一种环氧基有机氟硅油乳液增深整理剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种环氧基有机氟硅油乳液增深整理剂，其原料组分及重量百分比含量：八甲基环四硅氧烷5～35%，三氟丙基甲基环三硅氧烷0.5～10%，3‑[(2,3)‑环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷0.1～6%，封端剂0.001～0.1%，强碱性催化剂0.001～0.1%，乳化剂0.1～2%，去离子水为余量，所述环氧基有机氟硅油乳液增深整理剂的结构式为：式中，X＝10～100；Y＝80～1000；Z＝8～80，且X、Y、Z均为整数，该增深整理剂制备方法简单、反应过程易操作，得到的乳液稳定，用于深色织物的增深后整理，增深效果显著，能提高纺织物的耐洗涤性和手感。

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧基有机氟硅油乳液增深整理剂及其制备方法，属于纺织品染整助剂技术领域。

背景技术

一种人造纤维应用广泛，它由天然纤维素经碱化而成碱纤维素，再与二硫化碳作用生成纤维素黄原酸酯，溶解于稀碱液内得到的粘稠溶液称粘胶，粘胶经湿法纺丝和一系列处理工序后即成粘胶纤维，粘胶纤维的化学组成与棉相似，表面带有大量的羟基具有良好的吸湿性，与其他纺织纤维混纺,织物柔软、光滑、透气性好。人造粘胶纤维一般采用活性染料来进行染色，由于其典型的“皮-芯”结构，在染色过程中，特别是染得深色产品时，往往会使用大量的染料，产生较多的废水，染色成本较高，对环境会造成污染，因此人们希望有色织物染色时，在染料用量较低的情况下，同时能提高织物颜色鲜艳明亮度，采用后整理方法提升粘胶纤维织物的颜色深度和鲜艳度。织物后整理增深是，将低折射率物质覆盖在纤维表面，使入射光在纤维织物的反射率降低，从而使人们在视觉上对织物的颜色产生增深的效果。通常，低折射率物质包括有机硅类树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂等，其中有机硅类树脂使用居多，经其整理的织物在增深的同时具有爽滑柔软的手感。例如，中国专利申请号201510816900.8公开了“一种织物用静电自组装增深方法”，将染色后的蚕丝织物按以下程序处理，先在聚乙烯亚胺水溶液中充分浸渍后取出，用去离子水清洗，再浸入纳米二氧化硅溶胶液中，充分浸渍后用去离子水清洗，如此完成一个周期的组装，在织物表面形成SiO₂/PEI薄膜，从而达到织物增深的效果。但是，这种方法在织物进行增深处理后，影响织物的手感，且耐洗涤性差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种环氧基有机氟硅油乳液增深整理剂及其制备方法，该增深整理剂制备方法简单、反应过程易操作，得到的乳液稳定，用于深色织物的增深后整理，增深效果显著，能提高纺织物的耐洗涤性和手感。

一种环氧基有机氟硅油乳液增深整理剂，其特征在于，该增深整理剂的原料组分及重量百分比含量：

八甲基环四硅氧烷5～35%

三氟丙基甲基环三硅氧烷0.5～10%

3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷0.1～6%

封端剂0.001～0.1%

强碱性催化剂0.001～0.1%

乳化剂0.1～2%

去离子水余量。

一种环氧基有机氟硅油乳液增深整理剂的制备方法，其特征在于，其步骤如下：

(1). 将一定量的八甲基环四硅氧烷加入到烧瓶中，升温至70～90℃水浴，将一定量的3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷与去离子水以 (3～7):1的质量比的比例混合，搅拌均匀后，缓慢滴加到上述三口烧瓶中，再加入0.05g的强碱性催化剂，反应1～3小时，再加入一定量的三氟丙基甲基环三硅氧烷，继续反应3～6小时；向上述溶液加入0.1g的封端剂，反应1～2小时，降温至50～70℃，继续反应18～24小时，冷却后得到的溶液在温度为90～110℃、压力为1～2MPa 下蒸馏30～45min，冷却至室温，即得到均匀半透明的粘稠的环氧基有机氟硅油；

(2).配制质量百分比为20～40 % 的上述步骤(1)得到的环氧基有机氟硅油，用醋酸溶液将其PH值调至中性，升温至40～80℃时，然后将乳化剂与上述环氧基有机氟硅油以重量比 (1～3)：100的比例进行水浴搅拌混合，搅拌1小时，得到环氧基有机氟硅油乳液增深整理剂， 所述环氧基有机氟硅油乳液增深整理剂的结构式为：

