有机硅在皮革中的应用_张建雨
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Abstract:The characteristics and applications of organic silicone in leather industry were described.They were mainly used as waterproof agents,tanning agents,fatliquoring agents,finishing agents and so on.Main manufacturers and performance of organic silicone compounds used as leather chemical materials at home and abroad were reviewed.Finally, the suggestions about development of organic silicone leather chemical materials were pointed out and their applications in the future were prospected. Key words:organic silicone;leather;applications;suggestions
有 机 硅 化 合 物 既 含 有 “有 机 基 团 ”,又 含 有 “无 机 结 构 ”,这 种 特 殊 的 组 成 和 分 子 结 构 使 它 集 有 机 物 的 特性与无机物的功能于一身。与其他高分子材料相 比 ,有 机 硅 产 品 的 最 突 出 性 能 是 :耐 温 特 性 、耐 候 性 、 电气绝缘性能、生 物 特 性、低 表 面 张 力,此 外 还 具 有 透气 性、疏 水 性、柔 软 性、耐 磨 性 等 特 点。 这 些 优 异 性能为其他有机物高分子材料所不能比拟和取代, 因 而 在 航 空 航 天 、电 子 电 气 、轻 工 、化 工 、纺 织 、皮 革 、 机械、建 筑、交 通 运 输、医 疗 卫 生、工 农 业 生 产、新 兴 技术以及人们的日常生活中都获得了广泛的应用, 有机硅产品已经成 为 化 工 新 材 料 中 发 展 最 快、应 用 最广的品种之一。
Application of the Organic Silicone in Leather Industry
ZHANG Jian-yu,SANG Ying-ying
(Energy Department of Chemical Engineering,East China University of Science and Technology,Shanghai 200237,China)
力 ,已 开 发 了 许 多 性 能 优 良 的 含 硅 皮 化 材 料 ,其 中 有 一些已经达到国 际 先 进 水 平。 但 总 体 上 来 讲,国 内 的有机硅皮化材料 与 国 外 相 比,不 论 是 在 品 种 上 还 是 性 能 上 都 存 在 较 大 差 距 ,特 别 是 一 些 多 功 能 、高 效 的皮革助剂相对来 说 还 是 空 白,所 以 在 很 大 程 度 上 仍然依靠进口,这也 是 现 阶 段 国 内 皮 革 工 作 者 需 关 注的问题。
第 28 卷 第 6 期 2011 年 12 月
发展综述Biblioteka 皮 革 与 化 工LEATHER AND CHEMICALS
Vol.28 No.6 Dec.2011
有机硅在皮革中的应用
张建雨,桑莹莹
(华东理工大学能源化工系,上海 200237)
