一种新型改性有机硅柔顺剂的制备方法及其应用
【技术领域】：
[0001] 本发明公开了一种新型改性有机硅柔顺剂的制备方法并将其应用于亚麻织物的 后整理工艺中，属于纺织化工技术领域。
【背景技术】：
[0002] 亚麻织物属于天然纤维素纤维，是主要的麻织物纺原料，素有"纤维皇后"的美称。 亚麻织物纺织品具有吸湿散湿快、透气性好、穿着挺括等服用性能，同时由于纤维的自身性 质，还具有天然的优良卫生性及抗菌防霉作用，良好的抗静电性和抗紫外线性能。在崇尚服 饰回归大自然的浪潮中，这些优点无疑使亚麻织物纺织品成为人们关注的焦点。但是亚麻 织物纤维的结晶度、取向度高，大分子排列整齐、紧密，导致其伸长小而弹性差，这是亚麻织 物织物最大的缺点。同时，亚麻织物织物在经受各种加工中纤维形态和织物组织结构等也 发生了很大变化，引起手感僵硬、粗糙。对亚麻织物织物进行柔软整理可以降低纤维表面的 摩擦系数，改善经炜纱之间的摩擦阻力，赋予织物持久的柔软、滑爽的手感，提高服用舒适 性。这也是提高亚麻织物产品的附加值、开发高档亚麻织物面料的有效途径之一。
[0003] 亚麻纤维的主要成分为纤维素，呈白色，除纤维素外还含有半纤维素、果胶、木质 素、含氮化合物、脂蜡质等，纤维中的非纤维素的含量占30%左右，这些杂质直接影响亚麻 纤维的物理机械性能，并使手感粗糙，色泽发黄。亚麻纤维中的杂质含量明显高于棉纤维。 亚麻的柔软处理目前有多种方法，包括化学试剂法、柔软剂及化学改性方法等。化学试剂法 就是以去除木质素为目的，可以通过某些化学反应使木质素生成不同形式的降解产物，使 部分木质素从亚麻纤维原料中溶解出来添加柔软剂是能降低纤维间摩擦系数的化学物质 化学改性方法是改变纤维的分子结构，降低纤维结晶度、取向度和初始模量，减少木质素和 果胶含量，从而改善纤维的物理机械性能，进而增加纤维材料柔软性。柔软剂按其分子结构 可分为非离子型反应性柔软剂、季按盐柔软剂和有机硅柔软剂三大类。非离子型反应性柔 软剂是利用分子中存在-羟甲基或通过-羟甲基形成活性基团，与纤维素纤维发生化学反 应，赋予耐久性的柔软效果，但N-羟甲基会造成游离甲醛超标，因此较少使用。季按盐柔软 剂使用最多的是二烷基季按盐、烷基酞胺基季按盐和咪哇型柔软剂，前两者的生物降解能 力差，而咪哇型柔软剂易使纤维泛黄。目前应用最广泛的是有机硅柔软剂，其柔软平滑作用 是由于结构中的疏水基-甲基定向排列的缘故。由于有机硅主链硅氧链具有很大的键角，因 此连接在硅原子上的甲基像张开的伞面绕着连接在其上的硅原子转动，甲基几乎能将硅氧 烷链蔽覆，非极性的甲基能使链间分子引力降低，从而使甲基硅氧烷分子呈螺旋形或线圈 形结构，而氧原子吸附在纤维表面。经有机硅柔软整理后，织物表面形成薄膜，从而获得平 滑柔软的效果。
[0004] 有机硅柔软剂整理后的织物平滑效果好，获得温暖丰满的手感，能提高织物的撕 破强力和耐磨强度，且耐高温、不泛黄，不影响印花织物的色光等优点，被国际纺织界作为 树脂整理的首选配套柔软剂。氨基改性有机硅柔软剂是侧链或端基带有氨基的聚硅氧烷。 氨基可为伯氨、仲氨、叔氨或钱盐，也可为芳香族氨。经氨基改性有机硅柔软剂整理的织物 弹性明显提高，与纤维的结合非常牢固，具有很好的耐洗效果，使其具有柔软、滑爽丰满、富 有弹性的手感，同时大大提高织物的机械性能，还具有一定的抗皱、防缩的效果。在氨基改 性有机硅柔软剂中带有氨乙基、氨丙基的有机硅的效果最好，但是氨基改性有机硅柔软剂 在受热或紫外线的影响下易泛黄，因而不宜用于浅色织物的柔软整理。因此针对亚麻纤维 特殊的纤维结构，开发一种具有高效性专一性的亚麻纤维柔顺剂，具有重要意义。
【发明内容】
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[0005] 本发明所解决的技术问题：
