织物用有机硅涂层剂研究新进展

１４ 力 学性能佳 ．
四异丙基钛酸酯 、Ｎ Ｏ ａ Ｈ、氯铂酸 ）等配成有机
硅 涂层 组 合物 ，用作 纺织 品涂 层 。固化后 的涂 层
有机硅弹性体 的拉伸强 度最 大可达 约 １ Ｐ ， ０Ｍ ａ 拉断伸长率在 １ ０倍左右 。用 ＷＡ Ｋ ＲＥＬＲ２０ ／ Ｃ Ｅ Ｉ ６０Ａ Ｂ 涂层 剂涂 覆后 的尼 丝纺 织物 ，其 撕裂 强度 和 断裂 强力 均 有 显 著 增 加 ，这 为 其 它 类 型 的涂 层 剂 所
四硅 氧烷 或 不 饱 和 胺 、嘧 啶 、炔 醇 ） 配 成 有 机 硅 组合 物 ，该组 合物 涂 于安全 气囊 的 内表 面 ，形 成 的保 护涂 层 能提高 其 高温力 学性 能和 与基材 粘
１ ５ 生理 惰性 （ 毒性 ） ． 无
由于有机 硅属 半无 机半 有机 高分 子材 料 ，纯 的二 甲基 硅油 无毒 ，对 皮肤 无刺 激 ，可 大量用 于 食 品 、化 妆 品 、药 品 。正 是 此 特 点 ，使 它 具 有其 它聚 合物 所不 具有 的生 理 隋性 。
ｓ 原子 采 用 ｓ 杂 化 并 连 有 有 机 基 团 （ 甲 基 ｉ ｐ 如
等） ，属 半无机 半 有机 高 分 子类 化 合 物 。 当有 机 硅涂 于织 物表 面后 ，硅氧偶 极 的氧会 指 向纤维 织
物表面 ，而甲基 向外伸向空气 ，并在纤维织物表 面形 成定 向排 列 ＿ ， 甲基 等 有 机 基 团 把 高 能 量 ８ Ｊ
有机 硅涂 层剂 能赋 予 织 物 很 强 的撕 裂 强 度 ，
有 持久 的压 力保 持特 性 。将 黏度 为 １０～ ０ ａｓ ０ ５０Ｐ ・
的含 烯 烃 基 的 硅 油 、含 氢 硅 油 、烷 氧 基 硅 烷
突 出的透 水 汽性 ，优 异 的柔 韧 性 和 耐 紫 外线 性 ， 广泛 用 于雨衣 、雨 伞 、篷 布 、航 海 服 、婴 儿 裤 、 热气球 、滑 雪衫 、防 护 服 等织 物 的 整 理 ’－ ］ “ １。 ２ 按主 要成 分划 分 ，有机 硅涂层 剂 分为 混配 型和 改 性 型 两类 。
氧烷 ［ 聚合度不 高于 １０ ５ ，黏度 ４—１０ｍ ａ ｓ ０ Ｐ ・ （ ５Ｃ，下 同 ） 、至 少 含 三 个 反 应 性 基 团 （ ２ｑ ］ 即
０ ５ ～１ 的 含 环 氧 基 、巯 基 、氨 基 、脲 基 等 ．％ ％
官 能 团的硅烷 偶联 剂 （ ３一氨 丙基 三 甲氧 基 硅 如
烷 、３一缩水 甘油 醚氧 基丙基 三 甲氧基 硅烷 、３一
巯丙 基 三 甲氧基硅 烷 等 ）混 匀 ，制得 有机 硅 涂层
剂 。该涂 层 能赋予 织物 高 弹松脆兼 平 滑油润 的手
是亚硫酸或氢卤酸 、氨基磺酸等 ，而固体微粒可 用 云 母 、石 墨 、聚 乙 烯 、聚 丙 烯 等¨ 。 Ｇ． Ｄ Ｂ ｄｅ 等人用 Ｏ ∞一乙烯基二 甲基硅氧基 聚 ． ｕｄｎ ／ ，
