专利名称：有机纤维的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种用具有氨基官能团的有机硅化合物处理有机纤维的方法。
在织物整理中作为柔软剂的氨基硅氧烷，具有大量的氨基乙基氨基丙基侧链或氨基丙基侧链。这些阳离子中和型的侧链在纤维表面被定向，使硅氧烷朝向纤维表面。这就使经其处理过的织物底布手感极其柔软宜人。氨基硅氧烷习惯上采用乳液形式予以涂覆。这一处理构成织物生产的最后一道工序，可以通过例如在浸轧机中的所谓强制施加来完成，要么靠氨基硅氧烷的阳离子特性基本上通过尽染的方法(Ausziehverfahren)予以实施。
目前，织物整理中所用的氨基硅氧烷的主要缺点是，其大幅度削弱了整理后织物的可再润湿性。这一点在织物整理行业特别麻烦，即织物一经整理，就不再能交染了。这一点特别重要，是因为硅氧烷折射指数低，使其具有很强的颜色加深作用，从而导致色相漂移(Farbtonverschiebung)。同样，在色差染色的情况下，采用硅氧烷柔软剂处理过的织物可再润湿性不良的话是很麻烦的，因为实际上不可能加以校正。另外，市售织物中的人造品种尽管希望有绒毛般柔软的手感，但绝对应该具有良好的可再润湿性，例如毛巾织物、内衣等等。对保护皮肤等所用的无纺织物也有类似的要求。这些人造织物同样必须有柔软的手感，而且不能削弱吸水能力。
这一目的通过采用具有下列通式的氨基有机硅化合物构成的水溶液处理有机纤维的方法来实现H2N-R1-SiR2O(SiR2O)iSiR2-R1-NH2式中，i是1～1000的整数，优选20～650；R可以相同或不同，其为具有1～18个碳原子的单价烃链；R1是具有2～10个碳原子的二价烃链。
本发明的有机硅化合物优选直链双有机硅氧烷，其具有连接在SiC-上的端氨基。
根据本发明，这种有机硅化合物25℃的粘度范围优选30～10 000mPa·s，更优选30～5 000mPa·s。
根据本发明，这种有机硅化合物的胺值(Aninzahl)优选在1.35mmol/g～0.035mmol/g之间，更优选在1.35mmol/g～0.042mmol/g之间。
R基团的例子包括烷基，如甲基、乙基、正丙基、异丙基、1-正丁基、2-正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、各种己基(如正己基)、各种庚基(如正庚基)、各种辛基(如各种正辛基和各种异辛基，例如2，2，4-三甲基戊基)、各种壬基(如正壬基)、各种癸基(如正癸基)、各种十二烷基(如正十二烷基)和各种十八烷基(如正十八烷基)；环烷基，如环戊基、环己基、环庚基和甲基环庚基；芳基，如苯基、萘基、蒽基和菲基；烷芳基，如邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、各种二甲苯基和乙基苯基；以及芳烷基，如苄基、α-苯乙基、β-苯乙基。
R优选为具有1～6个碳原子的烷基，更优选甲基。
R1的例子是亚乙基、正亚丙基、异亚丙基、正亚丁基、亚环己基、亚苯基和亚丁烯基。
R1优选亚烷基，更优选具有3～4个碳原子的亚烷基，特别优选正亚丙基。
本发明的具有氨基官能团的有机硅化合物可通过下述方法制备第一步包括，有短侧链的二烷基聚硅氧烷(其两侧端基上有活性Si-H基团)与N，N-二(三甲基甲硅烷基)烯丙胺，在氢化硅烷化催化剂存在下反应；第二步，所获得的α，ω-氨基亚烷基-二(有机聚硅氧烷)与甲基硅氧烷在碱性催化剂存在下循环共平衡化。
本发明水相的制备优选水性乳液或水溶液。
水性乳液优选的组成为本发明的具有氨基官能团的有机硅化合物、任选的乳化剂、酸和水。