式中，X ＝10～100；Y＝80～1000；Z＝8～80，且X、Y、Z均为整数。

所述封端剂为六甲基二硅氧烷、五甲基二硅氧烷中的一种。

所述强碱性催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、四甲基氢氧化胺中的一种或几种。

所述的乳化剂为十二烷基苯磺酸钠。

本发明的有益效果：

1. 本发明提供了一种环氧基有机氟硅油乳液增深整理剂的制备方法采用八甲基环四硅氧烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷与环氧基硅烷偶联剂的水解物在强碱催化剂作用下反应，得到环氧基有机氟硅油乳液增深整理剂，该增深整理剂应用于后整理处理的织物，使织物具有柔软爽滑的手感，同时侧链含有氟原子，增深剂在后整理时，经高温焙烘后成膜，氟原子易富集在膜的表面，从而使得纤维表面的折射率大大降低，减少纤维表面的反射光量，使得增深效果明显。

2. 本发明制备了一种织物增深剂，这种增深剂中含有环氧基团，这样后整理高温焙烘时，环氧基团与表面上的羟基发生反应形成稳定的共价键，从而增加与纤维的粘结性，提高有色织物的色牢度与耐洗涤性。

具体实施方式

以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。

实施例一

(1). 将84g的八甲基环四硅氧烷加入到烧瓶中，升温至90℃水浴，将6g的3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷与2g的去离子水混合，搅拌均匀后，缓慢滴加到上述三口瓶中，再加入0.05g的KOH，反应3小时，再加入10g的三氟丙基甲基环三硅氧烷，继续反应4小时；向上述溶液加入0.1g的六甲基二硅氧烷反应1小时，降温至60℃，继续反应20小时，冷却得到的液体在温度100℃，压力2MPa下蒸馏45min，冷却至室温，即得到均匀半透明的粘稠的环氧基有机氟硅油；

(2).配制质量百分比为30% 的上述步骤(1)得到的环氧基有机氟硅油，用醋酸溶液将将其PH值调至中性，升温至度60℃时，然后将乳化剂十二烷基苯磺酸钠与上述环氧基有机氟硅油以重量比1.5：100的比例进行水浴搅拌混合搅拌1小时，得到环氧基有机氟硅油乳液增深整理剂。

实施例二

(1). 将82g的八甲基环四硅氧烷加入到烧瓶中，升温至90℃水浴，将8g的3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷与2g的去离子水混合, 搅拌均匀后,缓慢滴加到上述三口瓶中，再加入0.05g的KOH，反应3小时，再加入10g的三氟丙基甲基环三硅氧烷，继续反应4小时；向上述溶液加入0.1g的六甲基二硅氧烷反应1小时，降温至60℃，继续反应20小时，冷却得到的液体在温度100℃，压力2MPa下蒸馏45min，冷却至室温，即得到均匀半透明的粘稠的环氧基有机氟硅油；

(2).配制质量百分比为30% 的上述步骤(1)得到的环氧基有机氟硅油，用醋酸溶液将将其PH值调至中性，升温至度60℃时，然后将乳化剂十二烷基苯磺酸钠与上述环氧基有机氟硅油以重量比1.5：100的比例进行水浴搅拌混合搅拌1小时，得到环氧基有机氟硅油乳液增深整理剂。

实施例三

(1). 将80g的八甲基环四硅氧烷加入到烧瓶中，升温至90℃水浴，将10g的3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷与2g的去离子水混合，搅拌均匀后，缓慢滴加到上述三口瓶中，再加入0.05g的KOH，反应3小时，再加入10g的三氟丙基甲基环三硅氧烷，继续反应4小时；向上述溶液加入0.1g的六甲基二硅氧烷反应1小时，降温至60℃，继续反应20小时，冷却得到的液体在温度100℃，压力2MPa下蒸馏45min，冷却至室温，即得到均匀半透明的粘稠的环氧基有机氟硅油；

(2).配制质量百分比为30% 的上述步骤(1)得到的环氧基有机氟硅油，用醋酸溶液将将其PH值调至中性，升温至度60℃时，然后将乳化剂十二烷基苯磺酸钠与上述环氧基有机氟硅油以重量比1.5：100的比例进行水浴搅拌混合搅拌1小时，得到环氧基有机氟硅油乳液增深整理剂。

实施例四

(1). 将80g的八甲基环四硅氧烷加入到烧瓶中，升温至90℃水浴，将8g的3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷与2g的去离子水混合，搅拌均匀后，缓慢滴加到上述三口瓶中，再加入0.05g的KOH，反应3小时，再加入12g的三氟丙基甲基环三硅氧烷，继续反应4小时；向上述溶液加入0.1g的六甲基二硅氧烷反应1小时，降温至60℃，继续反应20小时，冷却得到的液体在温度100℃，压力2MPa下蒸馏45min，冷却至室温，即得到均匀半透明的粘稠的环氧基有机氟硅油；

