染料助剂
超稳定有机硅柔软剂DTS的开发与应用
佚名
2018/11/30
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超稳定有机硅柔软剂DTS的开发与应用

1.引言

大部分的纺织品都需要进行柔软整理,以赋予织物柔软、滑爽、蓬松等优良的手感效果。手感整理包括物理方法和化学两种方法。物理方法中最具代表性的就是AIRO整理,常规的预缩整理也可以改善织物手感。化学方法就是在织物上施加助剂,降低织物表面和纤维间的摩擦系数,使织物变得柔软、润滑。

最早使用的柔软剂有乳化橄榄油、土耳其红油、丝光膏等。在上世纪五六十年代有机硅产品开始涉足纺织行业,到80年代,氨基硅乳液生产成功,使纺织品获得了前所未有的柔滑手感,使有机硅柔软剂很快在纺织品手感整理方面占据了统治地位。经过几十年的发展,有机硅柔软剂以硅氧烷为主链,通过接枝改性以及不同的合成、乳化工艺等方法衍生了众多的特色品种,在纺织品整理的各个领域获得了广泛的应用。

目前常用的有机硅柔软剂都有各自的优点,但也同时在某些方面存在不同程度的不足,比如:1.稳定性欠佳,经常出现沾污织物的问题2.亲水性不佳,影响织物服用性能;3.存在泛黄和色变,影响织物鲜艳度,这一点在增白和浅亮色织物上尤为明显。上述问题是染整工作者经常遇到的困扰,迫切需要在保持柔软剂优良手感的同时,避免上述现象的发生。

1.DTS的研制

从使用者的角度出发,希望有机硅柔软剂具有下列性能

1﹞赋予织物柔软、滑爽、丰满、蓬松或其他希望得到的手感。

2﹞在改善织物手感的同时具有优良的亲水性能,使织物穿着舒适。

3﹞应用性能稳定,在长时间连续使用的情况下不出现漂油或沾污问题。

4﹞不要影响织物色光,尤其在加白织物上不影响织物白度。

5﹞不含APEO,易于生物降解

我们以上述条件为目标,借鉴了大量的国内外资料,采用世界先进的反应设备和反应工艺自主研发了并生产了端含氢硅油,提高了硅油的活性,然后我们再把多种活性基团嵌段式引入到端含氢硅油中,通过严格控制反应条件使活性基团获得了所需要的分布密度和间隔,最终合成了全新分子结构的线性硅油柔软剂DTS

2.性能实验部分

3.1实验材料

实验织物纯棉40s×40s 133×72府绸加白布

实验药品DTS柔软剂(联邦科特),NFD免烫树脂(联邦科特),CS-200催化剂(联邦科特),PC-01酸(联邦科特)

实验设备P-BO型强力轧染树脂机,电热恒温鼓风干燥箱,Wirpool洗衣机,Wirpool转筒干衣机,SBDY-1数显白度仪,T8-1型磁力加热搅拌器,YG541D型全自动数字式织物折皱弹性仪。

3.2实验工艺

3.2.1普通柔软整理

柔软剂20g/l

PC-01酸调节工作液PH5.5-6

浸轧(w.70%)-120℃×3min烘干恒温恒湿室放置24h,评定手感、白度和亲水性。

3.2.2树脂整理

NFD树脂50g/l

CS-200催化剂16g/l

柔软剂20g/l

PC-01酸调节工作液PH4.5-5

浸轧(w.70%)-120℃×3min烘干—180℃×30sec焙烘-恒温恒湿室放置24h-检测弹性

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3.3柔软剂性能评定方法

手感把综合手感从最差到最优分为18级,由5位评定手感风格的专家分别评定织物手感,综合平均级别为最终结论。

耐洗性按照AATCC 135-2004方法,把经过手感整理的布样进行5次洗涤,转筒烘干后,恒温恒湿放置24h,后评定手感。手感保持程度越高则耐洗性越好。

亲水性按照AATCC 79-2000滴水法检测,渗水时间越短亲水性越好,渗水时间越长亲水性越差。

白度采用SBDY-1数显白度仪检测白度,数值越大白度越好,数据越小白度越低。

耐碱稳定性配置10g/l的硅油溶液50ml,用NaOH溶液调整PH值分别为68910。把调好PH值的硅油溶液置于磁力加热搅拌器上,边搅拌边升温,记录溶液浑浊、漂絮和漂油时的温度。出现浑浊、漂絮和漂油的温度越高,稳定性越好。

