真空泵将未反应的甲基环硅氧烷脱出，得到一种氨基硅油；其中：

采用氢氧化钾作催化剂时，聚合反应温度：140℃～160℃聚合反应时间：4小时～6小时；

采用四甲基氢氧化胺作催化剂时，聚合反应温度：80℃～95℃，反应时间在4小时～6小时；

中和反应温度：140℃～160℃    中和反应时间：2小时～4小时

脱低反应温度：140℃～160℃    脱低反应时间：2小时～4小时

搅拌速度：200～600rpm         脱低真空度：  -0.1MPa

八甲基环四硅氧烷与氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷重量比＝1000∶2～4

八甲基环四硅氧烷与催化剂重量比＝1000∶0.05～0.2

八甲基环四硅氧烷与中和剂重量比＝1000∶0.25～1.0

氨基硅油的粘度：30000CS～150000CS

氨基硅油的氨值(重量百分比)：0.4％～0.6％

第二步：将第一步反应生成的氨基硅油、纯净水、支链化C13聚氧乙烯醚5EO乳化剂、支链化C13聚氧乙烯醚7EO乳化剂加入乳化反应釜中，用高速剪切乳化机进行乳化，乳化完成后，加入冰乙酸中和至pH值在6～7；

其中：乳化温度：≤50℃  乳化时间：1小时～2小时  pH值：6～7

氨基硅油与纯净水重量比＝100∶330～360

氨基硅油与支链化C13聚氧乙烯醚5EO乳化剂重量比＝100∶1.6～3.2

氨基硅油与支链化C13聚氧乙烯醚7EO乳化剂重量比＝100∶1.6～3.2

氨基硅油与冰乙酸重量比＝100∶0.1～0.3

第三步：将第二步乳化后的乳液移入均质机中，将乳液用均质机乳化3遍，再加入交联剂，得到产物高效环保型的织物用增深增艳剂；

其中：二次乳化温度：≤60℃  二次乳化压力：30MPa～40MPa

二次乳化时间：1小时～2小时

乳液与交联剂重量比＝1000∶40～60。

2.根据权利要求1所述的所述的织物用增深增艳剂的生产方法，其特征是所述中和剂是葵酸或二氧化碳；所述的交联剂采用阳离子聚氨酯树脂乳液或阳离子丙烯酸树脂乳液。

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