CN108729235A - 一种单组份低温固化超疏水织物防水剂的制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单组份低温固化超疏水织物防水剂，以长链烷基烷氧基硅油主要成份，经聚合物乳化剂及非离子型表面活性剂乳化制得。采用自身具有反应活性基因的长链烷基烷氧基硅油为防水剂主要成份，经聚合物乳化剂及少量非离子型表面活性剂乳化，而得到反应活性高的单组份防水乳液，织物经防水乳液浸轧后，在100‑130℃低温烘干，不需高温烘焙，便有优良的疏水效果。

Description

一种单组份低温固化超疏水织物防水剂的制备方法及应用

技术领域

本发明属于防水剂配方技术领域，涉及一种单组份低温固化超疏水织物防水剂。

背景技术

织物防水剂最早采用干性油，蜡类物为防水剂，它们的防水效果好但处理织物透气性差，增重大；有机硅材料的出现，为织物防水整理开辟了新天地，因为有机硅材料拒水

透气，耐久耐老化。开始人们用硅烷硅油类有机硅溶于有机溶剂处理织物，这样得到的织物防水效果优良但需耗用大量溶剂，对环境造成污染，对资源造成浪费。后来采用水包油有机硅乳液对织物进行防水疏水整理，环境污染问题得到了解决，也节省了能源。但有机硅乳液的制备必须采用较多（≥5%）的乳化剂来乳化，才能得到稳定的乳液。乳化剂是亲水的表面活性剂，乳化剂的加入影响处理织物的疏水性，乳化剂加入量越多，对织物疏水影响越大。为提高织物防水性，抵消乳化剂的影响，人们采用高分子量的聚硅氧烷乳液。如上世纪八十年代中科院化学所采用乳液聚合得到高分子量的羟基硅油乳液配合含氢硅油乳液，织物经浸轧→烘干→150℃以上高温烘焙得到防水织物。此方法工艺路线长，先是乳液聚合，再是含氢硅油乳化变成双组份防水剂，再经浸轧→烘干→高温烘焙，耗能大。现有织物防水剂不是双组份就是需高温烘焙或者两者都须具备。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种单组份低温固化超疏水织物防水剂，采用自身具有反应活性基因的长链烷基烷氧基硅油为防水剂主要成份，经聚合物乳化剂及少量非离子型表面活性剂乳化，而得到反应活性高的单组份防水乳液，织物经防水乳液浸轧后，在100-130℃低温烘干，不需高温烘焙，便有优良的疏水效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单组份低温固化超疏水织物防水剂，以长链烷基烷氧基硅油主要成份，经聚合物乳化剂及非离子型表面活性剂乳化制得。

所述长链烷基烷氧基硅油是以低含氢硅油与长链烯烃及乙烯基三乙氧基硅烷在催化剂的作用下，在80-120℃下经硅氢和不饱和键加成反应而得到的。

所述聚合乳化剂是质量百分比为5%的聚乙烯醇溶液，它分子链上有许多羟基可以做为亲水基团；它的分子主链为聚乙烯基，为疏水基，亲水基可以和硅羟基反应，交联成网状疏水结构，或是疏水的硅氧烷化合物将亲水羟基包裹起来，抵消羟基的亲水性，而且用聚乙烯醇溶液做乳化剂，还可以起胶体保护作用，防止水乳液在浸轧过程中破乳粘辊。

所述非离子型表面活性剂是低HLB值的脂肪醇聚氧乙烯醚，用它的理由是它与亲水的聚乙烯醇搭配成适当的HLB值复合物，用于烷基烷氧基改性硅油的乳化。烷基烷氧基硅油在水中水解为硅羟基，在加热和催化剂作用下，互相交联成网状疏水结构。

一种单组份低温固化超疏水织物防水剂的制备方法，其制备步骤是：

先将聚乙烯醇加入水中加热至90℃搅拌溶解成5-10%的水溶液，然后将脂肪醇聚氧乙烯醚加入聚乙烯醇溶液中，搅拌均匀加入去离子水，将高剪切均化器插入其中，开启均化，转速为4000—11000rpm，将烷基烷氧基硅油成线状加入高速均化器中，10分钟加完，再高速剪切5分钟，制得防水乳液。

