一种高牢度有机硅高弹涂层胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及纺织品涂层加工技术领域，具体涉及一种用于织物涂层的高牢度有机硅高弹涂层胶及其制备方法。

背景技术

有机硅类涂层胶由于其优良的力学性能、高弹性、耐高低温性、耐气候性、柔滑性、拒水性及生理惰性等特点，在纺织行业中已经得到了广泛应用。其中以有机硅高弹涂层胶为主体的纸感胶涂层，涂后织物纸质感强，弹性好，硬而不脆，挺而不折，同时具有优异的防水透湿性能，并增强织物的抗撕裂强度和抗皱性能，此类风格涂层得到了广泛的应用，尤其是在棉、麻类面料上配合色浆进行刮色涂层，再经水洗后制成成衣，其质感悬垂挺括、回弹抗皱，且透气透湿，使面料更适合服用。但其不足之处在于，现有的此类有机硅高弹涂层胶往往牢度一般，固色效果较差，尤其做深色涂层时，经水洗后颜色掉色较重，效果大打折扣的同时造成了颜料色浆的浪费。

CN103898766A专利公开了“一种高弹挺刮有机硅织物涂层剂及其制备方法”，以羟基硅油、甲基硅油、含氢硅油混合物为涂层胶主体，加入偶联剂、有机锡催化剂等助剂混匀得到高弹挺刮有机硅织物涂层剂，涂层后可使织物获得高弹挺刮兼平滑油润的手感。其主胶所用的羟基硅油粘度较低(50000-200000mPa·s)，且均为线性体，配以含氢硅油进行脱氢反应产生交联，所成胶膜的交联密度及牢度较低；且主胶中还加入了大量的甲基硅油起增塑和润滑作用，同样降低了成膜的弹性及牢度，无法满足色涂时的牢度要求。

CN110158321A专利公开了“一种有机硅纺织涂层胶及其制备方法”以α,ω-二羟基封端聚二甲基硅氧烷和气相白炭黑在真空条件下搅拌得到主胶，加入交联剂、偶联剂以及有机钛和有机铋的复配催化剂，再于真空条件下搅拌，得到固化快且贮存稳定性好的单组分脱羧型有机硅纺织涂层胶，可以有效改善对织物表面的粘接性。其主胶所用的α,ω-二羟基封端聚二甲基硅氧烷粘度较低(8000-150000mPa·s)，且均为线性，所成胶膜的交联密度较低，弹性不足，而且加入了较多份数的白炭黑作为补强剂，会影响成膜后的弹性手感；加入较多白炭黑后胶水粘度大大增加，不容易下渗到织物内部发生包覆交联，尤其在涂较厚的织物时牢度较差，无法满足色涂时的牢度要求。

发明内容

为此，本发明提供一种用于织物涂层的高牢度有机硅高弹涂层胶及其制备方法，以解决现有涂层胶的弹性及牢度低，不能满足需要等问题。本发明通过其对织物进行涂层整理，使织物具有纸质感，高回弹性、抗皱性、滑爽性，在色涂时具有良好的干、湿摩擦牢度及耐洗牢度。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明一方面提供的一种高牢度有机硅高弹涂层胶，是由包括以下份数的原料α,ω-二羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)800-1200份、对甲基苯磺酸10-20份、三乙醇胺8-16份、α,ω-端羟基硅油(线性体)1-3份、甲苯65-75份、交联剂3-6份、偶联剂1-3份、催化剂2-4份制备而成。

进一步的，所述α,ω-二羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)的粘度是在25℃下粘度为20000-120000mPa·s。

进一步的，所述α,ω-端羟基硅油的粘度是在25℃下粘度为50-120mPa·s。

进一步的，所述交联剂为甲基三乙酰氧基硅烷、乙基三乙酰氧基硅烷、丙基三乙酰氧基硅烷中的一种或几种。

进一步的，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷其一、γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种。

进一步的，所述催化剂为异辛酸铋和/或异辛酸锌。

根据本发明另一方面提供的一种高牢度有机硅高弹涂层胶的制备方法，所述方法包括：

步骤一，先取α,ω-二羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)800-1200份、对甲基苯磺酸10-20份、三乙醇胺8-16份、经捏合催化、低温缩聚、中和后得到生胶；

步骤二，再取生胶24-32份、α,ω-端羟基硅油(线性体)1-3份、甲苯65-75份于不锈钢釜中搅拌化料均匀，得到基础胶；

步骤三，再于基础胶中加入交联剂3-6份、偶联剂1-3份、催化剂2-4份搅拌均匀，得高牢度有机硅高弹涂层胶。

作为示例，本发明的高牢度有机硅高弹涂层胶的制备方法为：

1、于Z型捏合机中加入α,ω-二羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)1000份、对甲基苯磺酸10-20份，常温捏合1小时后出料，置于-5～-15℃冷库中放置24-48小时，再返回捏合机中加入8-16份三乙醇胺捏合1小时，充分中和后得到生胶(I)；

