专利名称：一种涤纶织物增深剂共聚乳液及制备方法
技术领域：
本发明属于纺织品助剂领域，具体的说，是一种涤纶织物增深剂共聚乳液及制备方法。
背景技术：
在目前的纺织品市场上，涤纶仿真丝产品由于其回弹性、洗可穿性、尺寸稳定性和抗皱性等优良性能是其他面料不能比的，而且防霉、防蛀、染色各项牢度好，因此越来越受消费者的欢迎，但就织物发色性、色泽深度和鲜艳度来说，逊于真丝绸，尤其近年来细旦纤维涤纶织物的开发，使染深性问题更为突出，特别表现在织物深色不深，黑色不黑，有些长丝的黑色织物给人一种白茫茫的视觉效果，有人曾经提高染料用量也无济于事，相反带来的是染色各项牢度的下降以及成本的提高。造成涤纶染深性能差的主要原因之一是涤纶纤维结构致密表面平滑，当光照射到染色的涤纶织物时，大量的入射光在织物表面上反射，仅一部分折入纤维内部，为染料所吸收。因此，用助剂和表面处理方法改变涤纶纤维的表面特性，尽量降低涤纶的反射光量是提高其表现深色效果的有效方法。本发明用一种低折射率的有机硅增深剂，对涤纶染色织物进行处理，经焙烘成膜来降低涤纶表面的反射光量，从而使织物达到浓色效果。现有技术申请号为200810060886.3的发明专利公开了一种纤维增深剂乳液及其制备方法，该技术主要针对涤纶纤维作增深处理，公开了使用乙烯基单体、羟基硅油及反应性功能单体等采用乳液聚合工艺制备，由于在合成中使用的引发剂为N-羟甲基丙烯酰胺会在织物残留对人体不利，而且经此增深剂处理后的织物手感、外观均变差，为此该增深乳液的使用受到限制。现有技术申请号为201010288531.7的发明专利公开了染色棉织物增深增艳整理剂及制备方法，但该技术主要针对染色棉织物作增深增艳处理，由于合成过程中的乳化剂全部采用含有季铵盐型的阳·离子型乳化剂，对染色棉织物作增深增艳处理效果很好，但对涤纶织物的增深效果不理想，使用同样受到限制。
发明内容
本发明公开了一种涤纶织物增深剂共聚乳液及制备方法，反应过程易操作控制、工业成本低、以水为介质，而非有机溶剂，绿色环保，不会造成环境污染。样处理厂的告知系统为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现:
一种涤纶织物增深剂共聚乳液，主要由有机倍半硅氧烷与改性氨基硅油的环氧氯烷基类化合物复配而成，
有机倍半硅氧烷，原料组成范围重量百分比为:
有机硅氧烷类单体18% 28% ；
含环氧基的硅烷偶联剂2% 7 % ;阳离子表面活性剂I % 5 %；
高HLB值的非离子乳化剂I % 5 % ；
碱性催化剂0.1 % 0.5 % ；
PH调节剂 0.1 % 0.5 % ；
硅烷水解抑制剂0.1 % 0.8 % ；
去离子水55 % 70 % ；
改性氨基硅油的环氧氯烷基类化合物，原料组成范围重量百分比为:
含双氨基的适宜分子量氨基硅油95% 98% ；
环氧氯烷基类化合物2% 5% ；
碱性催化剂0.01 0.05 %。 制备权利要求1所述涤纶织物增深剂共聚乳液的方法，包括以下步骤:
步骤I)在通氮气保护的条件下，在反应釜中加入阳离子表面活性剂，再加入高HLB值的非离子乳化剂和部分去离子水，开启搅拌器，使高HLB值的非离子乳化剂溶解在溶液中，最后加入预先配制好的一定浓度的碱性催化剂水溶液，开启加热装置调节至所需温度30 40°C ；
步骤2)在另一容器中加入全部有机硅氧烷类单体和含环氧基的硅烷偶联剂，两液混合均匀后加入加料器中，然后将配好的加料器中的反应液滴加到反应釜中，控制滴液速度，加料时间控制在2 3小时左右，加料结束后，调节反应至所需温度50 60°C，继续反应3 5小时得到带蓝光的透明液，结束反应，冷却到30°C以后，加入PH调节剂中和，补力口部分去离子水，使该乳液有机倍半硅氧烷的含量控制在20% ；
步骤3)在另一反应釜中，加入氨基硅油的环氧氯烷基类化合物改性的原料组成配比，在反应温度100 120°C的条件下，反应I 1.5小时，开启真空系统，使反应釜内保持30 60KPa真空度，继续反应I 1.5小时后，结束反应、冷却；