(2).配制质量百分比为30% 的上述步骤(1)得到的环氧基有机氟硅油，用醋酸溶液将将其PH值调至中性，升温至度60℃时，然后将乳化剂十二烷基苯磺酸钠与上述环氧基有机氟硅油以重量比1.5：100的比例进行水浴搅拌混合搅拌1小时，得到环氧基有机氟硅油乳液增深整理剂。

实施例五

(1). 将82g的八甲基环四硅氧烷加入到烧瓶中，升温至90℃水浴，将8g的3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷与2g的去离子水混合，搅拌均匀后，缓慢滴加到上述三口瓶中，再加入0.1g的KOH，反应3小时，再加入10g的三氟丙基甲基环三硅氧烷，继续反应4小时；向上述溶液加入0.1g的六甲基二硅氧烷反应1小时，降温至60℃，继续反应20小时，冷却得到的液体在温度100℃，压力2MPa下蒸馏45min，冷却至室温，即得到均匀半透明的粘稠的环氧基有机氟硅油；

(2).配制质量百分比为30% 的上述步骤(1)得到的环氧基有机氟硅油，用醋酸溶液将将其PH值调至中性，升温至度60℃时，然后将乳化剂十二烷基苯磺酸钠与上述环氧基有机氟硅油以重量比1.5：100的比例进行水浴搅拌混合搅拌1小时，得到环氧基有机氟硅油乳液增深整理剂。

实施例六

(1). 将80g的八甲基环四硅氧烷加入到烧瓶中，升温至90℃水浴，将10g的3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷与2g的去离子水混合，搅拌均匀后，缓慢滴加到上述三口瓶中，再加入0.05g的KOH反应3小时，再加入10g的三氟丙基甲基环三硅氧烷，继续反应4小时；向上述溶液加入0.15g的六甲基二硅氧烷反应1小时，降温至60℃，继续反应20小时，冷却得到的液体在温度100℃，压力2MPa下蒸馏45min，冷却至室温，即得到均匀半透明的粘稠的环氧基有机氟硅油；

(2).配制质量百分比为30% 的上述步骤(1)得到的环氧基有机氟硅油，用醋酸溶液将将其PH值调至中性，升温至度60℃时，然后将乳化剂十二烷基苯磺酸钠与上述环氧基有机氟硅油以重量比1.5：100的比例进行水浴搅拌混合搅拌1小时，得到环氧基有机氟硅油乳液增深整理剂。

实施例七

(1). 将80g的八甲基环四硅氧烷加入到烧瓶中，升温至90℃水浴，将10g的3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷与2g的去离子水混合，搅拌均匀后，缓慢滴加到上述三口瓶中，再加入0.05g的KOH反应3小时，再加入10g的三氟丙基甲基环三硅氧烷，继续反应4小时；向上述溶液加入0.1g的六甲基二硅氧烷反应1小时，降温至60℃，继续反应20小时，冷却得到的液体在温度100℃，压力2MPa下蒸馏45min，冷却至室温，即得到均匀半透明的粘稠的环氧基有机氟硅油；

(2). 配制质量百分比为30% 的上述步骤(1)得到的环氧基有机氟硅油，用醋酸溶液将将其PH值调至中性，升温至度60℃时，然后将乳化剂十二烷基苯磺酸钠与上述环氧基有机氟硅油以重量比2：100的比例进行水浴搅拌混合搅拌1小时，得到环氧基有机氟硅油乳液增深整理剂。

对实施例一至实施例七中制得增深整理剂进行增深效果检测, 取增深整理剂重量为黑色真丝纤维织物重量的5%,按织物与增深整理剂的浴比为1:20加水后，升温到60℃运转20 min后，出缸，脱水，烘干，在160℃温度的鼓风干燥箱干燥5分钟，在200℃温度的鼓风干燥箱培烘40秒，取出后在桌面上放平，冷却后回潮，通过Datacolor测色仪测试，以及采用徐穆卿《印染试化验》文献、GB/T4802.3-2008、GB/T3921.1～5－2008和GB/T 8424.1～3－2001 规定的方法进行检测,结果见表1。

从表1中实施例一～实施例七的测定结果看出，利用本发明制成的织物增深整理剂乳化后乳液稳定，对黑色粘胶纤维织物有明显的增深效果，同时纺织物也有较好的柔软性和固色效果。