专利名称：聚醚胺改性硅烷溶胶、制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明属于化工技术领域，具体涉及到的织物为含有羊毛成分的混纺毛织物和全毛织物，涉及的方法为运用溶胶-凝胶法对上述织物的柔软耐洗的低温防毡缩整理，是一种聚醚胺改性硅烷溶胶对羊毛织物的柔软防毡缩整理。
背景技术：
随着人们消费水平的不断提高和日常生活工作节奏的加快，尽快解决毛织物的毡缩问题，使之具有机可洗的防毡缩性，早已成为国际上纺织品研究领域的重要课题。
目前的工业化防毡缩工艺常用的方法主要有两种一种是传统的氯化法羊毛防毡缩加工工艺，加工的过程中可释放出吸附的有机卤化物(即AOX值)，不符合清洁生产要求。第二种是采用非氯的高聚物方法，如聚氨酯涂层对羊毛防毡缩整理，这种方法由于使羊毛面料手感发硬，而不被市场所接受。利用有机改性的金属醇盐制备的溶胶，在一定条件下经缩合可形成凝胶、再经烘干最后在羊毛纤维表面形成牢固的透明多孔氧化物薄膜，从而达到良好的防毡缩效果，但这种金属醇盐制备的溶胶处理后的羊毛织物手感仍较硬，并且由于焙烘温度过高，造成羊毛织物一定的损伤。
为此，溶胶凝胶法羊毛防毡缩整理过程中，如何解决手感较硬的问题，在保证防毡缩效果的同时，如何还能提高织物耐洗性的研究显得尤为重要，为此，根据羊毛防毡缩原理，拟设计一类聚醚胺改性的有机硅醇盐，来制备相应的稳定溶胶，从而对羊毛织物进行良好的柔软耐洗的防毡缩整理加工。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚醚胺改性硅烷溶胶。
本发明的目的还提供一种上述聚醚胺改性硅烷溶胶的制备方法。
本发明的另一目的是提供一种上述聚醚胺改性硅烷溶胶的用途，用于对羊毛织物的柔软防毡缩整理。
本发明通过合成聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷前驱体，及制备相应的稳定溶胶，并通过对羊毛织物的防毡缩整理，使其产生优异的耐洗柔软防毡缩效果，从而降低溶胶处理羊毛织物手感板硬的不足，并且通过降低烘干和焙烘温度，使改性溶胶在低温下固化成膜，以期降低羊毛织物的加工损伤。
本发明的聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷具有如下的结构式 其中n＝2.2～33，分子量在440-2500之间。
本发明的方法如下所述(1)合成不同分子量的聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷的系列前驱体在60-90℃时，将γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)和聚醚胺反应1～5小时得到聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷的系列前驱体。最好在0.5-1小时内滴加到聚醚胺中，在滴加过程中保持聚醚胺溶液在60-90℃加热条件下搅拌均匀，滴加完毕后，在相同条件下继续搅拌1.5-2.5小时后，得到聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷的系列前驱体。所述的聚醚胺与γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)的摩尔比为1.05-3之间。
这种分子的结构中带有γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷及聚醚胺。分子一端是三甲氧基硅烷，水解后加热会形成网状结构而赋予羊毛防毡缩性；而分子另一端带有氨基，可以与羊毛上的羧基、羟基和巯基发生共价键和氢键结合，再加上分子间范德华力的作用，从而使织物整理效果的耐久性得到提高；同时分子中还含有一定长度的聚丙二醇链，结果使单独使用有机硅醇盐制备的溶胶，整理后的织物柔软度大幅度提高；此外，这种结构化合物制备的溶胶，经实验发现，其成膜温度大大降低。
上述的聚醚胺原料的分子量在230-2000之间，端基为双氨基或三氨基化合物，聚合度为2.2-33之间，γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为100％纯原料。
(2)聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅氧烷溶胶的制备(稳定存放半年以上)将改性后的上述硅烷前驱体与醇滴加到水(或含醇的水)中，室温搅拌条件下1-2小时内滴加完毕，然后再搅拌0.5-2小时，用酸调整pH到酸性，陈化数小时后，得到透明的改性稳定溶胶。改性前驱体、酸、醇和水的体积百分比为改性前驱体5-40％、酸0.1-0.3％、醇10-20％、水50-80％。