水性乳液可以采用通常熟知的方法制备。乳液制备可以在通常适宜制备乳液的混合设备中进行，例如P.Willems教授设计、注册商标为“Ultra-Turrax”的高速定子-转子搅拌器。本发明的有机硅化合物可以采用先前方法乳化，例如剪切力乳化，或相变乳化，或通过加热乳化。
水性乳液优选含有已知的乳化剂。
阴离子型乳化剂的实例列举如下1、烷基硫酸酯，优选链长8～18个碳原子的品种，即疏水基有8～18个碳原子、且有1～40个环氧乙烷(EO)或环氧丙烷(PO)单元的烷基和烷芳基醚硫酸酯。
2、磺酸酯，优选8～18个碳原子的烷基磺酸酯、8～18个碳原子的烷芳基磺酸酯、氨基乙磺酸酯、磺基丁二酸与4～15个碳原子的一元醇或烷基酚所形成的酯或单酯，这些醇或烷基酚也可以任选用1～40个环氧乙烷单元加以乙氧基化。
3、具有8～20个碳原子的烷基、芳基、烷芳基或芳烷基的羧酸碱金属盐和铵盐。
4、磷酸部分酯及其碱金属盐和铵盐，优选具有8～20个碳原子烷基和烷芳基的磷酸酯，具有1～40个环氧乙烷单元的且有8～20个碳原子烷基或烷芳基的烷基醚或烷芳基醚的磷酸酯。
非离子型乳化剂的例子有5、仍有5～50％、优选8～20％醋酸乙烯基酯单元和聚合度500～3000的聚乙烯醇。
6、烷基聚乙二醇醚，优选具有6～40个环氧乙烷单元和8～20个碳原子烷基的品种。
7、烷芳基聚乙二醇醚，优选具有8～40个环氧乙烷单元和8～20个碳原子烷基和芳基的品种。
8、环氧乙烷/环氧丙烷(EO/PO)嵌段共聚物，优选有8～40个EO或PO单元的品种。
9、具有8～22个碳原子烷基的烷基胺与环氧乙烷或环氧丙烷的加成产物。
10、具有6～24个碳原子的脂肪酸。
11、通式为R*-O-Zo的烷基多糖苷，式中R*是具有8～24个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和的烷基链，Zo是具有平均o＝1～10的己糖或戊糖单元或其混合物的低聚糖苷链。
12、天然物质及其衍生物，例如卵磷脂、羊毛脂、皂角苷、纤维素；每个烷基最多4个碳原子的纤维素烷基醚和羧基烷基纤维素。
13、含有极性基团的线性有机(聚)硅氧烷，特别是有高达24个碳原子的和/或高达40个EO和/或PO基团的烷氧基的品种。
阳离子型乳化剂的实例列举如下14、具有8～24个碳原子的伯、仲、叔脂肪胺与醋酸、硫酸、盐酸和磷酸形成的盐类。
15、烷基和烷基苯基季胺盐，特别是具有6～24个碳原子的烷基，特别是卤化物、硫酸酯、磷酸酯和醋酸酯。
16、烷基吡啶翁、烷基咪唑啉翁和烷基恶唑翁盐，特别是烷基链有直到18个碳原子的，尤其是卤化物、硫酸酯、磷酸酯和醋酸酯。
两性乳化剂的实例可列举如下17、具有长链取代基的氨基酸，例如N-烷基-二(氨乙基)甘氨酸或N-烷基-2-氨基丙酸酯。
18、三甲铵乙内酯(Betaine)，例如具有C8～C18-酰基的N-(3-酰基氨丙基)-N，N-二甲铵盐和烷基咪唑翁三甲铵乙内酯。
优选的乳化剂是非离子型乳化剂，尤其是上述第6项列举的烷基聚乙二醇醚、上述第9项列举的烷基胺与环氧乙烷或环氧丙烷的加成产物、上述第11项列举的烷基低聚糖苷和上述第5项列举的聚乙烯醇。
含乳化剂的水性乳液用量优选0～15wt％，最优选1～10wt％，各百分数都以乳液的总重量为基准。
本发明的有机硅化合物端氨基中的氮原子可以通过添加酸使之全部或部分质子化。
可以使用有机酸或无机酸。
有机酸的例子是单羧酸，如甲酸、醋酸、丙酸、丁酸、新戊酸、山梨酸、苯甲酸、水杨酸、甲苯甲酸；二羧酸，如丁二酸(琥珀酸)、马来酸、己二酸、丙二酸和苯二甲酸。优选为单羧酸，更优选为甲酸、醋酸和丙酸。
酸类的其它例子是磺酸，例如甲磺酸、丁磺酸、三氟甲磺酸和甲苯磺酸；也可以是无机酸，例如盐酸、氢溴酸、硫酸和磷酸。但这些强酸的使用不是优选。
这些酸的用量优选0.05～5wt％，更优选0.05～1wt％，均以水性乳液的总重量为基准。
水性乳液的含水量优选20～95wt％，更优选30～85wt％，均以水性乳液的总重量为基准。