[0006] 本发明提供一种新型改性有机硅柔顺剂的制备方法，并将其应用于亚麻织物的后 整理工艺中，该制备方法简便易操作，成本低，适应大规模工业化生产需求；同时对亚麻织 物整理后赋予亚麻织物纤维良好的柔软性，并且具有抗皱性，其滑度和亮度也比较优异，具 有极高的市场推广价值。
[0007] 本发明提供如下技术方案：
[0008] -种新型改性有机硅柔顺剂的制备方法，包括以下步骤：
[0009] 第一步:制备催化剂：
[0010]将2g硫酸锌和2-4gD-葡萄糖酸钠固体加入100ml水中，搅拌均匀后40-45°C水浴的 超声振荡器中处理10-15分钟，制备得到催化剂溶液；
[0011] 第二步:制备改性有机硅柔顺剂：
[0012] 按照摩尔比1:3-4:2-3将聚硅氧烷和甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸正丁酯混合搅拌1-2h后升温至50-60°C，升温后添加混合重量1-1.5%的催化剂溶液，混合搅拌均匀，升温至 100-120 °C得到改性有机硅柔顺剂。
[0013] 优选的，所述聚硅氧烷为环状聚硅氧烷；
[0014] 所述甲基丙烯酸丁酯为分析纯，其添加量以甲基丙烯酸丁酯有效成分计；
[0015] 所述丙烯酸正丁酯为分析纯，其添加量以甲基丙烯酸丁酯有效成分计，以H+计酸 度值 < 0 · 69mmol/100g，阻聚剂含量为0 · 01-0 · 05%。
[0016]优选的，所述第一步中将2g硫酸锌和3gD-葡萄糖酸钠固体加入100ml水中，搅拌均 匀后42°C水浴的超声振荡器中处理10分钟，制备得到催化剂溶液。
[0017] 优选的，所述第二步中按照摩尔比1:3:2将聚硅氧烷和甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸正 丁酯混合搅拌1.5h后升温至55°C，升温后添加混合重量1.5%的催化剂溶液，混合搅拌均 匀，升温至110 °C得到改性有机硅柔顺剂。
[0018] 本发明制备得到的改性有机硅柔顺剂应用于亚麻织物的后整理工艺中，其整理液 处方：
[0019] 改性有机硅柔顺剂20_30g/L;
[0020] 工艺流程：
[0021] 预处理:将亚麻织物浸渍于醋酸钠水溶液中2min，二浸二乳，乳余率为70-80%，水 洗后晾干；
[0022] 柔顺整理:将预处理后的亚麻织物浸渍整理液10-15分钟，浴比为1:20-30;二浸二 车L，乳余率为100 % ;预烘温度为120-140°C，预烘2-3min，烘焙温度为150-170 °C，烘焙时间 为10-20s;水洗、晾干。
[0023]优选的，所述醋酸钠水溶液的质量浓度为20-25%。
[0024]亚麻纤维的大分子中每一个葡萄糖剩基含有三个羟基，羟基是较强的亲水基团， 且纤维外层存在果胶等杂质具有较高的吸湿能力，因此亚麻纤维的吸湿性好，染色性较好， 但色泽鲜艳度不如化学纤维。亚麻纤维结晶度在天然植物纤维中是比较高的，大分子链排 列规整，分子间结合力较强，纤维中缝隙孔洞较少，密度较大大分子倾角小，排列平行度高。 因此纤维的拉伸强度高，刚性较大，断裂伸长率较低，回弹性较差。亚麻纤维中非纤维素成 分含量占30%左右，亚麻纤维中的杂质含量明显高于棉纤维，因此亚麻纤维在后整理过程 中难度比较大。亚麻纤维的果胶组织和分布极为复杂，果胶分为可溶性果胶和不可溶性果 胶，可溶性果胶为细胞生长提供养料，不溶性果胶具有粘合相临细胞的功能。一般所说的果 胶是指成熟亚麻中的不溶性果胶。不溶性果胶难溶于水，可溶于浓度以上的碱液，能被酸水 解，得到半乳糖醛酸、阿拉伯糖酸、半乳糖酸、甲酸醇、乙酸等。果胶是亚麻单纤成束的必要 物质，它使单纤粘合成束，达到工艺长度。为了提高纤维的分裂度，提高纱的质量，增加纱的 支数，就必须去除多余的果胶，但脱胶量控制好，如果去除过多，纤维素被破坏，强力会大大 下降。纱中的果胶含量多，手感粗硬、毛效差，影响染料上染及牢度。