一种单组份低温固化超疏水织物防水剂的应用，其应用步骤是：

按照质量比1:19称取防水乳液加入水中，配成防水工作液，然后用纯棉织物及涤纶、锦纶、维纶或混纺织物，浸入防水工作液中，浸泡2分钟，取出后压干脱水，平放于烘箱中在100—130℃下烘干，取出冷却平衡一晚后来测表面拒水性。

本发明的积极效果是：经聚合物乳化剂及少量非离子型表面活性剂乳化，得到反应活性高的单组份防水乳液，织物经防水乳液浸轧后，在100-130℃低温烘干，不需高温烘焙，便有优良的疏水效果。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

一种单组份低温固化超疏水织物防水剂，以长链烷基烷氧基硅油主要成份，经聚合物乳化剂及非离子型表面活性剂乳化制得。

所述长链烷基烷氧基硅油是以低含氢硅油与长链烯烃及乙烯基三乙氧基硅烷在催化剂的作用下，在80-120℃下经硅氢和不饱和键加成反应而得到的。

所述聚合乳化剂是质量百分比为5%的聚乙烯醇溶液，它分子链上有许多羟基可以做为亲水基团；它的分子主链为聚乙烯基，为疏水基，亲水基可以和硅羟基反应，交联成网状疏水结构，或是疏水的硅氧烷化合物将亲水羟基包裹起来，抵消羟基的亲水性，而且用聚乙烯醇溶液做乳化剂，还可以起胶体保护作用，防止水乳液在浸轧过程中破乳粘辊。

所述非离子型表面活性剂是低HLB值的脂肪醇聚氧乙烯醚，用它的理由是它与亲水的聚乙烯醇搭配成适当的HLB值复合物，用于烷基烷氧基改性硅油的乳化。烷基烷氧基硅油在水中水解为硅羟基，在加热和催化剂作用下，互相交联成网状疏水结构。

一种单组份低温固化超疏水织物防水剂的制备方法，其制备步骤是：

先将聚乙烯醇加入水中加热至90℃搅拌溶解成5-10%的水溶液，然后将脂肪醇聚氧乙烯醚加入聚乙烯醇溶液中，搅拌均匀加入去离子水，将高剪切均化器插入其中，开启均化，转速为4000—11000rpm，将烷基烷氧基硅油成线状加入高速均化器中，10分钟加完，再高速剪切5分钟，制得防水乳液。

一种单组份低温固化超疏水织物防水剂的应用，其应用步骤是：

按照质量比1:19称取防水乳液加入水中，配成防水工作液，然后用纯棉织物及涤纶、锦纶、维纶或混纺织物，浸入防水工作液中，浸泡2分钟，取出后压干脱水，平放于烘箱中在100—130℃下烘干，取出冷却平衡一晚后来测表面拒水性。

实施例一配方如下表一：

操作方法：用1000毫升塑料杯先加入5%的聚乙烯醇溶液（PVA)140克，再在其中加入3克脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌均匀加入去离子水，将高剪切均化器插入其中，开启均化，转速为4000—11000rpm,将烷基烷氧基改性硅油成线状加入高速均化器中，10分钟加完，再高速剪切5分钟，便得到30%的硅油乳液。在离心机上做离心稳定性试验，离心机转速为2000-3000rpm，时间为5-30分钟，离心完后取出不分层不沉底无浮油为机械稳定性合格。再做冷热稳定试验，热稳定试验是在40—50℃恒温室烘箱中放置15天无变化，低温稳定性试验是在0-5℃的环境中放15天无变化即冷热稳定性合格。化学稳定性是用5%的氯化钙溶液试验：取乳化液50克加入5%氯化钙溶液10克搅拌，无破乳无凝聚为合格。