二 甲基 硅氧烷 或 端羟 基聚 二 甲基聚 甲基 乙烯 基硅
感 ｌ 。薛秉 荣 先 将 ３ ～１ ％ 的有 机 硅 表 面 活 １ ％ ５ 性剂 、３ ～１％ 的硅 烷 偶 联 剂 、４ ％ 一 ０ 熔 ％ ０ ０ ６％
凝二 氧化硅 和 １％ 一 ４ 的水混 合 ，经球 磨 、 ５ ５％ １０ 目滤 网过 滤 ，配成 Ａ组 分 ；再将 ８ ％ ～ ８ ２ ６ ９ ％
的氟 树脂 乳 液 （ 聚 四 氟 乙 烯 或 氟橡 胶 质 量 分 如
数 为 ６ ％ 的 乳 液 ） ． ％ ～５ 的 玻 璃 珠 、 ０ 、０ ５ ％ ０ ５ ～ ％ 的珍珠 岩 、０ ５ ～ ． ％ 的 Ｆ ．％ ５ ． ％ ３５ Ａ系 列
第 ２期
黄 良仙 等 ．织物Ｊ 有机硅涂层剂研究新进展 Ｅ ｝ ｊ
强度 、永 久 弹性 和对织 物 良好 的粘接 牢 度 。通 用
剂 （ 度 ２～５ Ｐ ・，如 甲基 三 甲氧 基 硅 烷 、 黏 ５ｍ ａ ｓ 甲基 三氢硅 烷 等 ）和能使 两者 反应 的催 化剂 （ 如
型有机硅 弹性体 的脆化点为 一 ０～一 Ｏ℃ ，一 ５ ６ 般在 室外 的使 用寿 命可 达 １ ０年之 久 ’ 。 Ｊ
１％ 的含氢基硅油 （ ０ 活性氢质量分数为 ０４ ～ ．％ １６ ） ． ％ ，搅 拌 ０ ５ｈ ． ，得 黏 度 为 ８ ０～３ ０ ａ ｓ的 ０Ｐ ・
Ａ组分 ；再 将 其 和 ０ ５ ～３ 的 有 机 锡 催 化 剂 ．％ ％ （ 二 月桂 酸 二 丁 基 烯 、二 乙 酸 二 丁基 锡 等 ） 如 、
２ １ 混 配型有 机硅 涂层 剂 ．
（ ３～甲基 丙 烯 酰 氧 丙 基 三 甲 氧 基 硅 烷 等 ） 如 、 ＳＯ 微粉 、锆 配 合 物 （ 四 乙 酰 丙 酮锆 等 ） 和 ｉ 如
催化剂 （ 氯铂酸醇溶液或氯铂酸烯基化合物）制
成硅橡胶组合物 ，涂于难粘织物表面，于高温高 湿 环境 下 长 时 间 暴 露 ，仍 显 示 有 很 强 的 粘 接
有机硅涂层剂在 ２ 世纪 ７ ０ ０年代由德国瓦克 公司开发成功 ，其后美国道康宁公司、日 本信越
化学公 司等也相 继推 出各 自的有 机硅 涂层剂 并投 放 市场 ，我 国研 究 相 对 较 晚 。本 文 综 述 了 近 年来 新研 发 的织 物用 有机 硅涂层 剂 的制备 方法 和
应用 情况 。
技 术 进 展
荫 材，１２（：２ １ 讯 料２ ， ２ １～６ 硅 ０ ６ ）１１ ２
ＳＬ Ｃ Ｉ Ｉ ＯＮＥ ＭＡＴ ＲＩ Ｅ ＡＬ
织物 用 有 机硅 涂 层 剂 研 究 新 进展
黄 良仙 ，郭能 明 ，杨 军胜 ，安秋风
（ 陕西科技 大学化学 与化工学 院，西安 ７０ ２ ） １０ １
接性能 。Ｔ Ｎ ｚｅ等人将 含烯烃基 的聚硅 氧 ．ｏ ｏ 烷 、含 氢硅 油 、硅粉 、硅 氢反 应催化 剂 配成硅 橡