耐盐稳定性把20%NaCl(或20%Na2SO4)溶液置于酸式滴定管中,量取10g/l的硅油溶液100ml,放入磁力转子,置于恒温磁力搅拌器上,边滴定NaCl(或Na2SO4)溶液,边观察溶液情况,记录硅油溶液变浑浊时所耗的NaCl(或Na2SO4)溶液的量。消耗的盐溶液越多,硅油的耐盐性越好。

弹性采用YG541D型全自动数字式织物折皱弹性仪检测织物的急弹回复角,数据越大弹力越好,数据越小弹力越差。

3.实验结果与分析

4.1柔软剂手感评级

*未经整理的布样手感级别为1

DTS

氨基硅油微乳液

聚醚改性硅油

5g/l

2.5

2.5

2

10g/l

4.5

4.5

3.5

20g/l

7.5

7.5

6

手感风格

丰满、柔软、滑爽

柔软、滑爽

柔软、细腻

分析上述数据可以看到,亲水性新结构线性硅油DTS达到甚至超过了氨基硅乳液的手感,并且丰满度更好;而亲水性与之类似的聚醚改性柔软剂的手感则有明显的差距。

在本实验织物上,随着DTS用量的提升手感有明显改善,在20/升时最为柔软。常规的手感要求用10-20/升即可,对于较高手感要求或与树脂整理同浴,可以用到30-40/

4.2柔软剂耐洗性的评定

*未经整理的布样,经过5次洗涤后,手感评级为2级。

DTS

氨基硅油微乳液

聚醚改性硅油

5g/l

2.5

2.5

2.5

10g/l

4.0

3.5

2.5

20g/l

55

5

2.5

分析上述数据可以看到,与普通的聚醚型改性硅油相比,新结构线性硅油DTS的耐洗性能得到了大幅度的提升,比氨基硅油在织物上的耐洗性还略有提高。这是由于DTS在纤维上的结合状态非常均匀牢固,经过数次水洗后,DTS所表现出来的手感甚至优于氨基硅油。

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4.3柔软剂亲水性评定

原布

DTS

氨基硅油微乳液

聚醚改性硅油

13″30

13″65

3′

13″19

分析上述数据可以看到,与氨基硅油相比,新结构线性硅油DTS的亲水性要好的多,在织物上的表现基本就是滴水即渗,基本上达到了聚醚改性硅油的亲水效果。这个特性对于保持织物的服用舒适性非常有利。

4.4柔软剂对白度的影响

原布

DTS

氨基硅油微乳液

聚醚改性硅油

95.3

95.2

93.1

95.4

分析上述数据可以看到,与氨基硅油的明显黄变相比,新结构线性硅油DTS基本上不影响织物白度。因此,可以放心的把DTS柔软剂用到增白品种和浅亮色织物上去。

4.5柔软剂的耐碱稳定性

DTS

氨基硅油微乳液

聚醚改性硅油

PH1

52℃浑浊,煮沸漂油

38℃浑浊,70漂油

43℃浑浊,50℃漂油

PH4

煮沸不浑浊,不漂油

88℃浑浊,煮沸漂油

43℃浑浊,50℃漂油

PH6

煮沸不浑浊、不漂油

90℃浑浊,95℃漂油

43℃浑浊,50℃漂油

PH8

80℃浑浊,煮沸不漂油

65℃浑浊,80℃漂油

43℃浑浊,50℃漂油

PH9

70℃浑浊,煮沸不漂油

52℃浑浊,72℃漂油

常温浑浊

PH10

65℃浑浊,煮沸不漂油

常温浑浊

常温浑浊

分析上述数据可以看出,不论是在强酸性条件还是碱性条件下,DTS表现出来的稳定性都明显优于氨基硅油微乳液和聚醚改性硅油,这就使DTS的适用条件大为放宽,对于织物染色后的洗涤和中和工艺的要求就不那么严苛了。即使是强酸性的潮交联树脂工作液和高温碱性的后水洗工艺,都可以做到不破乳不漂油,避免织物沾污。