步骤4)改性氨基硅油与非离子型乳化剂2 3:1的比例，按常规氨基硅油方法乳化，补加去离子水调配改性氨基硅油的含量在24%，可得到带蓝光的透明液，该透明液与步骤
2)制备的有机倍半硅氧烷溶液按重量比1:1比例复配，复配液即为涤纶织物增深剂共聚乳液。进一步的，所述有机娃氧烧类单体为甲基二甲氧基娃烧、甲基二乙氧基娃烧、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷的一种或其组合；所述含环氧基的硅烷偶联剂为Y -(2，3-环氧丙氧)丙基二甲氧基娃烧、Y —(2，3-环氧丙氧)丙基二乙氧基娃烧、Y —(2，3-环氧丙氧)丙基三异丙氧基硅烷的一种或其组合；所述阳离子表面活性剂为十二烷基二甲基苄基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十四烷基二甲基苄基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵的一种或其组合；所述高HLB的非离子乳化剂的亲水亲油平衡值为16 20，为壬基酚聚氧乙烯醚如TX-40、TX-50或烷基酚聚氧乙烯醚如AE0-50的一种或其组合；所述硅烷水解抑制剂为乙二醇、丙二醇中的一种或其组合。进一步的，所述含双氨基的适宜分子量氨基硅油，其适宜分子量经GPC法测定值在8500 10000范围，氨值为0.6 ;所述环氧氯烷基类化合物为环氧氯乙烷、环氧氯丙烷、环氧氯丁烷一种或其组合；所述用于改性氨基硅油乳化的非离子型乳化剂可以为壬基酚聚氧乙烯醚如TX-1O、ΤΧ-9、TX-7或烷基酚聚氧乙烯醚如AEO-1O、AE0-9、AE0-7等的一种或
其组合。进一步的，所述碱性催化剂为季铵碱如氢氧化四甲铵(CH3)4N0H、碱金属氢氧化物如氢氧化钾、氢氧化钠中的一种或其组合；所述PH调节剂为醋酸、盐酸、硫酸的一种或其组合。本发明的有益效果是:
1)本发明采用乳液聚合技术制备了较小分子量与粒径的有机倍半硅氧烷，该物中的硅含量高，是增深剂的主要成分之一，制备方法环保无污染；
2)对含双氨基的适宜分子量氨基硅油用环氧氯烷基类化合物作适度改性，引入环氧基团，使织物处理后亲水性保持不变；
3)本发明有较明显的增深效果，织物经该增深剂处理后有害物质在织物表面无残留，属绿色环保整理剂。
具体实施例方式下面将结合实施例，来详细说明本发明。实施例一:
①在通氮气保护的条件下，在500mL的四口烧瓶中加入十二烷基二甲基苄基溴化铵12克，再加入10克TX-50(固体)和232克去离子水及I克乙二醇，开启搅拌器，转速为300rpm，使TX-50溶解在溶液中，最后加入在50克去离子水中溶解了 I克氢氧化钠的催化剂水溶液，打开恒温水浴锅调节至35°C。②在250mL烧杯中加入甲基二甲氧基娃烧90克和Y —(2，3-环氧丙氧)丙基二甲氧基硅烷10克,两液混合均匀后加入滴液漏斗,然后用滴液漏斗将配好的反应液滴加入四口烧瓶中。控制滴液速度，加料时间控制在2小时左右。加料结束后，调节反应至所需温度50°C，继续反应3小时得到带蓝光的透明液，结束反应，冷却到30°C以后，加入1.5克冰醋酸中和，补加97.5克去离子水至总量500克。此乳液有机倍半硅氧烷含量为20%
③在500mL的四口烧瓶中加入分子量8500的氨基硅油97克，环氧氯丙烷3克和氢氧化钾0.03克后开启搅拌器，转速为300rpm，升温到110°C，反应1.5小时后，开启水环式真空泵抽真空至60KPa真空度，继续反应1.5小时后，结束反应，去真空、冷却。冷却后按改性氨基硅油与乳化剂3:1的比例，加入17克TX-10U7克AE0-9组成的复合乳化剂乳化，先滴加少量醋酸中和氢氧化钾，然后一边加入少量的水一边高速搅拌，搅拌器转速为1200rpm，等顺利地使改性氨基硅油从油相转化为水相后，调低搅拌器转速为300rpm，补加去离子水，调配有机硅的含量在24%，可得到带蓝光的透明液，该液与有机倍半硅氧烷溶液按1:1比例复配，复配液即为增深剂。实施例二:
①在通氮气保护的条件下，在500mL的四口烧瓶中加入十二烷基三甲基溴化铵15克，再加入12克TX-40(固体)和232克去离子水及I克丙二醇，开启搅拌器，转速为300rpm，使TX-40溶解在溶液中，最后加入在50克去离子水中溶解了 I克氢氧化钾的催化剂水溶液，打开恒温水浴锅调节至35°C。②在250mL烧杯中加入甲基二乙氧基娃烧120克和Y —(2，3-环氧丙氧)丙基乙甲氧基硅烷12克,两液混合均匀后加入滴液漏斗,然后用滴液漏斗将配好的反应液滴加入四口烧瓶中。控制滴液速度，加料时间控制在2小时左右。加料结束后，调节反应至所需温度60°C，继续反应3小时得到带蓝光的透明液，结束反应，冷却到30°C以后，加入1.5克冰醋酸中和，倒入IOOOmL烧杯中补加去离子水，调配此乳液有机倍半硅氧烷含量为20%③在500mL的四口烧瓶中加入分子量9050的氨基硅油97克，环氧氯丙烷3克和氢氧化钾0.03克后开启搅拌器，转速为300rpm，升温到100°C，反应1.5小时后，开启水环式真空泵抽真空至60KPa真空度，继续反应2小时后，结束反应，去真空、冷却。冷却后按改性氨基硅油与乳化剂3:1的比例，加入17克TX-10U7克AEO-9组成的复合乳化剂乳化，先滴加少量醋酸中和氢氧化钾，然后一边加入少量的水一边高速搅拌，搅拌器转速为1200rpm，等顺利地使改性氨基硅油从油相转化为水相后，调低搅拌器转速为300rpm，补加去离子水，调配有机硅的含量在24%，可得到带蓝光的透明液，该乳液与步骤②有机倍半硅氧烷溶液按
I:1比例复配，复配液即为增深剂。实施例三:
①在通氮气保护的条件下，在500mL的四口烧瓶中加入十四烷基二甲基苄基溴化铵20克，再加入20克AE0-50(固体)和170克去离子水及2克乙二醇，开启搅拌器，转速为300rpm，使AE0-50溶解在溶液中，最后加入在50克去离子水中溶解了 1.5克氢氧化四甲铵的催化剂水溶液，打开恒温水浴锅调节至35°C。②在250mL烧杯中加入甲基二甲氧基娃烧112克和Y —(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷28克,两液混合均匀后加入滴液漏斗,然后用滴液漏斗将配好的反应液滴加入四口烧瓶中。控制滴液速度，加料时间控制在2小时左右。加料结束后，调节反应至所需温度50°C，继续反应5小时得到带蓝光的透明液，结束反应，冷却到30°C以后，加入2.5克冰醋酸中和。从反应器中取出倒入IOOOmL烧杯中补加去离子水，调配此乳液有机倍半硅氧烷含量为20%
③在500mL的四口烧瓶中·加入分子量10000左右的氨基硅油95克，环氧氯丙烷5克和氢氧化钾0.05克后开启搅拌器，转速为300rpm，升温到100°C，反应1.5小时后，开启水环式真空泵抽真空至50KPa真空度，继续反应1.5小时后，结束反应，去真空、冷却。冷却后按改性氨基硅油与乳化剂2:1的比例，加入25克TX-10、25克ΑΕ0-9组成的复合乳化剂乳化，先滴加少量醋酸中和氢氧化钾，然后一边加入少量的水一边高速搅拌，搅拌器转速为1200rpm,等顺利地使改性氨基娃油从油相转化为水相后,调低搅拌器转速为300rpm,补加去离子水，调配有机硅的含量在24%，可得到带蓝光的透明液，该液与有机倍半硅氧烷溶液按1:1比例复配，复配液即为增深剂。实施例四:
①在通氮气保护的条件下，在50L的反应器中加入十四烷基二甲基苄基溴化铵1.8千克，再加入0.8千克TX-50(固体)和0.8千克AE0-50(固体)、20千克去离子水及0.I千克乙二醇，开启搅拌器，转速为300rpm，使TX-50与AE0-50溶解在溶液中，最后加入在5千克去离子水中溶解了 100克氢氧化钠的催化剂水溶液，打开恒温水浴锅调节至40°C。②在25L容器中加入甲基二甲氧基娃烧9千克和Y —(2，3_环氧丙氧)丙基二甲氧基硅烷I千克,两液混合均匀后加入滴液漏斗,然后用滴液漏斗将配好的反应液滴加入反应器中。控制滴液速度，加料时间控制在2小时左右。加料结束后，调节反应至所需温度60°C，继续反应4小时得到带蓝光的透明液，结束反应，冷却到30°C以后，加入200克冰醋酸中和。从反应器中取出倒入100L容器中补加去离子水，调配此乳液有机倍半硅氧烷含量为20%