2、取生胶(I)24-32份、α,ω-端羟基硅油(线性体)1-3份、甲苯65-75份加入不锈钢釜中化胶，搅拌均匀至无块透明，得到基础胶(II)；再加入交联剂3-6份、偶联剂1-3份、催化剂2-4份搅拌均匀，得产品。

由于交联剂、偶联剂和催化剂的加入会使产品有一定的使用时效，故应在使用前再加入基础胶(II)中得最终产品。

所述α,ω-二羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)优选粘度为20000-120000mPa·s(25℃)；

所述α,ω-端羟基硅油(线性体)优选粘度为50-120mPa·s(25℃)；

所述交联剂为甲基三乙酰氧基硅烷、乙基三乙酰氧基硅烷或丙基三乙酰氧基硅烷；

所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷；

所述催化剂为异辛酸铋或异辛酸锌；

产品技术指标：

外观：无色透明粘稠液体；

含固量：25-35％；

粘度：30000-60000mPa·s(25℃)。

本发明具有如下优点：

本发明高牢度有机硅高弹涂层胶，其采用线性的中等粘度α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(107胶)，在酸性条件下催化缩合，产生一定程度的交联反应，使分子链中的羟基由线性的两端变成多端型，然后再于低温条件下继续催化缩合形成超大分子量的网状交联结构，最后经中和得到稳定的高粘度超大分子生胶(粘度1000万以上)，具有优异的弹性及多羟基交联骨架；经甲苯溶胶化料后可得到粘度及含量适中的基础胶水，具有良好的流动性和可涂性，涂覆于织物表面后会快速渗入织物内部；同时配以配以适量小分子α,ω-端羟基硅油(线性体)，增加了足量的硅羟基做为交联点，在交联剂和偶联剂的作用下，经高温催化后于织物表面及内部快速形成牢固致密的大分子膜，大大提升涂层织物的弹性、抗皱性能，且具有良好的粘接牢度，耐摩擦牢度及耐水洗性能。

本发明的高牢度有机硅高弹涂层胶所选用的交联剂为脱酸型的甲基/乙基/丙基三乙酰氧基硅烷，经烘干催化后与主胶中的硅羟基发生缩合交联，形成大分子网状结构，与传统脱醇型的硅烷交联剂相比，其与织物的粘接性能更优；选用的偶联剂均为含氨基类型，在与主胶发生缩合交联同时，其另一端活性的氨基基团、环氧基团能与纤维表面的活性基团如羟基、氨基、羧基、酯基等进行交联反应，形成稳固的化学键，提高了涂层对织物的结合牢度，从而提高了织物的耐摩擦牢度及耐水洗牢度。

本发明的高牢度有机硅高弹涂层胶的制备过程使用的催化剂选择异辛酸锌和异辛酸铋属于环保类催化剂，符合国内外各类法规，可以代替有机锡类催化剂，其催化速率较为温和，催化效果可以达到有机锡类水平。

本发明的用于织物涂层的高牢度有机硅高弹涂层胶具有高回弹性，抗皱性，高弹挺括手感及滑爽性等特点的同时，具有良好的涂层牢度，尤其是在加色涂层时有较高的干、湿摩擦牢度以及水洗牢度。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例均按原料质量配比。

实施例1

本实施例提供一种高牢度有机硅高弹涂层胶的制备方法：

1、于Z型捏合机中加入粘度为20000mPa·s的α,ω-二羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)1000份、对甲基苯磺酸10份，常温捏合1小时后出料，置于-5～-15℃冷库中放置48小时，再返回捏合机中加入8份三乙醇胺捏合1小时，充分中和后得到生胶(I)；

2、取生胶(I)24份、α,ω-端羟基硅油(线性体)1份、甲苯75份加入不锈钢釜中化料，搅拌均匀至无块透明，得到基础胶(II)；再加入甲基三乙酰氧基硅烷3份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1份、异辛酸铋2份搅拌均匀，得产品。

实施例2

本实施例提供一种高牢度有机硅高弹涂层胶的制备方法：

1、于Z型捏合机中加入粘度为50000mPa·s的α,ω-二羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)1000份、对甲基苯磺酸10份，常温捏合1小时后出料，置于-5～-15℃冷库中放置48小时，再返回捏合机中加入8份三乙醇胺捏合1小时，充分中和后得到生胶(I)；

