新型不黄变有机硅柔软剂的合成及其应用yd11419

李成文 中国纺织科学研究院北京中纺化工股份有限公司，北京100025

周国良 广东联发毛纺织有限公司，广东东莞523106

收稿日期：2009-02-04

作者简介：李成文(1978-)，男，工程师，从事纺织助剂的开发与应用

原载：染整技术2009/7；35-37

【摘要】：以D4、精制硅烷偶联剂，自制催化剂为原料，经共聚反应合成了不黄变硅油织物柔软剂，通过乳化制得高性能不黄变硅油微乳液。应用结果表明，经不黄变硅油微乳液(20/L)整理后织物的手感柔软、滑爽，白度较好，有一定的抗皱性和耐洗性。

【关键词】柔软整理；D4；硅烷偶联剂；合成；性能

【中图分类号】TSl95，23文献标识码：B文章编号：1004-9350(2009)07-0035-03

氨基硅油广泛应用于各种织物的柔软整理，可使棉、麻、丝、毛、涤、腈纶和锦纶等织物获得柔软、滑爽、光滑柔和、富有弹性的效果，但在加热或焙烘过程中常常会出现黄变现象。目前商品化的氨基改性有机硅柔软剂中，绝大部分是N-(8-氨乙基)-y-氨丙基改性聚硅氧烷，由于它侧链上的伯氨基和仲氨基含有活泼氢，容易被氧化产生发色基团(偶氮基和氧化偶氮基)而引起黄变。依据这种黄变机理，一般氨基聚硅氧烷的氨值越高，氨基上的活泼氢就越多，也就更加容易发生黄变，反之，氨值越低，被整理的织物就越不容易黄变，但是织物的柔软性也相应下降了。

目前，降低氨基硅油黄变柔软剂主要是采用含活泼氢数量少的叔胺基类的哌嗪、吗啉、哌啶等杂环结构偶联剂，或者直接引入高位阻仲氨基硅氧烷偶联剂与D4共聚，也有用伯氨基酰化法合成低黄变氨基硅油。

本实验采用D4与惰性基团偶联剂作用，在碱性催化剂存在的条件下进行本体聚合，并且对氨基硅油分子中的氨基进行有效改性，得到不黄变氨基硅油，然后配制成微乳液，能够赋予织物优良的柔软性，并且具有更好的抗黄变性。

1 实验

1.1 主要原料及仪器

D4，江西星火有机硅厂；硅烷偶联剂，自己精制；乙酸、异丙醇、氢氧化钾，AR，北京化学试剂公司；碳酸钠，AR，上海试剂一厂；甲苯，AR，上海试剂三厂；改性剂，乙酸酐、马来酸酐，分析纯，上海化学试剂厂；普通氨基硅油，自制。

织物：漂白纯棉平布。

旋片式真空泵：2XZ-1型，台州市黄岩汇丰真空设备厂：旋转式粘度计：NDJ-7型，上海天平仪器厂；电子天平，BS2202(Max 2200，d=0.01g)，厦门中村光学仪器厂；离心沉淀器，800型，上海手术器械厂；白度计，WS-SD型，上海鹏顺科学仪器有限公司；全自动数字式织物折皱弹性仪，YG(B)

54l型，常州第三纺织仪器厂。

1.2 不黄变氨基硅油及其乳液的制备

在装有搅拌器、回流冷凝器的四口瓶中，加入D4、硅烷偶联剂及催化剂，混合均匀，在100℃下反应若干小时：然后在0.01 MPa条件下脱除低分子物，并持续一定时间，加入改性剂反应一段时间，即得不黄变氨基硅油。取一定量的不黄变氨基硅油、复合乳化剂、乙酸进行乳化，制得不黄变氨基硅油微乳液。

1.3 不黄变氨基硅油性能测试

1.3.1 乳液的离心稳定性

将改性硅油乳液置于离心试管中，于4000 r／min转速下处理30 min后，目测乳液有无分层及沉淀现象。

1.3.2 不黄变氨基硅油的氨值

准确配制浓度为0.1 mol／L的盐酸标准溶液，用干燥的碳酸钠(120℃烘干10 h)标定(准确至0.0001g)。称取l g样品(准确至0.0001g)于250mL锥形瓶中，加入20 mL甲苯溶解，然后加入30mL异丙醇，滴入3～4滴溴酚蓝指示剂，用标准盐酸滴定至溶液南蓝色变为黄色(明显的变化)。按下式计算氨值(mmol／g)：