③在50L的反应器中加入分子量9500的氨基娃油9.6千克,环氧氯丙烧400克和氢氧化钾3克后开启搅拌器，转速为350rpm，升温到105°C，反应2小时后，开启水环式真空泵抽真空至60KPa真空度，继续反应2小时后，结束反应，去真空、冷却。冷却后按改性氨基硅油与乳化剂3:1的比例，加入1.7千克TX-10、1.7千克AEO-9组成的复合乳化剂乳化，先滴加少量醋酸中和氢氧化钾，然后一边加入少量的水一边高速搅拌，搅拌器转速为1200rpm，等顺利地使改性氨基硅油从油相转化为水相后，调低搅拌器转速为300rpm，补加去离子水，调配有机硅的含量在24%，可得到带蓝光的透明液，该液与有机倍半硅氧烷溶液按1:1比例复配，复配液即为增深剂。实施例五:
①在通氮气保护的条件下，在1000L的反应器中加入十二烷基二甲基苄基溴化铵25千克，再加入25千克TX-50(固体)和400千克去离子水及3千克乙二醇，开启搅拌器，转速为300rpm，使TX-50溶解在溶液中，最后加入在100千克去离子水中溶解了 2千克氢氧化钠的催化剂水溶液，打开恒温水浴锅调节至36°C。②在500L容器中加入甲基二甲氧基娃烧200千克和Y —(2，3_环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷30千克,两液混合均匀后加入滴液漏斗,然后用滴液漏斗将配好的反应液滴加入反应器中。控制滴液速度，加 料时间控制在3小时左右。加料结束后，调节反应至所需温度56°C，继续反应5小时得到带蓝光的透明液，结束反应，冷却到30°C以后，加入3 4千克冰醋酸中和，补加去离子水调配此乳液有机倍半硅氧烷含量为20%
③在1000L的反应器中加入分子量9000左右的氨基硅油190千克，环氧氯乙烷10千克和氢氧化钾80克后开启搅拌器，转速为300rpm，升温到110°C，反应2小时后，开启水环式真空泵抽真空至60KPa真空度，继续反应2小时后，结束反应，去真空、冷却。冷却后按改性氨基硅油与乳化剂2:1的比例，加入50千克TX-10、50千克ΑΕ0-9组成的复合乳化剂乳化，先滴加少量醋酸中和氢氧化钾，然后一边加入少量的水一边快速搅拌，此时搅拌器转速应尽可能的快一点，等顺利地使改性氨基硅油从油相转化为水相后，调低搅拌器转速为300rpm，补加去离子水，调配有机硅的含量在24%，可得到带蓝光的透明液，该液与有机倍半硅氧烷溶液按1:1比例复配，复配液即为增深剂。织物的增深处理
藏青与黑色涤纶织物大小30 X 20cm 经纬密为37 X 47根/CM，增深剂用量:用上述实施例五增深剂5%owf、浴比1:10，将织物在增深浴中浸溃2分钟后，离心脱水2分钟，在175°C温度的鼓风干燥箱干燥2分钟，取出后在桌面上放平，冷却后进行性能测定。表I为增深前、后L值的变化关系。__
增深前的L值增深后的L值增深度％
157 O (藏青)—13.45 一10.4 127 O (黑色) |9.6|20.0 —表I (L值越小，色泽越深)
分别用经纬密为37 X 47根/CM不同染色深度的织物作了增深处理后发现，对于L值略大的织物，增深幅度大约为10%，对原深色织物，经过该增深剂处理后增深幅度可达20%，效果显著。表2为经增深前后织物的伸长和强力变化情况。
权利要求
1.一种涤纶织物增深剂共聚乳液，主要由有机倍半硅氧烷与改性氨基硅油的环氧氯烷基类化合物复配而成，其特征在于 有机倍半硅氧烷，原料组成范围重量百分比为 有机硅氧烷类单体18% 28% ； 含环氧基的硅烷偶联剂2% 7 % ; 阳离子表面活性剂I % 5 %； 高HLB值的非离子乳化剂I % 5 % ； 碱性催化剂O. I % O. 5 % ； PH调节剂 O. I % O. 5 % ； 硅烷水解抑制剂O. I % O. 8 % ； 去离子水55 % 70 % ； 改性氨基硅油的环氧氯烷基类化合物，原料组成范围重量百分比为 含双氨基的适宜分子量氨基硅油95% 98% ； 环氧氯烷基类化合物2% 5% ； 碱性催化剂O. 01 O. 05 %。