2、取生胶(I)24份、α,ω-端羟基硅油(线性体)1份、甲苯75份加入不锈钢釜中化料，搅拌均匀至无块透明，得到基础胶(II)；再加入乙基三乙酰氧基硅烷4份、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷2份、异辛酸锌2份搅拌均匀，得产品。

实施例3

本实施例提供一种高牢度有机硅高弹涂层胶的制备方法：

1、于Z型捏合机中加入粘度为50000mPa·s的α,ω-二羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)1000份、对甲基苯磺酸15份，常温捏合1小时后出料，置于-5～-15℃冷库中放置36小时，再返回捏合机中加入12份三乙醇胺捏合1小时，充分中和后得到生胶(I)；

2、取生胶(I)28份、α,ω-端羟基硅油(线性体)2份、甲苯70份加入不锈钢釜中化料，搅拌均匀至无块透明，得到基础胶(II)；再加入丙基三乙酰氧基硅烷5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份、异辛酸铋3份搅拌均匀，得产品。

实施例4

本实施例提供一种高牢度有机硅高弹涂层胶的制备方法：

1、于Z型捏合机中加入粘度为80000mPa·s的α,ω-二羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)1000份、对甲基苯磺酸15份，常温捏合1小时后出料，置于-5～-15℃冷库中放置36小时，再返回捏合机中加入12份三乙醇胺捏合1小时，充分中和后得到生胶(I)；

2、取生胶(I)28份、α,ω-端羟基硅油(线性体)2份、甲苯70份加入不锈钢釜中化料，搅拌均匀至无块透明，得到基础胶(II)；再加入甲基三乙酰氧基硅烷4份、γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷2份、异辛酸锌3份搅拌均匀，得产品。

实施例5

本实施例提供一种高牢度有机硅高弹涂层胶的制备方法：

1、于Z型捏合机中加入粘度为80000mPa·s的α,ω-二羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)1000份、对甲基苯磺酸20份，常温捏合1小时后出料，置于-5～-15℃冷库中放置24小时，再返回捏合机中加入16份三乙醇胺捏合1小时，充分中和后得到生胶(I)；

2、取生胶(I)32份、α,ω-端羟基硅油(线性体)3份、甲苯65份加入不锈钢釜中化料，搅拌均匀至无块透明，得到基础胶(II)；再加入乙基三乙酰氧基硅烷5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份、异辛酸铋4份搅拌均匀，得产品。

实施例6

本实施例提供一种高牢度有机硅高弹涂层胶的制备方法：

1、于Z型捏合机中加入粘度为120000mPa·s的α,ω-二羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)1000份、对甲基苯磺酸20份，常温捏合1小时后出料，置于-5～-15℃冷库中放置24小时，再返回捏合机中加入16份三乙醇胺捏合1小时，充分中和后得到生胶(I)；

2、取生胶(I)32份、α,ω-端羟基硅油(线性体)3份、甲苯65份加入不锈钢釜中化料，搅拌均匀至无块透明，得到基础胶(II)；再加入丙基三乙酰氧基硅烷6份、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷3份、异辛酸锌4份搅拌均匀，得产品。

对比例1

本对比例所用产品为某公司市售溶剂型纸感涂层胶TF-360。

对比例2

本对比例所用产品为某公司市售溶剂型高弹涂层胶DK-781。

对比例3

本对比例根据专利CN110158321A实施例1的方法提供一种有机硅纺织涂层胶。

实验例1

本实验例是对高牢度有机硅高弹涂层胶涂层应用性能进行测试：

将实施例1-6及对比例1-3各取100份，每例均加入硅胶专用色浆10份，搅拌均匀制成色涂胶，然后分别在未经防泼水处理的纯棉(规格：40*40/133*72斜纹)和麻粘(规格：7*7/30*30)基布上进行涂层，于160-170℃下焙烘2分钟；

耐水洗测试：按GB/T 8629-2017《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》(5N程序，10次，烘干)；及GB/T 250-2008《纺织品色牢度试验评定变色用灰色样卡》

干、湿摩擦牢度：按GB/T 3920-2008《纺织品色牢度实验耐摩擦色牢度》；

高弹挺括效果评定：以6人对手感的综合评价结果为准，+++++为最好，+为最差。

检测结果如表1和表2所示。

表1纯棉基布涂层后测试数据

表2麻粘基布涂层后测试数据

由表1和表2可以看出，经实施例1-6涂层后的织物在干、湿摩擦牢度及耐水洗牢度测试中基本都能达到4级水平，且明显好于现有市售的同类产品及专利CN110158321A实施例1提供的有机硅纺织品涂层胶。说明本发明实施例提供的高牢度有机硅高弹涂层胶具有优异的干、湿摩擦牢度、耐水洗牢度及高弹挺括手感。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。