摘 要 :介 绍 了 有 机 硅 的 特 性 及 在 皮 革 工 业 中 的 主 要 应 用 ,其 主 要 用 作 皮 革 防 水 剂 、鞣 剂 、加 脂 剂 、涂 饰 剂 等 。 综 述 了 国 内 外 有 机 硅 皮 化 材 料 的 主 要 生 产 厂 家 及 产 品 性 能 。 对 未 来 发 展 有 机 硅 皮 化 材 料 提 出 了 几 点 意 见 ,并 对 其在皮革中的应用前景进行了展望。 关 键 词 :有 机 硅 ;皮 革 ;应 用 ;建 议 中 图 分 类 号 :TQ264.1 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1674-0939(2011)06-0011-05
国外 对 有 机 硅 防 水 剂 的 研 究 较 早,目 前 已 有 多 家公司生产系列产品。如巴斯夫公司的有机硅防水 剂 Densodrin S 及 新 的 防 水 剂 Xeroderm DS, Xeroderm DS 的 主 要 成 分 是 石 蜡 和 硅 氧 烷,在 铬 鞣 剂中和完全的情况 下,用 其 处 理 可 达 到 最 佳 的 防 水 效果 。 [3] 日本信越的 KF99含氢 硅 油 是 一 种 无 色 的 透明液体,具有耐 候 性,疏 水 效 果 好 等 特 性,能 在 某 些金属盐的催化 下 交 联 成 膜,具 有 防 潮、防 霉、防 锈 功 能 ,广 泛 应 用 于 皮 革 的 防 潮 、防 水 处 理 。 日 本 东 芝 的 TSF484硅油无味无毒,在触媒作用下,可在适当 温 度 下 交 联 ,在 皮 革 表 面 形 成 防 水 膜 ,是 较 好 的 防 水 剂。虽然这些产品 的 防 水 性 能 较 好,但 大 多 需 要 铬 盐 固 定 ,铬 的 加 入 给 环 境 带 来 了 一 定 的 污 染 ,且 会 对 人及动物的健康造 成 一 定 的 威 胁,所 以 研 发 无 铬 的 环境友好型皮革防水剂已经成为一种必然的发展趋 势。最近 Bayer公 司 发 明 了 一 种 以 硅 酮 为 基 础 的 XerodermP-AF 和 XerodermS-AF 防 水 材 料,不 仅 防 水 性 能 好 ,而 且 只 需 用 甲 酸 固 定 ,无 污 染 。
早 在 20 世 纪 60 年 代 美 国 联 碳 公 司 就 发 表 专 利 报道,硅三噁烷 具 有 鞣 制 作 用,而 且 可 获 得 良 好 的 防水效果,其最显著 的 优 点 在 于 制 成 的 皮 革 用 沸 水 煮后仍保持良好的屈挠性。之后美国专利报道了用 作 鞣 剂 的 聚 硅 氧 烷 ,不 过 单 独 作 为 鞣 剂 效 果 并 不 佳 , 若和铬结合使用 则 效 果 显 著。 英 国 专 利 报 道,有 机 硅化合物和氯化铬或碱式氯化铬可在一定醇溶液中
第6期
张 建 雨 ,等 :有 机 硅 在 皮 革 中 的 应 用
· 13 ·
发生反应,水解后 得 到 产 物,将 产 物 用 作 鞣 剂,鞣 制 出的皮革防水效果较好 。 [4]
中国专利也报道了多羟烷基膦-有机硅鞣剂, 与 现 有 的 鞣 剂 相 比 ,对 皮 毛 毛 被 的 破 坏 力 低 ,毛 的 损 伤小;所鞣制的皮 毛 光 泽 度 高,收 缩 温 度 高,颜 色 鲜 亮;皮 革 耐 旱、耐 老 化,具 有 良 好 的 耐 干/水 洗 性;鞣 制的皮革不含铬等 有 毒 重 金 属;鞣 剂 不 会 在 生 物 体 内累积,无 致 癌 性;生 产 工 艺 简 单,易 于 控 制、检 测, 可保障产品稳定一致 。 [5]
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皮 革 与 化 工 LEATHER AND CHEMICALS
第 28 卷
硫、氮等使有机基与 硅 原 子 相 连 接 的 化 合 物 称 为 有 机 硅 化 合 物 。 有 机 硅 化 合 物 具 有 独 特 的 结 构 :(1)硅 原子上充足的甲基可将高能量的聚硅氧烷主链屏蔽 起来;(2)碳氢键无 极 性,使 分 子 间 的 相 互 作 用 力 很 微弱;(3)硅氧键 长 较 长,且 键 角 较 大;键 能 很 高,热 稳定性 好;(4)硅 氧 键 是 具 有 50% 离 子 键 特 征 的 共 价键。 1.2 有 机 硅 化 合 物 的 分 类