2.制备权利要求I所述涤纶织物增深剂共聚乳液的方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤I)在通氮气保护的条件下，在反应釜中加入阳离子表面活性剂，再加入高HLB值的非离子乳化剂和部分去离子水，开启搅拌器，使高HLB值的非离子乳化剂溶解在溶液中，最后加入预先配制好的一定浓度的碱性催化剂水溶液，开启加热装置调节至所需温度30 40°C ； 步骤2)在另一容器中加入全部有机硅氧烷类单体和含环氧基的硅烷偶联剂，两液混合均匀后加入加料器中，然后将配好的加料器中的反应液滴加到反应釜中，控制滴液速度，加料时间控制在2 3小时左右，加料结束后，调节反应至所需温度50 60°C，继续反应3 5小时得到带蓝光的透明液，结束反应，冷却到30°C以后，加入PH调节剂中和，补力口部分去离子水，使该乳液有机倍半硅氧烷的含量控制在20% ； 步骤3)在另一反应釜中，加入氨基硅油的环氧氯烷基类化合物改性的原料组成配比，在反应温度100 120°C的条件下，反应I I. 5小时，开启真空系统，使反应釜内保持30 60KPa真空度，继续反应I I. 5小时后，结束反应、冷却； 步骤4)改性氨基硅油与非离子型乳化剂2 3 :1的比例，按常规氨基硅油方法乳化，补加去离子水调配改性氨基硅油的含量在24%，可得到带蓝光的透明液，该透明液与步骤2)制备的有机倍半硅氧烷溶液按重量比I :1比例复配，复配液即为涤纶织物增深剂共聚乳液。
3.根据权利要求2所述的制备涤纶织物增深剂共聚乳液的方法，其特征在于所述有机硅氧烷类单体为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷的一种或其组合；所述含环氧基的硅烷偶联剂为Y —(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基娃烧、Y —(2，3-环氧丙氧)丙基二乙氧基娃烧、Y —(2，3-环氧丙氧)丙基二异丙氧基硅烷的一种或其组合；所述阳离子表面活性剂为十二烷基二甲基苄基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十四烷基二甲基苄基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵的一种或其组合；所述高HLB的非离子乳化剂的亲水亲油平衡值为16 20，为壬基酚聚氧乙烯醚如TX-40、TX-50或烷基酚聚氧乙烯醚如ΑΕ0-50的一种或其组合；所述硅烷水解抑制剂为乙二醇、丙二醇中的一种或其组合。
4.根据权利要求2所述的制备涤纶织物增深剂共聚乳液的方法，其特征在于所述含双氨基的适宜分子量氨基硅油，其适宜分子量经GPC法测定值在8500 10000范围，氨值为O. 6 ;所述环氧氯烷基类化合物为环氧氯乙烷、环氧氯丙烷、环氧氯丁烷一种或其组合；所述用于改性氨基硅油乳化的非离子型乳化剂可以为壬基酚聚氧乙烯醚如ΤΧ-10、ΤΧ-9、ΤΧ-7或烷基酚聚氧乙烯醚如AEO-IO、ΑΕΟ-9、ΑΕ0_7等的一种或其组合。
5.根据权利要求2所述的制备涤纶织物增深剂共聚乳液的方法，其特征在于所述碱性催化剂为季铵碱如氢氧化四甲铵(CH3) 4Ν0Η、碱金属氢氧化物如氢氧化钾、氢氧化钠中的一种或其组合；所述PH调节剂为醋酸、盐酸、硫酸的一种或其组合。
全文摘要
本发明公开了一种涤纶织物增深剂共聚乳液及制备方法，制备有机倍半硅氧烷，将氨基硅油的环氧氯烷基类化合物改性，然后将有机倍半硅氧烷与改性氨基硅油的环氧氯烷基类化合物复配而成。本发明采用乳液聚合技术制备了较小分子量与粒径的有机倍半硅氧烷，该物中的硅含量高，是增深剂的主要成分之一，制备方法环保无污染，对含双氨基的适宜分子量氨基硅油用环氧氯烷基类化合物作适度改性，引入环氧基团，使织物处理后亲水性保持不变。本发明有较明显的增深效果，织物经该增深剂处理后有害物质在织物表面无残留，属绿色环保整理剂。
文档编号D06M101/32GK103255618SQ20121041974
公开日2013年8月21日 申请日期2012年10月29日 优先权日2012年10月29日
发明者谢洪德, 高正宏, 蒋耀兴 申请人:苏州大学