高親水嵌段有機硅柔軟劑CS-501的應用
                   付紹勛1， 劉建閃1， 鞠福生2， 譚玉東3
    （1. 沈陽新紀化學有限公司， 遼寧沈陽110121； 2. 大連工業大學， 遼寧大連116034；3. 大連新元化工， 遼寧大連116021）
    摘要： 考察了高親水嵌段有機硅柔軟劑CS-501耐酸、堿、鹽,耐熱等理化性能,研究了CS-501的應用性能,并與CTA、KFZ-802A進行了對比.研究結果表明:高親水嵌段有機硅柔軟劑CS-501的耐酸、堿、鹽,耐熱等理化性能優良,在滌棉織物上的親水性、柔軟性、白度、色變等應用性能達到甚至超過了CTA和KFZ-802A.
    關鍵詞： 嵌段聚硅氧烷; 柔軟劑; 親水
    中圖分類號: TQ264.1+7 文獻標識碼: B 文章編號: 1004-0439(2013)07-0039-04
    柔軟劑是一種重要的紡織品整理劑,但大多數柔軟劑整理后的織物不具有親水性,容易起靜電,穿著不夠舒適[1-2].近年來,有機硅柔軟劑在紡織品上大量應用,其中氨基硅油具有更優良的柔軟性,但整理后織物的疏水性較強[3-4].而聚醚-氨基改性聚硅氧烷解決了親水性和柔軟性的矛盾[5],是親水硅油的發展方向之一.目前市場上的典型產品有德國瓦克公司特種親水硅油CTA、日本信越公司的KFZ-802A、贏創德固賽的4001S等.沈陽新紀化學有限公司以線性端氫聚硅氧烷為原料,先后進行聚醚、環氧、氨基等多重改性,成功開發出高親水嵌段有機硅柔軟劑CS-501.本文對CS-501進行了理化性能的測試,研究了其對滌棉織物親水性、柔軟性、白度、色變等的影響,并與CTA和KFZ-802A進行了對比.
    1· 試驗
    1.1 材料及儀器
    織物:白色滌綸雙面布(193 g/m2),26 支白色棉汗布(150 g/m2).藥品:高親水嵌段有機硅柔軟劑CS-501(自制),CTA(市售),KFZ-802A(市售),分散紅FS(紹興市索佳染料有限公司),分散藍79(浙江龍盛控股有限公司).儀器:電子天平,鼓風干燥箱(上海精宏實驗設備有限公司),BK-ZC 型小軋車(正通染整設備廠),X-ritecolor-Eye 7000A測色配色儀,GT10-1型離心機(北京時代北利離心機有限公司),starlet-3(DL-6000)紅外線打樣機.
    1.2 整理工藝
    配制一定固含量的柔軟劑整理液→布樣30 ℃浸泡10 min→一浸一軋(0.2 MPa,軋余率70%~75%,pH5~6)→烘干定型[180 ℃,3 min(滌綸);150 ℃,5 min(棉)].
    1.3 分散染料染色工藝
                      
    1.4 測試   固含量:參照GB/T 5546-2007《樹脂整理劑不揮發組分的測定》測定.
    穩定性:離心穩定性:取試樣或稀釋試樣放入玻璃管中,3 000 r/min離心30 min,觀測漂油、分層情況.柔軟劑復配染料、涂料、催化劑等的穩定性:參照GB/T5548-2007《樹脂整理劑加催化劑后溶液穩定性的測定》測定.耐熱穩定性:10%的待測樣品在烘箱中50 ℃放置24 h,觀察是否出現破乳漂油等現象.
    手感:由5位具有豐富經驗的手感評價專家,從柔軟、滑爽、蓬松性等方面對織物進行評級,共1~5級,原布為1級,5級最好,取平均值作為最終的結果.親水性:用標準滴管(25滴/mL),從距離織物2 cm高處向水平鋪展的織物表面滴一滴水,用秒表測量靜態下織物吸收完一滴水所需要的時間,測量3次,取平均值(滴水法).毛細效應法參考FZ/T 01071-2008《紡織品毛細效應試驗方法》測試.
    白度:按GB/T 8425-1987,在測色配色儀上進行,將布樣折疊4層,測3次,取平均值.
    黃變色差:在色差計上,以原布為對比標準,測定整理后織物的Lab 值,計算總色差DE(越小越好).其中L 為明度值;a 為紅綠色光,正值表示偏紅光;b 為黃藍色光,正值表示偏黃光;DH 為色相差,DC 為艷度差.每塊布測4次,取平均值.采用D65光源,10°視角.
    2· 結果與討論
    2.1 CS-501理化性能
    CS-501外觀為無色透明或半透明溶液,含固量≥85%,pH為8~9(1%水溶液).穩定性測試結果如表1.