胶 组 合 物。 经 其 涂 覆 的 织 物 的 伸 长 率 ≥
８ ０％ １１ ０ ６
，
用作 安全 气袋 、充 气 性救 生 艇 等 ，具
２ 有 机 硅 涂 层 剂 的 制 备 和 应 用
摘要 ：简要 介绍 了有机硅 涂层 剂的特性 ，着重阐述 了近年来新研发 的织物 用有机硅 涂层剂 的制备 方 法 及应 用，指 出了今后 有机硅涂层剂的研 究方向。 关键词 ：有机硅 ，聚硅 氧烷 ，涂层 剂，涂层胶 ，涂层 织物 中图分类号 ：Ｔ １５５７ Ｑ １ Ｓ９ ．９ ，Ｔ ２９ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ ４６ ２ １ ）０ ０ １ ０ ０９— ３ ９（０ ２ ２— １２— ５
且 ｓ 一ｓ 键角大 （４ 。 ，使 ｓ 原子上的侧 ｉ 一０ ｉ １３ ） ｉ 基 转动 的位 阻较 小 ，聚硅 氧 烷链 能 自由旋 转 ｊ ， 自由空间增大，相对来说空间密度下降，故透气 性提高。如把有机硅 弹性 体制成薄膜 ，在室温
下 ，对 空气 中 Ｎ 、Ｏ 、Ｃ ：等 气 体 的 透 过 率 比 ： ： Ｏ
１ 有机硅涂层剂 的特性
１ １ 良好的拒 水性 和透气 性 ． 有机 硅 主链 由 ｓ 和 Ｏ 原 子 交 替 连 接 而 成 ， ｉ
收稿 日期 ：２ １ ０ １—１ ３。 ０—２ 作者简介 ： 良仙 （ ９３ ，女 ，教授 ，主要从 事轻化工 黄 １ ６ 一） 助剂研 究工作 。Ｅ—ｍａ ：ｈｘ ｉ ｌｗ一１ ６ ．Ｏｌ ｌ ＠１３ Ｃｌ。 ｌ
基 硅油 （ 度 ５ ０ ａＳ 和 ２ ％ 一 ０ 的 黏 ０—１ ０Ｐ ・） ０ ０ ５％
甲基硅 油 （ 度 ５ 黏 ０～５０Ｐ ・） ？ 加 热 至 ６ ０ ａＳ 昆合 ０
～
８ ０℃ ，搅 拌 ０５～１ ；冷至 室温 ，加入 １ ～ ． ｈ ％
ＪＨ Ｌｄ ｉ等人将质量分数 为 １％ ～ ５ ． ． ｕｗｇ ０ ８％ （ 同 ） 的聚硅 氧烷 、０ ５ 一 ０ 的 酸 和 ５ ～ 下 ．％ ２％ ％ ４ ％的固体微粒 （ ０ 粒径 １ ５ ｍ，密度 ０ １ ～０ ．２～ １８ｇｍ ） 搅 拌 混 合 均 匀 ．得 有 机 硅 组 合 物 。 ． ／ Ｌ
该 组 合物 具有 非品 、皮革 、玻璃 、陶瓷 、金 属 等 良好 的耐 久 防水 防 污性能 。此处 的聚硅 氧烷 可 以是 甲基 硅
油 或含 氢 硅 油 、功 能 性 硅 油 、环 硅 氧 烷 （ 八 如 甲基环 四硅 氧 烷 、六 甲基 环 三 硅 氧 烷 ） 等 ，酸
天然橡胶高 ３ — ０倍¨ ０ ５ 引。
１２ 耐热性优 良 ．
有机硅化 合 物 中 ｓ ０键键 能 （５ Ｊｔ １ ｉ 一 ４２ｋ／ ｏ） ｏ 比 ｃ ｃ键 键 能 （ ５ Ｊｒ １ 及 Ｃ ０键 键 能 — ３６ｋ／ｎ ） ｏ 一 （５ Ｊｍ １ 高 ，所 以具 有优 良的耐 热性 能 Ｊ ３ ８ｋ／ ｏ） 。