所述的酸为有机酸，如醋酸等。所述的醇是C1-4的醇。
溶胶含有以下两种结构化合物的混合物 其中(2)是改性硅烷的水解产物，而(3)是改性硅烷的缩合产物，n＝2.2～33，溶胶中化合物(2)的含量大于50％，小于90％；化合物(3)含量小于50％，大于10％。
本发明的聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅氧烷溶胶是一种对羊毛织物的柔软防毡缩整理剂。采用所述的改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅氧烷溶胶整理剂，将羊毛织物通过常用的两浸两轧(压力2-3Kg/cm2)→烘干→中和水洗→二次烘干。配制的溶胶产品的浓度体积百分比在5-40％范围内，烘干是在鼓风烘箱或热定型机中松弛烘干，第一次烘干温度在70-110℃，5-15分钟，然后水洗中和，再次烘干。可以赋予了羊毛织物良好的手感及优异的耐洗和防毡缩效果。
本发明具有如下的优点(1)利用聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷制备出一种新型的有机硅醇盐。
(2)解决了溶胶凝胶法羊毛防毡缩整理焙烘温度过高，降低羊毛强力的问题。
(3)聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅氧烷溶胶结构中柔软链段的存在，降低了织物经焙烘后，手感板硬粗糙的缺点，提高了织物的柔软性。
(4)改性溶胶与羊毛间的共价键合和在羊毛上形成的网状交联结构，使处理后羊毛织物的耐洗性和防毡缩性大大提高。
(5)用该溶胶处理羊毛织物，制备和整理操作过程中无甲醛及其他有毒化学物质释放，为新型的绿色环保型羊毛柔软防毡缩整理剂。
图1是本发明的聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷的红外光谱图。
具体实施例方式
实施例1聚醚胺(分子量400)改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷的制备。
在80℃时，将29.5克γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷在0.5小时内滴加到分子量为400的聚醚胺52.46克中，在滴加过程中保持聚醚胺溶液在80℃加热条件下搅拌均匀，滴加完毕后，在相同条件下继续搅拌2小时后，得到聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷的前驱体。
实施例2聚醚胺(分子量2000)改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷的制备。
在85℃时，将20克γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷在1小时内滴加到分子量为2000的177.9克聚醚胺中，在滴加过程中保持聚醚胺溶液在85℃加热条件下搅拌均匀，滴加完毕后，在相同条件下继续搅拌1.5小时后，得到聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷的前驱体。
实施例3(1)溶胶的制备将含有40ml水和40ml C1-4醇的醇水溶液滴加到20ml实施例1中的聚醚胺改性前驱体溶液中，在常温搅拌条件下1小时内滴加完毕，然后继续搅拌1小时，调整pH为3-4，放置陈化几小时后，得到透明的稳定溶胶，水解产物含量大于50％。
(2)防毡缩整理将全毛华达呢在上述溶胶整理液中两浸两轧，压力为3Kg/cm2然后在烘箱中80℃烘干10分钟，水洗中和后二次烘干。
(3)防毡缩效果测试参照IWS TM NO.31测试标准及方法，毡缩率可达到1-2％以内。
(4)柔软效果的测评以主观评价为主，布面柔软效果有一定的改善。
实施例4(1)溶胶的制备将含有60ml水和20ml C1-4醇的醇水溶液滴加到20ml实施例2聚醚胺改性前驱体溶液中，在常温搅拌条件下0.5小时内滴加完毕，然后继续搅拌1小时，调整pH为3-4，放置陈化几小时，得到透明的稳定溶胶，水解产物含量大于50％。
(2)防毡缩整理将全毛华达呢在上述溶胶整理液中两浸两轧，压力为3Kg/cm2然后在烘箱中80℃烘干5分钟，再在120℃条件下焙烘5分钟，水洗中和后烘干。
(3)防毡缩效果测试参照IWS TM NO.31测试标准及方法，毡缩率可达到1-2.5％以内。
(4)柔软效果的测评以主观评价为主，布面柔软效果有一定的改善。