随着人们消费 水 平 的 不 断 提 高,人 们 对 皮 革 性 能的要求也越来 越 高。 研 究 发 现,在 皮 革 中 添 加 一 些 助 剂 ,可 以 明 显 改 善 皮 革 制 品 的 质 量 ,并 赋 予 皮 革 一些新的性能,使 皮 革 表 面 更 加 滑 爽、柔 软、丰 满 且 有 弹 性 。 有 机 硅 材 料 具 有 表 面 张 力 低 、粘 温 系 数 小 、 压 缩 性 高 、气 体 渗 透 性 高 等 基 本 性 质 ,并 具 有 耐 高 低 温 、电 气 绝 缘 、耐 氧 化 稳 定 性 、耐 候 性 、难 燃 、憎 水 、耐 腐 蚀 、无 毒 无 味 以 及 生 理 惰 性 等 优 异 特 性 ,这 些 优 良 性能为其在皮革中 的 应 用 奠 定 了 坚 实 的 基 础,它 是 皮革化学品发展的一个重要方向。国外对有机硅皮 化材料的研究相对 较 早,开 发 的 含 硅 皮 革 助 剂 性 能 较 好 。 而 国 内 对 有 机 硅 的 研 究 始 于 1952 年 ,虽 然 与 发达国家相比起步 较 晚,但 经 过 皮 革 工 作 者 不 懈 努
随着 有 机 硅 科 学 技 术 的 快 速 发 展,有 机 硅 产 品 的种类日益增多,分 类 方 法 也 各 不 相 同。 按 分 子 构 型分类可分 为 环 状 聚 合 物、线 性 聚 合 物、梯 形 聚 合 物 、笼 型 聚 合 物 、树 形 聚 合 物 和 立 体 网 状 聚 合 物 。 按 分子主链结构分类 可 分 为 聚 有 机 硅 氧 烷、聚 硅 烷 和 杂链有机硅聚合物。按产品形态分类可分为硅油、 硅橡胶、硅树脂 和 硅 烷 偶 联 剂 等 四 大 类。 按 产 品 用 途 分 类 可 分 为 脱 模 剂 、消 泡 剂 、润 滑 剂 、密 封 剂 、织 物 整理剂、抛光剂、胶黏剂等 。 [1] 1.3 有 机 硅 化 合 物 的 性 能 及 用 途
皮革 防 水 一 直 是 人 们 关 心 的 问 题,它 直 接 影 响 到皮革的质量。有 机 硅 表 面 张 力 小,与 皮 革 纤 维 结 合 之 后 ,能 大 大 降 低 皮 革 的 表 面 张 力 ,使 得 处 理 后 的
皮 革 具 有 良 好 的 疏 水 性 ,同 时 还 赋 予 皮 革 柔 软 、滑 爽 等性能 。 [2]
1 有机硅化合物的特性
1.1 有 机 硅 化 合 物 的 结 构 有机 硅 化 合 物 是 指 分 子 中 含 有 元 素 硅,且 硅 原
子上连接 有 机 基 的 聚 合 物,通 常 也 把 那 些 通 过 氧、
收 稿 日 期 :2011-07-11 作 者 简 介 :张 建 雨 (1961- ),男 ,副 教 授 ,博 士 。
2 有机硅在皮革中的应用
皮化材料所用的 有 机 硅 主 要 是 聚 硅 氧 烷 (如 硅 油 、硅 橡 胶 、硅 树 脂 等 ),主 要 用 作 皮 革 鞣 剂 、加 脂 剂 、 防 水 剂 、防 污 剂 、光 亮 剂 、防 腐 剂 、手 感 剂 、滑 爽 剂 等 。 有机硅的综合性能 在 皮 革 助 剂 中 不 断 得 到 体 现,使 其成为目前皮化材料研究的一个热点。 2.1 皮 革 防 水 剂