[0025] 聚硅氧烷又名有机硅油、硬泡硅油、匀泡剂、聚硅氧烷、甲基硅油、二甲基硅油、二 甲聚硅氧烷、二甲硅油，常用作高级润滑油、防震油、绝缘油、消泡剂、脱模剂、擦光剂和真空 扩散栗油等。在各种硅油中，以甲基硅油应用得最广泛，是硅油中最重要的品种，其次是甲 基苯基硅油。此外，还有乙基硅油、甲基苯基硅油、含臆硅油等。各种官能性硅油及改性硅油 主要用于特殊目的。有机硅柔软剂整理后的织物平滑效果好，获得温暖丰满的手感，能提高 织物的撕破强力和耐磨强度，且耐高温、不泛黄，不影响印花织物的色光等优点，被国际纺 织界作为树脂整理的首选配套柔软剂。
[0026] 甲基丙烯酸丁酯主要用途是造丙烯酸酯溶剂型和乳液型胶黏剂的软单体，也用于 制造丙烯酸酯类聚合物和共聚物，还用作多种事物的乳化剂、整理剂、添加剂和接合剂等， 其低黏度聚合物可用作特种涂料、纸张及皮革加工助剂、纤维处理剂、金属表面处理剂等， 主要用于制造丙烯酸酯类聚合物和共聚物。用于制造防弹玻璃和精密无线电器材，石油工 业用作油品添加剂，用作聚合物的单体，用于生产改性有机玻璃、透明胶片，制造纸张、织 物、皮革等整理剂、上光剂，用作涂料溶剂，本发明将甲基丙烯酸丁酯作为新型有机硅柔顺 整理剂的主要原料之一，制备得到的改性有机硅柔顺剂主链段可以360°自由旋转，具有良 好的柔顺性，同时侧链硅油分子中含有亲水性集团，可以明显改善整理织物的浸润性，提高 整理后织物的柔顺性。
[0027]丙烯酸正丁酯是无色液体，不溶于水，可混溶于乙醇、乙醚。丙烯酸正丁酯主要用 作有机合成中间体、粘合剂、乳化剂。本发明采用丙烯酸正丁酯作为主要原料，可以有效提 高有机硅整理剂的乳化性，可以有效解决硅油乳液不稳定，粘棍等问题，同时也可以提高整 理后织物的耐水洗性，具有较高的经济效益。
[0028]本发明的有益效果：
[0029] 1.本发明将甲基丙烯酸丁酯作为新型有机硅柔顺整理剂的主要原料之一，制备得 到的改性有机硅柔顺剂主链段可以360°自由旋转，具有良好的柔顺性，同时侧链硅油分子 中含有亲水性集团，可以明显改善整理织物的浸润性，提高整理后织物的柔顺性。
[0030] 2.本发明采用丙烯酸正丁酯作为主要原料，可以有效提高有机硅整理剂的乳化 性，可以有效解决硅油乳液不稳定，粘棍等问题，同时也可以提高整理后织物的耐水洗性， 具有较高的经济效益。
[0031] 3.本发明制备方法简便易操作，成本低，适应大规模工业化生产需求；同时对亚麻 织物整理后赋予亚麻织物纤维良好的柔软性，并且具有抗皱性，其滑度和亮度也比较优异， 具有极高的市场推广价值。
【具体实施方式】：
[0032]下面对本发明的实施例做详细的说明，本实施例在以发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但是本发明的保护范围不限于下述的实 施例。实施例中未注明具体条件的实验方案，通常按照常规条件或者制造商所建议的条件 实施。
[0033] 实施例一
[0034] -种新型改性有机硅柔顺剂的制备方法，包括以下步骤：
[0035]第一步：制备催化剂：
[0036]将2g硫酸锌和2gD-葡萄糖酸钠固体加入100ml水中，搅拌均匀后40°C水浴的超声 振荡器中处理10分钟，制备得到催化剂溶液；
[0037] 第二步:制备改性有机硅柔顺剂：
[0038] 按照摩尔比1:3: 2将聚硅氧烷和甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸正丁酯混合搅拌lh后升 温至50°C，升温后添加混合重量1%的催化剂溶液，混合搅拌均匀，升温至100 °C得到改性有 机硅柔顺剂。
[0039] 实施例二
[0040] 一种新型改性有机硅柔顺剂的制备方法，包