氨值=	(V1-V2)×C
	m

式中，m为试样的质量(g)；C为标准盐酸溶液的浓度(mol／L)；V1、V2分别为试样和空白试样消耗盐酸的体积(mL)。

1.3.3 乳液耐酸稳定性的测定

在150 mL烧杯里称取2 g乳液样品后，加入48mL HCl溶液(pH值已调至3～4)，静置24 h，观察杯内乳液是否漂油、分层。如不漂油、不分层，则表明乳液的耐酸稳定性良好。

1.3.4 乳液耐碱稳定性的测定

在150 mL烧杯里称取2 g乳液样品，然后加入48 g NaOH溶液(pH值已调至11～12)，静置24 h，观察杯内乳液是否漂油、分层。如不漂油、不分层，则表明乳液的耐碱稳定性良好。

1.3.5 乳液耐电解质稳定性

在150 mL烧杯中放人3.0 g硅乳液，然后加入97mL 2％CaCl2溶液；静置24 h后，样品无漂油、分层、破乳现象，属质量稳定。

1.3.6 乳液耐热稳定性的测定

在15 mL的试管中，加入2／3试管体积的乳液，封好试管口，在60℃的恒温环境中放置一周，观察乳液是否分层、絮凝、漂油。如不分层、无絮凝和漂油现象，则表明乳液的耐热稳定性好。

1.3.7 织物白度的测试

采用北京康光仪器有限公司的WSD-Ⅲ型白度仪测试被整理织物的白度，然后与空白织物比较，整理后织物的白度越大，与空白织物的白度差值越小，说明织物的色变程度越小。

1.4 不黄变氨基硅油的应用性能

1.4.1 织物的柔软整理

整理工艺为：一浸一轧(浴比1:20，轧余率70％～75％)→预烘(100℃，3～4 min)→焙烘(150～170℃，3 min)。

1.4.2 织物性能测试

手感：用手触摸法评定，最佳者的等级规定为5级，未整理织物的等级规定为1级，其它织物相对于这个标准评级。白度：参照GB／T8425-1987在白度计上测定。折皱回复角：参照GB/T3819-1997在织物折皱弹性仪上测定。

2 结果与讨论

2.1 不黄变氨基硅油乳液的技术指标

外观 透明

固体质量分数(％) 20

pH值 5～7

离心稳定性 (4000r/m×30 min)不分层或不浑浊

氨值(mmol／g) 0.3

2.2 不黄变氨基硅油微乳液的应用性能

2.2.1 普通硅油与不黄变硅油乳液比较

表1 普通氨基硅油与不黄变硅油乳液对被整理织物性能的影响

	手感	白度指数（150℃）
空白	1	76.59
普通硅油	3	70.73
不黄变硅油	3	76.42

由表1可以看出，不黄变硅油在白度上要比普通硅油有明显的提高，这是因为不黄变硅油是由位阻较大的硅烷偶联剂合成的，并且与硅烷偶联剂反应后，使氨烷基在聚硅氧烷侧链上均匀地接枝，在加入改性剂后又将氨基中的活泼氢消耗掉，降低了氨基氧化泛黄的几率，所以，织物的白度要比原来还要好，比普通的氨基硅油更好，同时织物的柔软性由于氨基分布均匀，得到比普通硅油更好的柔软效果。

2.2.2 不黄变硅油乳液整理织物的耐洗性

表2不黄变硅油乳液整理织物的耐洗性

洗涤次数（次）	手感	折皱回复角（T+W）/（°）	白度指数
0	4.5	236	76.42
5	4.5	230	76.45
10	4	229	77.22

由表2可以看出，经不黄变硅油整理的织物水洗前后的折皱回复角、手感和白度指数的变化很小，即整理后织物的耐洗性好。这是由于不黄变硅油侧基的氨基等活性基团，用改性剂处理后抗氧化性增强，不易黄变，所以反应性和吸附性较好，自交联性好，在纤维表面形成了比较牢固的聚硅氧烷薄膜，因此，能够赋予织物很好的耐洗性和抗皱性。

2.2.3 不黄变硅油乳液的各种稳定性

表3不黄变硅油乳液的各种稳定性

测试项目	耐酸	耐碱	耐电解质	离心3000r/m	热稳定性
结果	热稳	热稳	热稳	热稳	热稳

由表3可以看出，不黄变硅油乳液具有良好的耐酸、碱、电解质、离心和热稳定性。这是因为通过用改性剂对氨基硅油中进行处理，增加了不黄变氨基硅油的亲水性，更加容易得到乳化情况最好的微乳液。

3 结论

以D4和高位阻硅烷偶联剂为原料，并用改性剂处理后，得到不黄变线性体硅油微乳液。经不黄变线性体硅油微乳液(20 g／L)整理后织物的手感柔软、滑爽，白度和吸水性较好，有较好的抗皱性和耐洗性。