国内 对 有 机 硅 皮 革 防 水 剂 的 研 究 较 晚,但 不 乏 出现一些性能优异 的 防 水 材 料,如 东 莞 市 新 硅 业 高 分子材料有 限 公 司 的 SR 系 列 防 水 剂,能 在 皮 革 表 面 形 成 特 殊 结 构 的 防 水 、憎 水 皮 膜 ,赋 予 皮 革 良 好 的 防 水 性 和 耐 水 洗 性 ,其 防 水 性 能 持 久 ,且 不 会 改 变 皮 革的透气性及手感。上海焦耳蜡业公司生产的长链 烷 基 有 机 硅 蜡 性 能 优 异 ,有 固 体 和 液 体 之 分 ,处 理 后 的皮革防水效果好且手感较好。化工部成都有机硅 研究中心研发的 WPT-S 防 水 加 脂 剂 是 一 种 具 有 防水功能的多功能材料。另外还有杭州通达皮革助 剂研究所研发的 LF-1,温 州 市 澳 博 化 工 有 限 公 司 的 AB-1,元锡县东风皮革化工厂的ZWSP,深圳市 吉鹏硅氟 材 料 有 限 公 司 的 SH- H03 等,这 些 产 品 的 防 水 性 能 优 异 ,显 著 改 善 了 皮 革 的 性 能 。 2.2 皮 革 鞣 剂
有 机 硅 化 合 物 既 含 有 “有 机 基 团 ”,又 含 有 “无 机 结 构 ”,这 种 特 殊 的 组 成 和 分 子 结 构 使 它 集 有 机 物 的 特性与无机物的功能于一身。与其他高分子材料相 比 ,有 机 硅 产 品 的 最 突 出 性 能 是 :耐 温 特 性 、耐 候 性 、 电气绝缘性能、生 物 特 性、低 表 面 张 力,此 外 还 具 有 透气 性、疏 水 性、柔 软 性、耐 磨 性 等 特 点。 这 些 优 异 性能为其他有机物高分子材料所不能比拟和取代, 因 而 在 航 空 航 天 、电 子 电 气 、轻 工 、化 工 、纺 织 、皮 革 、 机械、建 筑、交 通 运 输、医 疗 卫 生、工 农 业 生 产、新 兴 技术以及人们的日常生活中都获得了广泛的应用, 有机硅产品已经成 为 化 工 新 材 料 中 发 展 最 快、应 用 最广的品种之一。
Application of the Organic Silicone in Leather Industry
ZHANG Jian-yu,SANG Ying-ying
(Energy Department of Chemical Engineering,East China University of Science and Technology,Shanghai 200237,China)
力 ,已 开 发 了 许 多 性 能 优 良 的 含 硅 皮 化 材 料 ,其 中 有 一些已经达到国 际 先 进 水 平。 但 总 体 上 来 讲,国 内 的有机硅皮化材料 与 国 外 相 比,不 论 是 在 品 种 上 还 是 性 能 上 都 存 在 较 大 差 距 ,特 别 是 一 些 多 功 能 、高 效 的皮革助剂相对来 说 还 是 空 白,所 以 在 很 大 程 度 上 仍然依靠进口,这也 是 现 阶 段 国 内 皮 革 工 作 者 需 关 注的问题。
第 28 卷 第 6 期 2011 年 12 月
发展综述Biblioteka 皮 革 与 化 工LEATHER AND CHEMICALS
Vol.28 No.6 Dec.2011
有机硅在皮革中的应用
张建雨,桑莹莹
(华东理工大学能源化工系,上海 200237)
摘 要 :介 绍 了 有 机 硅 的 特 性 及 在 皮 革 工 业 中 的 主 要 应 用 ,其 主 要 用 作 皮 革 防 水 剂 、鞣 剂 、加 脂 剂 、涂 饰 剂 等 。 综 述 了 国 内 外 有 机 硅 皮 化 材 料 的 主 要 生 产 厂 家 及 产 品 性 能 。 对 未 来 发 展 有 机 硅 皮 化 材 料 提 出 了 几 点 意 见 ,并 对 其在皮革中的应用前景进行了展望。 关 键 词 :有 机 硅 ;皮 革 ;应 用 ;建 议 中 图 分 类 号 :TQ264.1 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1674-0939(2011)06-0011-05