4.6柔软剂的耐盐稳定性

DTS

氨基硅油微乳液

聚醚改性硅油

20%NaCl

100ml

100ml

85ml

20%Na2SO4

70ml

40ml

25ml

分析上述数据可以看到,与其他硅油乳液相比,新结构线性硅油DTS的耐盐性能得到了大幅度的提升,尤其在耐Na2SO4方面更为突出。

4.6柔软剂对织物弹力的影响

单纯树脂整理

树脂整理液中添加20g/l DTS

树脂整理液中添加20g/l氨基硅油微乳液

树脂整理液中添加20g/l聚醚改性硅油

188°

242°

245°

217°

分析上述数据可以看到,DTS柔软剂的弹性达到了氨基硅油的水平,用于免烫整理工艺中,可以把弹性回复角提高40-50°

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4.7综合分析

综合上面的实验数据可以看到,由于DTS特有的线性结构,使之在纤维上获得了均匀的、最大的分布密度,赋予了织物柔软蓬松的丰满手感;均匀分布的活性基团与纤维上的羟基结合牢固,并可进行自身交联以形成网状大分子结构,使柔软剂在纤维上获得良好的耐洗性并赋予织物良好的弹性;通过适合的共聚链段,使DTS获得了超级的稳定性能和类同于聚醚改性硅油的优良亲水性。

5.大生产应用实例

5.1在色织布干交联整理工艺上的应用

5.1.1织物品种

纯棉色织丝光半成品50s×50s 144×80 63″

5.1.2相关设备门富士MOTEX6000型定型机美国莫里森CSM80/85型预缩机

5.1.3工艺流程及处方

免烫树脂30 g/l

氯化镁9 g/l

保护剂30 g/l

DTS柔软剂30g/l

防滑移剂TW 20g/l

AC2g/l

定型机轧料—120℃预烘—180℃扩幅焙烘(车速45/min)-预缩机预缩-(轧光)-成品

5.1.4整理效果

布面

PH

布面甲醛

ppm

5次水洗DP

亲水性(s

手感风格

开车稳定性

6.5

456

2.7

16″20

柔软、滑爽、丰满

连续运行12小时以上,

无沾车、粘辊,布面正常

工厂已经按照此工艺生产了200多万米,整理效果稳定,开车顺利,没有出现过布面沾污问题。换料时清车容易,用水冲洗轧辊和液槽即可。

5.2在色织布亲水潮交联工艺上的应用

5.2.1织物品种

纯棉色织丝光半成品50s×50s 144×76 63″

5.2.2相关设备

门富士MOTEX6500型定型机、液氨整理机、水洗机、美国莫里森CSM80/85型预缩机

5.2.3工艺流程及处方

定型机预柔软-浸轧树脂并烘干打卷-30-35℃密封转动20-24h-热碱洗-后柔软-预缩-(轧光)-成品

树脂工作液:

树脂200g/l

催化剂100g/l

保护剂40g/l

DTS 50g/l

后柔软处方:

柔软剂DTS 40g/l

保护剂30g/l

甲醛捕捉剂YT-60 15g/l

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5.2.4整理效果

布面

PH

布面甲醛

ppm

5次水洗

DP

亲水性

s

手感风格

开车稳定性

6.5

658

3.5

19″37

非常柔软、

滑爽、丰满

连续运行8小时以上,

无沾车、粘辊问题,布面正常

工厂已经按照此工艺生产了150多万米,整理效果稳定,开车顺利,没有出现过布面沾污问题。

4.结论

通过设计全新的分子结构,柔软剂DTS在保持优秀手感和亲水性的同时,获得了超级的使用稳定性,能够适应各种复杂的使用条件。实验室的实验和工厂的大生产情况都表明,DTS不但可以在普通的手感整理方面正常使用,用在树脂整理甚至复杂的、条件严苛的潮交联整理工艺中,也表现出了令人放心的应用稳定性。


              

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