实施例5(1)溶胶的制备将含有60ml水和10ml C1-4醇的醇水溶液滴加到含有10ml C1-4醇的30ml实施例2聚醚胺改性前驱体混合溶液中，在常温搅拌条件下0.5小时滴加完毕，然后继续搅拌1小时，调整pH为3-4，放置陈化几个小时，得到透明的稳定溶胶，水解产物含量大于50％。
(2)防毡缩整理将全毛华达呢在上述溶胶整理液中两浸两轧，压力为3Kg/cm2，然后在烘箱中80℃烘干5分钟，再在120℃条件下焙烘5分钟，水洗中和后烘干。
(3)防毡缩效果测试参照I.W.S TM NO.31测试标准及方法，毡缩率可达到1-2.5％以内。
(4)柔软效果的测评以主观评价为主，布面柔软效果有一定的改善。
权利要求
1，一种聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅氧烷溶胶，其特征是含有如下的结构式的混合物 其中n＝2.2～33，水解产物即化合物(2)的含量大于50％，小于90％；化合物(3)含量小于50％，大于10％。
2，一种如权利要求1所述的聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅氧烷溶胶的制备方法，其特征是采用如下方法制得(1)在60-90℃时，将γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和聚醚胺反应1～5小时得到聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷的前驱体；所述的聚醚胺与γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷的摩尔比为1.05-3；上述的聚醚胺分子量为230-2000，聚合度为2.2-33之间；(2)聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅氧烷溶胶的制备(稳定存放半年以上)将上述(1)改性后的聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷前驱体与C1-4醇在水溶剂中和室温下反应1-5小时，用酸调整pH到3-4，陈化0.5～5小时，得到透明的溶胶，化合物(2)的含量大于50％，小于90％；化合物(3)含量小于50％，大于10％。；改性前驱体、酸、醇和水的体积百分比为改性前驱体5-40％、酸0.1-0.3％、醇10-20％、水50-80％；所述的酸为醋酸；所述的化合物(3)和水解产物如权利要求1所述。
3，如权利要求1所述的聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅氧烷溶胶的制备方法，其特征是所述的聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷具有如下的结构式 n＝2.2～33。
4，一种如权利要求1所述的聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅氧烷溶胶的用途，其特征是用于对羊毛织物的柔软防毡缩整理剂。
5，如权利要求4所述的聚醚胺改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅氧烷溶胶的用途，其特征是用于对羊毛织物的柔软防毡缩整理剂的方法，将羊毛织物在所述的改性γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅氧烷溶胶中通过常用的两浸两轧(压力2-3Kg/cm2)、烘干、水洗、再次烘干；所述的溶胶浓度为体积百分比5-40％，所述的烘干是在鼓风烘箱或热定型机中松弛烘干，第一次烘干温度在70-110℃，5-15分钟。
全文摘要
本发明涉及一种聚醚胺改性γ－(2，3－环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅氧烷溶胶、制备方法和用途。系采用γ－(2，3－环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅氧烷和聚醚胺反应得到聚醚胺改性γ－(2，3－环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅氧烷的前驱体；然后反应产物再与酸、醇和水反应获得。可用于对羊毛织物的柔软防毡缩整理剂。采用低温固化工艺，结合轧－烘－焙操作过程，赋予了羊毛织物良好的手感及优异的耐洗和防毡缩效果。
文档编号D06M101/10GK1804199SQ20051011171
公开日2006年7月19日 申请日期2005年12月20日 优先权日2005年12月20日
发明者阎克路, 胡毅 申请人:东华大学