国外 对 有 机 硅 防 水 剂 的 研 究 较 早,目 前 已 有 多 家公司生产系列产品。如巴斯夫公司的有机硅防水 剂 Densodrin S 及 新 的 防 水 剂 Xeroderm DS, Xeroderm DS 的 主 要 成 分 是 石 蜡 和 硅 氧 烷,在 铬 鞣 剂中和完全的情况 下,用 其 处 理 可 达 到 最 佳 的 防 水 效果 。 [3] 日本信越的 KF99含氢 硅 油 是 一 种 无 色 的 透明液体,具有耐 候 性,疏 水 效 果 好 等 特 性,能 在 某 些金属盐的催化 下 交 联 成 膜,具 有 防 潮、防 霉、防 锈 功 能 ,广 泛 应 用 于 皮 革 的 防 潮 、防 水 处 理 。 日 本 东 芝 的 TSF484硅油无味无毒,在触媒作用下,可在适当 温 度 下 交 联 ,在 皮 革 表 面 形 成 防 水 膜 ,是 较 好 的 防 水 剂。虽然这些产品 的 防 水 性 能 较 好,但 大 多 需 要 铬 盐 固 定 ,铬 的 加 入 给 环 境 带 来 了 一 定 的 污 染 ,且 会 对 人及动物的健康造 成 一 定 的 威 胁,所 以 研 发 无 铬 的 环境友好型皮革防水剂已经成为一种必然的发展趋 势。最近 Bayer公 司 发 明 了 一 种 以 硅 酮 为 基 础 的 XerodermP-AF 和 XerodermS-AF 防 水 材 料,不 仅 防 水 性 能 好 ,而 且 只 需 用 甲 酸 固 定 ,无 污 染 。
早 在 20 世 纪 60 年 代 美 国 联 碳 公 司 就 发 表 专 利 报道,硅三噁烷 具 有 鞣 制 作 用,而 且 可 获 得 良 好 的 防水效果,其最显著 的 优 点 在 于 制 成 的 皮 革 用 沸 水 煮后仍保持良好的屈挠性。之后美国专利报道了用 作 鞣 剂 的 聚 硅 氧 烷 ,不 过 单 独 作 为 鞣 剂 效 果 并 不 佳 , 若和铬结合使用 则 效 果 显 著。 英 国 专 利 报 道,有 机 硅化合物和氯化铬或碱式氯化铬可在一定醇溶液中
第6期
张 建 雨 ,等 :有 机 硅 在 皮 革 中 的 应 用
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发生反应,水解后 得 到 产 物,将 产 物 用 作 鞣 剂,鞣 制 出的皮革防水效果较好 。 [4]
中国专利也报道了多羟烷基膦-有机硅鞣剂, 与 现 有 的 鞣 剂 相 比 ,对 皮 毛 毛 被 的 破 坏 力 低 ,毛 的 损 伤小;所鞣制的皮 毛 光 泽 度 高,收 缩 温 度 高,颜 色 鲜 亮;皮 革 耐 旱、耐 老 化,具 有 良 好 的 耐 干/水 洗 性;鞣 制的皮革不含铬等 有 毒 重 金 属;鞣 剂 不 会 在 生 物 体 内累积,无 致 癌 性;生 产 工 艺 简 单,易 于 控 制、检 测, 可保障产品稳定一致 。 [5]
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皮 革 与 化 工 LEATHER AND CHEMICALS
第 28 卷
硫、氮等使有机基与 硅 原 子 相 连 接 的 化 合 物 称 为 有 机 硅 化 合 物 。 有 机 硅 化 合 物 具 有 独 特 的 结 构 :(1)硅 原子上充足的甲基可将高能量的聚硅氧烷主链屏蔽 起来;(2)碳氢键无 极 性,使 分 子 间 的 相 互 作 用 力 很 微弱;(3)硅氧键 长 较 长,且 键 角 较 大;键 能 很 高,热 稳定性 好;(4)硅 氧 键 是 具 有 50% 离 子 键 特 征 的 共 价键。 1.2 有 机 硅 化 合 物 的 分 类