水性乳液中，所含本发明的氨基官能团有机硅化合物的含量优选为5～70wt％，更优选10～50wt％，均以水性乳液的总重量为基准。
这样的水性乳液可能要采用非水、但与水相容的溶剂加以稳定，例如异丙醇、二甘醇单甲醚、二甘醇单丁醚、二丙二醇或二丙二醇单甲醚。
所讨论的处理有机纤维的方法，例如浸渍，可以用于处理以长丝、纱线或织物薄片形式出现的各种有机纤维，例如纤维网、毡、绳、织物、毛圈或提花针织物等迄今可用有机硅化合物处理的各种织物。可用本发明方法处理的纤维的例子是由角蛋白构成的纤维，特别是羊毛、聚乙烯醇、醋酸乙烯基酯共聚物、棉花、人造丝、大麻、天然蚕丝、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚氨基甲酸酯、聚酰胺、纤维素和至少两种这样纤维的混纺纱。通过上面列举很清楚，这样的纤维可以来自天然、也可以来自合成。这些织物或织物片材可以是布卷或成衣或衣片的形式。
处理有机纤维的操作可以以任何已知的、适用于处理有机纤维的方式进行，例如本申请开始所述。
本发明方法的优点是，采用本发明有机硅化合物处理过的有机纤维手感柔软，有良好的可再润湿性，并且避免了任何高温泛黄。
织物整理实施例浸轧下表示出实施例10～16所用产品和经浸轧整理后织物的结果。
表中例16是空白样品，它用水处理(亲水性，不泛黄但也没有柔软的手感)。
表
所用实施例结果的测定方法手感柔软度(手感评分)的测定织物手感柔软度一般取决于测试者的主观感觉，因此只有周围条件能标准化，而测试本身不能标准化。可是，为了确保再现性，还是对整理后样品的手感柔软度进行了评定。为此，10名测试者对n个样品按1～n评分，n是感觉最柔软的样品，1是柔软度最差的样品。表中报告的是每个样品得分的平均值。吸水时间(亲水性)的测定整理后，将整理过的样品在23℃、相对湿度50％条件下调湿8小时，然后在织物表面滴加去离子水，水滴被织物吸收花费的时间，最长允许3分钟。进行5次测定，结果取平均值。高温泛黄(白度)的测定每块按照整理实施例处理后的干燥织物再在170℃下补充焙烘2分钟。其后在23℃、相对湿度50％条件下调湿处理8小时。然后按照E.Ganz所著“白度光度规格和比色评定”(Appl.Opt.15，1976，pages2039-2058)来测定Ganz白度。
权利要求
1.一种处理有机纤维的方法，该方法采用如下通式的、具有氨基官能团的有机硅化合物制备的水溶液对有机纤维进行处理H2N-R1-SiR2O(SiR2O)iSiR2-R1-NH2式中，i是1～1000的整数；R可以相同或不同，其为具有1～18个碳原子的单价烃链；R1是具有2～10个碳原子的二价烃链。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，式中R1为正亚丙基。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，处理有机纤维所使用的水溶液为水性乳液。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述水性乳液组成包括如权利要求1中所述的具有氨基官能团的有机硅化合物、任选的乳化剂、酸和水。
5.如权利要求1～4之一所述的方法，其特征在于，所处理的有机纤维是织物。
全文摘要
本发明涉及一种处理有机纤维的方法,其采用如下通式的具有氨基官能团的有机硅化合物制备的水溶液进行处理:H
文档编号C09D5/00GK1379147SQ02108469
公开日2002年11月13日 申请日期2002年3月29日 优先权日2001年3月29日
发明者米夏埃尔·梅斯纳, 沃尔夫冈·沙滕曼, 雷娜特·米尼希肖弗, 伊夫琳·里希特 申请人:瓦克化学有限公司