基礎材料|有機矽類柔軟劑應用

     康達科技集團(Qanta Group) 是全球領先的有機矽解決方案供應商之一,致力於提供個性化的有機矽解決方案。其擁有從金屬矽到特種有機矽材料的全方位產品供應鏈。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年以上歷史,與全球500強企業有合作銷售經驗,是一家集科研,開發,生產及銷售為一體的國家級高新技術企業,擁有國際化品質,技術和管理及提供一條龍Silicone 材料應用整合。公司擁有廣泛的銷售和研發網路,可提供有利於未來可持續發展的創新技術和基於市場需求的解決方案

     康達科技集團有機矽事業部一部專業經營有機矽基礎材料、RTV產品包括單體、甲基矽油、乙烯基矽油、含氫矽油、RTV-2室溫灌注模具膠、人體模型膠、LED封裝膠、電源封裝膠、商標膠、胸墊膠、密封膠等。產品廣泛用於電子電器、汽車、機械、建築、紡織、化工、輕工、印刷等行業作絕緣、封裝、嵌縫、密封、防潮、抗震及製作輥筒的材料。

      柔軟劑,能夠吸附於紡織品纖維表面並使纖維表面平滑,以改變手感,使產品更具舒適感。在紡織品的各種助劑中,柔軟劑的品種、用量均居首位,而有機矽柔軟劑是一類性能優越、效果突出、應用廣泛的柔軟劑。這類柔軟劑是聚矽氧烷及其衍生物的乳液或微乳液,不僅使織物具有良好的柔軟和平滑等手感,還能賦予非織造布表面光澤、耐磨、彈性、防汙、防皺、增加非織造布滑爽風格,加上這類材料無毒、不污染環境,成本也不高,已大量用於各個行業。


 

1、有機矽柔軟劑的分類及性能特點 

 

有機矽柔軟劑產品發展至今,根據其有效成分聚矽氧烷有機矽乳液的化學反應性和纖維反應性,可分為非活性、活性和反應性基團改性三類。

1.1 非活性有機矽柔軟劑 

此類柔軟劑主要為二甲基矽油類,稱為聚二甲基矽氧烷(DMPS),簡稱甲基矽油。可賦予織物較好的柔軟性和耐熱性,由於其聚合度不高,本身不能交聯,對纖維也不起反應,整理後的織物手感、牢度及彈性均不理想,因此它不能直接作為柔軟劑使用,必須在乳化劑的作用下製備成矽油乳液後才能應用於織物,以增加耐洗性,此類柔軟劑稱為第一代有機矽柔軟劑。 

1.2 活性有機矽柔軟劑 

此類柔軟劑主要將二甲基聚矽氧烷(DMPS)線型結構的兩端用羥基(-OH)取代,或用羥基封頭,使其具有一定的親水性。用這種端羥基封頭的二甲基聚矽氧烷製成的乳液,即所謂的有機矽羥乳。此類產品種類相當多,可單獨作柔軟劑使用,也可和其它有機矽配合起交聯反應,在纖維上形成不溶于水的分子膜,因此經整理後的織物具有一定的防水和耐洗效果。此類柔軟劑為第二代有機矽柔軟劑。按製備時採用的表面活性劑不同可分為陽離子、陰離子、非離子和複合離子幾種類型。可根據織物種類的不同進行選擇。 

1.3 改性有機矽柔軟劑

這類柔軟劑是在有機矽分子鏈上引入其它活性基團,使其具有特殊功能以適應各類織物高檔整理的需要,改善織物的抗靜電、抗油污和親水性能,並使化纖織物具有天然織物的許多優點,成為具有特殊功能的第三代有機矽柔軟整理劑。


2、改性柔軟劑的發展情況

70 年代後期發展起來的改性有機矽柔軟劑,很多產品已用於織物的後整理,目前國內外正在繼續研究和開發。這類產品是通過在矽氧烷側鏈上引入氨基、環氧基、聚醚、羥基等各種活性基團,大大提高織物的親水性、耐洗性、防縮性等,並依靠不同的基團賦予織物不同的風格。目前國內外正在繼續研究和競相開發的新產品一般分為三大類:反應型,包括氨基、環氧基、羧基、甲基丙烯基和氟烷基等改性;非反應型,主要為單純的聚醚改性;混合型,如聚醚氨基和環氧基改性。在紡織上應用最多的是聚醚改性,而柔軟劑以氨基改性較多,產品大多為混合改性,也包括少量單純的氨基、環氧基、羧基和氟烷基等活性集團的改性。幾種改性有機矽柔軟劑功能基團及應用性能見下表。


2.1 氨基改性有機矽柔軟劑

氨基改性有機矽柔軟劑是側鏈或端基帶有氨基的聚矽氧烷。氨基可為伯氨、仲氨、叔氨或銨鹽,也可為芳香族氨。其合成方法有本體聚合和乳液聚合。經氨基改性有機矽柔軟劑整理的織物彈性明顯提高,與纖維的結合非常牢固,具有很好的耐洗效果,使其具有柔軟、滑爽豐滿、富有彈性的手感,同時大大提高織物的機械性能,還具有一定的抗皺、防縮的效果。在氨基改性有機矽柔軟劑中帶有氨乙基、氨丙基的有機矽得到的效果最好。氨基改性有機矽柔軟劑在受熱或紫外線的影響下易泛黃,因而不宜用於淺色織物的柔軟整理。目前,此類柔軟劑仍在提高改進之中。改進的方法有環氧化、醯胺化或仲胺基化等,控制改性程度或採用混合改性,也可將其製成穩定的有機矽微乳液。