随着人们消费 水 平 的 不 断 提 高,人 们 对 皮 革 性 能的要求也越来 越 高。 研 究 发 现,在 皮 革 中 添 加 一 些 助 剂 ,可 以 明 显 改 善 皮 革 制 品 的 质 量 ,并 赋 予 皮 革 一些新的性能,使 皮 革 表 面 更 加 滑 爽、柔 软、丰 满 且 有 弹 性 。 有 机 硅 材 料 具 有 表 面 张 力 低 、粘 温 系 数 小 、 压 缩 性 高 、气 体 渗 透 性 高 等 基 本 性 质 ,并 具 有 耐 高 低 温 、电 气 绝 缘 、耐 氧 化 稳 定 性 、耐 候 性 、难 燃 、憎 水 、耐 腐 蚀 、无 毒 无 味 以 及 生 理 惰 性 等 优 异 特 性 ,这 些 优 良 性能为其在皮革中 的 应 用 奠 定 了 坚 实 的 基 础,它 是 皮革化学品发展的一个重要方向。国外对有机硅皮 化材料的研究相对 较 早,开 发 的 含 硅 皮 革 助 剂 性 能 较 好 。 而 国 内 对 有 机 硅 的 研 究 始 于 1952 年 ,虽 然 与 发达国家相比起步 较 晚,但 经 过 皮 革 工 作 者 不 懈 努
随着 有 机 硅 科 学 技 术 的 快 速 发 展,有 机 硅 产 品 的种类日益增多,分 类 方 法 也 各 不 相 同。 按 分 子 构 型分类可分 为 环 状 聚 合 物、线 性 聚 合 物、梯 形 聚 合 物 、笼 型 聚 合 物 、树 形 聚 合 物 和 立 体 网 状 聚 合 物 。 按 分子主链结构分类 可 分 为 聚 有 机 硅 氧 烷、聚 硅 烷 和 杂链有机硅聚合物。按产品形态分类可分为硅油、 硅橡胶、硅树脂 和 硅 烷 偶 联 剂 等 四 大 类。 按 产 品 用 途 分 类 可 分 为 脱 模 剂 、消 泡 剂 、润 滑 剂 、密 封 剂 、织 物 整理剂、抛光剂、胶黏剂等 。 [1] 1.3 有 机 硅 化 合 物 的 性 能 及 用 途
皮革 防 水 一 直 是 人 们 关 心 的 问 题,它 直 接 影 响 到皮革的质量。有 机 硅 表 面 张 力 小,与 皮 革 纤 维 结 合 之 后 ,能 大 大 降 低 皮 革 的 表 面 张 力 ,使 得 处 理 后 的
皮 革 具 有 良 好 的 疏 水 性 ,同 时 还 赋 予 皮 革 柔 软 、滑 爽 等性能 。 [2]
1 有机硅化合物的特性
1.1 有 机 硅 化 合 物 的 结 构 有机 硅 化 合 物 是 指 分 子 中 含 有 元 素 硅,且 硅 原
子上连接 有 机 基 的 聚 合 物,通 常 也 把 那 些 通 过 氧、
收 稿 日 期 :2011-07-11 作 者 简 介 :张 建 雨 (1961- ),男 ,副 教 授 ,博 士 。
2 有机硅在皮革中的应用
皮化材料所用的 有 机 硅 主 要 是 聚 硅 氧 烷 (如 硅 油 、硅 橡 胶 、硅 树 脂 等 ),主 要 用 作 皮 革 鞣 剂 、加 脂 剂 、 防 水 剂 、防 污 剂 、光 亮 剂 、防 腐 剂 、手 感 剂 、滑 爽 剂 等 。 有机硅的综合性能 在 皮 革 助 剂 中 不 断 得 到 体 现,使 其成为目前皮化材料研究的一个热点。 2.1 皮 革 防 水 剂
国内 对 有 机 硅 皮 革 防 水 剂 的 研 究 较 晚,但 不 乏 出现一些性能优异 的 防 水 材 料,如 东 莞 市 新 硅 业 高 分子材料有 限 公 司 的 SR 系 列 防 水 剂,能 在 皮 革 表 面 形 成 特 殊 结 构 的 防 水 、憎 水 皮 膜 ,赋 予 皮 革 良 好 的 防 水 性 和 耐 水 洗 性 ,其 防 水 性 能 持 久 ,且 不 会 改 变 皮 革的透气性及手感。上海焦耳蜡业公司生产的长链 烷 基 有 机 硅 蜡 性 能 优 异 ,有 固 体 和 液 体 之 分 ,处 理 后 的皮革防水效果好且手感较好。化工部成都有机硅 研究中心研发的 WPT-S 防 水 加 脂 剂 是 一 种 具 有 防水功能的多功能材料。另外还有杭州通达皮革助 剂研究所研发的 LF-1,温 州 市 澳 博 化 工 有 限 公 司 的 AB-1,元锡县东风皮革化工厂的ZWSP,深圳市 吉鹏硅氟 材 料 有 限 公 司 的 SH- H03 等,这 些 产 品 的 防 水 性 能 优 异 ,显 著 改 善 了 皮 革 的 性 能 。 2.2 皮 革 鞣 剂