关 注
涂 层剂按 使用 的分 散介质 不 同可分 为溶剂 型 和水基 型两种 。溶 剂 型涂层剂 具有 成膜 性好 、耐
水压高、烘燥快 、固体质量分数低等特性 ， 但需 大量有 机 溶 剂 ，不 仅 成 本 高 ，且 毒 性 大 、易 着
火 ，污 染环境 ；此外 ，由于 目前 国际原 油价 格迅 涨 ，溶 剂价 格一 路攀升 ，增 加 了成 本 。水基 型涂
的织物 表面屏 蔽 ，使织物 表 面的临 界表 面张力 大
而 涂层 剂消耗 量 以质量计 已达纺织 助剂 总量 的约
５ ０％ …
。
因 此 ， 涂 层 剂 研 究 一 直 颇 受 人 们
。
大降低 ，产生了 良好的拒水性 ；而未涂面层仍可
保 持 良好 的吸湿性 。
另外 ，Ｓ一 ０键 键 长 （ ． ６ ｍ） 比 Ｃ Ｃ ｉ ０ １４ ｎ — 键 （ ． ５ ｍ） 及 Ｃ ０ １４ ｎ 一０ 键 （ ．４ ｍ） 长 ， ０ １２ ｎ
性 能 ”。
该类 涂层 剂一 般是 将含 活性 基 团 的聚硅氧 烷 等组 分按 照 比例混 合制 得 。该法 较为 简单 ，研 究 较早并 一 直深受 科研 工作 者 关注 ，但 各组 分及 其 配 比须 恰 当 。
周 安安 等 人 将 质 量 分 数 为 １％ ～８％ 的 羟 ０ ０
不及 。
柔 性好 （ 可折 叠 ） 、富 有 弹 性 ，特 别 适 合 用 于 安 全 气囊 。Ｆ Ｂ ｈｎ等人将 乙烯 基硅 油 、含 氢 硅 ． ｏｉ 油 、氯 铂 酸 、增 粘 剂 （ 环 氧 基 硅 油 、烷 氧 基 如
硅烷 ） 、硅 树脂 和交 联 抑 制 剂 （ 四 甲基 乙烯 基 如
层剂虽耐水压低 ，烘燥慢 ，但无毒、不燃、使用 安全 、成本 低 、对环境 无 污染 ，且 可 制造厚 涂产 品， 对有色涂层产品生产有利 ，因此许多厂家都 乐于使用。涂层剂按化学结构不同分类 ，主要有 聚丙烯 酸 酯类 、聚氨 酯类 、聚氯 乙烯类 、有 机硅
类 （ 又称 聚硅 氧烷类 ）等 。
但有机硅弹性体如含 ５％的 Ｋ Ｈ，则在 １５ｏ Ｏ ２ Ｃ 时就开始分解 ；因此在制备有机硅涂层剂时 ，必
须将残 留的催化 剂等 杂质 除尽 ，以保 证涂 层剂 可 在 ２０～ ０ ５ ３０℃的环 境下 长期使 用 ¨ 。 １３ 耐寒 、耐气 候性 好 ． 有机 硅涂层 剂在 一 ０—２０℃ 的环境 下 具 有 ５ ５ 优异 的使 用稳 定性 、耐紫 外线性 和抗 辐射 、撕裂
织 物涂层 剂又 叫涂层 胶 ，是指 一种均 匀涂 布 于织物 表面能 形成 薄膜 的高 聚物 。织物经 涂层 剂 整 理后 ，可获 得独 特 的风格 、手感 和外 观 以及 各 种 特殊 功能 ，能大 大提升 产 品附加值 。 目前 ，世
界 涂 层 整 理 的 纺 织 品 已 占纺 织 品 总 量 的 ３ ％ ， ０