    由表1 可以看出,CS-501 的離心穩定性,耐酸、堿、鹽穩定性,耐熱穩定性良好.KFZ-802A耐堿穩定性略有不足,應用測試過程中還時常出現漂油現象,在織物上出現污漬.CS-501與樹脂催化劑、固色劑相容性良好,與勻染劑、樹脂及染料等同浴穩定性好,沒有漂油、聚集等問題.在復配穩定性上達到甚至超過CTA和KFZ-802A. 
    2.2 整理效果
    2.2.1 手感
    由表2可以看出,在滌綸雙面布及棉汗布上,CS-501 都表現出良好的手感,柔軟平滑厚實,與CTA、KFZ-802A相當.

    2.2.2 親水性
    柔軟劑整理后織物的親水性見表3.
              
    由表3可以看到,CS-501用于處理滌綸織物可以實現一滴水在1 s內完全潤濕,在棉汗布上為1~2 s,表明CS-501具有優良的潤濕性能.3只親水柔軟劑在滌綸雙面布上的親水性為KFZ-802A>CS-501>CTA,在棉汗布上為CTA>CS-501>KFZ-802A,差距較小.
    2.2.3 對染料色光的影響
    親水柔軟劑大多針對滌綸類合成纖維來使用,以分散紅FS、分散藍79為例,考察柔軟劑整理對織物色光的影響.先對白色滌綸雙面布用紅外線打樣機進行高溫高壓染色,再進行柔軟劑整理,考察色光和手感的變化,結果見表4、表5.


    由表4、5可以看出,用分散紅FS染色的布樣經柔軟劑整理后,均體現出相同的規律,即色深增大、明度L 下降、艷度DC 變艷、顏色略偏黃等.從總色差、色深、手感等來看,3者接近,只是在親水性方面有一定的差異:CTA>CS-501>KFZ-802A.
    用分散藍79染色的布樣經柔軟劑整理后的3個布樣也體現出相同的規律,即色深增大、明度下降、艷度變暗、藍綠相略有不足等.整理后布樣的總色差、色深、手感等也非常接近,親水性順序相同.
    根據CIE1976 Lab 總色差與牢度級別的關系可知,總色差≤0.4,色差為5 級;總色差≤1.3,色差為4~5級.所以以分散紅FS、分散藍79染色的滌綸織物在用CS-501進行柔軟整理后,色差為4~5級,柔軟劑整理對織物色光的影響較小.
    2.2.4 白度
    由表6可知,無論是在滌綸雙面布還是在棉汗布上,3 者的白度順序均為CS-501>CTA>KFZ-802A,CTA 與CS-501 的差距很小,KFZ-802A 則相差較多.這與CS-501的特殊結構有關,它的氨值較低,伯胺基含量更低,線性嵌段結構使得反應官能團分布更均勻,因此高溫定型時表現較好.
               
    3· 結論
    (1)高親水嵌段有機硅柔軟劑CS-501 的離心穩定性,耐酸、堿、鹽穩定性,耐熱穩定性,與染料、助劑的相容性均較好,可與樹脂整理劑、催化劑同浴整理,不會產生漂油、聚集及色花問題.CS-501在復配穩定性方面與CTA持平,比KFZ-802A略好.
    (2)CS-501 能夠賦予織物柔軟、平滑、蓬松的手感,并具有較高的親水性,尤其針對滌綸類織物,實現了親水性與手感的兼顧.
    (3)CS-501對預先染色的紅色、藍色滌綸布進行整理,色差為4~5 級,對染料色光影響較小,與CTA、KFZ-802A 相近;手感相當;親水性比CTA 略差,比KFZ-802A略好.
    (4)綜合來看,CS-501 的性能達到甚至超過了瓦克CTA和信越KFZ-802A.
    參考文獻:
[1]黃文潤.硅油及二次加工品[M].北京:化學工業出版社,2004:74-75.
[2]華明楊. 聚醚/環氧共改性親水硅油的制備方法: 中國,200610096032.1[P].2007-03-21
[3]安秋鳳,孫文革,黃良仙,等.聚醚/氨基硅油的制備及其應用[J].有機硅材料,2001,15(4):15-19.
[4]張濟邦.有機硅整理劑及其紡織產品[J].印染助劑,1998,15(1):28-32.
[5]陳榮圻.低黃變和親水性氨基聚硅氧烷的發展[J].印染助劑,2007,24(6):2-6.