2.2 環氧改性有機矽柔軟劑

按反應類型,環氧改性矽油主要有三種方法:含氫矽油與端烯基環氧化合物等的矽氫化加成反應;八甲基環四矽氧烷(D4)、含環氧基取代的環四矽氧烷(D4)等的聚合反應;其他合成方法,如α,ω-二羥基矽油和環氧氯丙烷的縮合反應等。環氧基具有很高的活性,能與纖維表面的羥基、氨基、羧基等基團進行交聯反應,形成穩固的化學鍵,使處理後的織物具有耐久的整理效果。經環氧基改性有機矽處理過的織物高不泛黃具有良好的穩定性、柔軟性,但滑爽性和吸水性較差。由於環氧基本身具有極高的反應活性。因此,可以通過在環氧基的末端接枝強吸水基團,來提高用環氧基改性有機矽處理過的織物的吸水性。

2.3 聚醚改性有機矽柔軟劑

聚醚改性有機矽柔軟劑的製備可按矽氫加成反應、酯化反應、邁克爾加成反應、活性氫環氧加成反應、醇氫縮合和矽氧烷水解縮合反應等機理進行,製備技術趨於成熟。由於該類聚合物還具有良好的適應性、生物相容性和低玻璃化溫度,因此具有其它表面活性劑無法比擬的優勢。在聚矽氧烷的側鏈上引入水溶性的不飽和聚醚,可使疏水性的有機矽變為親水性有機矽。經聚醚改性有機矽整理後的織物還具有良好的防沾汙和抗靜電性,但柔軟性、耐洗性較差。由於其與其它整理劑有較好的配伍性,所以應用時還可與染色同浴。聚醚環氧混合改性有機矽兼具了聚醚和環氧有機矽的優點,同時彌補了它們各自的缺點,是一種綜合性能很好的多功能多組分的有機矽整理劑。

2.4 其他改性有機矽柔軟劑

2.4.1 羧基改性有機矽柔軟劑

鉑催化劑存在下,用不飽和脂肪酸與有機矽中的Si-H鍵進行加成反應,可得到羧基改性有機矽。羧基改性有機矽柔軟劑具有化學反應性和極性,用於天然纖維後整理能與纖維很好結合,且能改善化纖的抗靜電性和吸濕性。與氨基或環氧基改性有機矽並用,可提高柔軟手感,且洗滌時不易脫落。

2.4.2 巰基改性有機矽柔軟劑

用硫脲法或醋酸法可制得巰基改性有機矽。用其整理羊毛,可使羊毛具有耐久的防縮性和潤滑性。

2.4.3 醇改性有機矽柔軟劑

將不飽和醇與矽油中的Si-H 鍵極性加成,或利用引入羥基進行反應,可以得到醇改性有機矽。該類柔軟劑可改善織物的染色性、耐熱性和耐水性。

2.4.4 酯基改性有機矽柔軟劑

用含氫矽油與丙烯酸酯在水溶性催化劑作用下,採用乳液聚合法合成了酯基改性有機矽柔軟劑。該柔軟劑可使織物手感柔軟滑爽、彈性好,適用於化纖及其與棉的混紡織物的柔軟整理。

3、有機矽柔軟劑的發展及建議

(1)我國有機矽柔軟劑的研究和開發已取得了很大的發展,但與國外相比產品種類相對較少、檔次較低,部分高檔產品仍需進口,因此需要加大對有機矽整理劑的研究、開發和應用力度,從而提高我國紡織產品的競爭力;

(2)提高對有機矽單體的生產和改性技術,繼續研究開發乳化和微乳化技術,從而提高產品的品質和多功能化以滿足市場的需求;

(3)對具有不同性能的柔軟劑或表面活性劑複配,利用協同作用製成的新品種具有比單組分更優異的性能,可以得到性能更好、功能更多的柔軟劑產品;

(4)隨著國內外市場對生態紡織品和環境保護要求的提高,須開發無甲醛、生物降解性能良好的柔軟劑產品。在原有柔軟劑結構上引入另一種柔軟劑的功能基團,從而得到高性能的新型柔軟劑。

十八烷基胺聚氧乙烯醚雙季銨鹽(陽離子矽油乳化劑)

一、產品性質

    是一種新型超支化Gemini陽離子表面活性劑,專門用於各種產品乳化(如丙烯酸、苯乙烯、石蠟、瀝青、矽油等)。其HLB值適中,集乳化、分散、穩定功效於一體。利用該陽離子乳化劑制得的乳液細微性細、穩定性好。

二、技術指標

  

淡黃色至棕色液體

含量,%

50±2

pH值(5%水溶液)

7±2

保質期

1

三、產品特點

1.優良的乳化、分散性能,制得的乳液粒徑小、比表面積大。

2.採用高分子表面活性劑,用量少。

3.較高的陽電性,制得的產品存放期長。

4.極強的抗硬水、電解質能力,不分層。

5.能與幾乎所有陰離子表面活性劑複配而不沉澱,少量加入即具有顯增效作用;

6.化學穩定性好,耐強酸、強鹼和鹽;

7.具有較好的抗靜電、殺菌、消毒、吸附性。

四、產品用途

1、與非離子表面活性劑複配用於硬表面清洗劑的製備;

2、用作水劑農藥的增效劑

3、代替CTAB用作高效相轉移催化劑

4、用作纖維、塑膠等的抗靜電劑

5、用作普通陰離子表面活性劑的增效劑

6、用作高效陽離子乳化劑

7、用作高效增溶劑

8、紡織勻染劑

 

 

 

    康達科技集團邁向十八年為韓國KCCMSK特用矽化學材料大中華區總代理,行銷亞洲有機矽全產業鏈,為最專業的Silicone矽化應用科技解決商,擁有高新技術、原廣生產技術服務人員及各種品牌材料在地服務客戶,歡迎深入瞭解QantaGroup!


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