织物防水处理工艺：称30%的防水剂乳液20 克加入380克水，配成400克防水工作液，然后用纯棉织物及涤纶、锦纶、维纶或混纺织物，浸入防水工作液中，浸泡2分钟，取出后压干脱水，平放于烘箱中在100—130℃下烘干，取出冷却平衡一晚后来测表面拒水性。

表面拒水性采用两种方法来评判：一是用塑料吸管吸水若干，滴在平铺的防水织物上，看水滴消失的时间，水滴消失时间越久，防水效果越好。二是采用GB/T4745-2012纺织品防水性能检测和评价沾水法即ISO4920-2012法。

所用织物分别为纯棉、涤棉混纺、纯绦沦及纯维纶纤维布。按上所述工艺防水处理后，表面防水结果如下：在织物表面滴几滴水珠，水珠成球状滚动，放置2小时，水珠仍未消失，直至水珠挥发干净，采用GB/T4745-2012 表面沾水都在4-5级或5级。

实施例二至五。乳液制备同实施例一，只是改变乳化剂中聚乙烯醇（PVA）和烷基醇聚氧乙烯醚AEO3的用量，看乳液的稳定性。结果见表二。

表二，乳化剂改变对乳液稳定性的影响。

（括号内的数字是乳液中乳化剂的含量）

从表二可看出，当乳化液中PVA的量在0.35%以上，AEO3的量在0.3%以上，都可以做出稳定的乳液，再减量乳液就不稳定了，而且可以看出PVA完全可以代替亲水性强的非离子乳化剂。

Claims (6)

1.一种单组份低温固化超疏水织物防水剂，其特征在于：以长链烷基烷氧基硅油主要成份，经聚合物乳化剂及非离子型表面活性剂乳化制得。

2.如权利要求1所述单组份低温固化超疏水织物防水剂，其特征在于：所述长链烷基烷氧基硅油是以低含氢硅油与长链烯烃及乙烯基三乙氧基硅烷在催化剂的作用下，在80-120℃下经硅氢和不饱和键加成反应而得到的。

3.如权利要求1所述单组份低温固化超疏水织物防水剂，其特征在于：所述聚合乳化剂是质量百分比为5%的聚乙烯醇溶液，它分子链上有许多羟基可以做为亲水基团；它的分子主链为聚乙烯基，为疏水基，亲水基可以和硅羟基反应，交联成网状疏水结构，或是疏水的硅氧烷化合物将亲水羟基包裹起来，抵消羟基的亲水性，而且用聚乙烯醇溶液做乳化剂，还可以起胶体保护作用，防止水乳液在浸轧过程中破乳粘辊。

4.如权利要求1所述单组份低温固化超疏水织物防水剂，其特征在于：所述非离子型表面活性剂是低HLB值的脂肪醇聚氧乙烯醚，用它的理由是它与亲水的聚乙烯醇搭配成适当的HLB值复合物，用于烷基烷氧基改性硅油的乳化；烷基烷氧基硅油在水中水解为硅羟基，在加热和催化剂作用下，互相交联成网状疏水结构。

5.一种如权利要求1所述单组份低温固化超疏水织物防水剂的制备方法，其特征在于制备步骤是：

先将聚乙烯醇加入水中加热至90℃搅拌溶解成5-10%的水溶液，然后将脂肪醇聚氧乙烯醚加入聚乙烯醇溶液中，搅拌均匀加入去离子水，将高剪切均化器插入其中，开启均化，转速为4000—11000rpm，将烷基烷氧基硅油成线状加入高速均化器中，10分钟加完，再高速剪切5分钟，制得防水乳液。

6.一种如权利要求1所述单组份低温固化超疏水织物防水剂的应用，其特征在于应用步骤是：

按照质量比1:19称取防水乳液加入水中，配成防水工作液，然后用纯棉织物及涤纶、锦纶、维纶或混纺织物，浸入防水工作液中，浸泡2分钟，取出后压干脱水，平放于烘箱中在100—130℃下烘干，取出冷却平衡一晚后来测表面拒水性。