有机硅织物防水剂应用性能研究

异的防水性能，将其与市场上流行的无氟防水剂进 行了应用性能测试和对比。
1 实验
1.1 实验织物尧试剂和仪器 1.1.1 织物
纯棉斜纹梭织布（3伊1 / 108伊56）；涤纶平纹梭织 布（50D 伊50D / 180 伊131）；尼 龙 梭 织 格 子 布（40D 伊 40D / 172伊112）。 1.1.2 试剂
关键词 有机硅 织物防水剂 无氟 耐洗性 手感 中图分类号 TS195.5
防水整理是纺织品常见的重要功能性整理，广 泛用于服装、帐篷、餐桌布、汽车防护罩等。目前市场 上使用的防水剂主要为含氟类化合物，该类整理剂 防水拒油、耐洗性好，但成本偏高，且所含全氟辛烷 磺酰基类化合物（PFOS）和全氟辛酸（PFOA）的生物 降解性差，对人体和环境存在潜在危害[1-3]。由于目 前 国 内 外 尚 无 行 之 有 效 的 方 法 来 解 决 PFOS 和 PFOA 的污染问题，因此，寻找可以替代有机氟的助 剂成为行业亟待解决的问题[4]。
目前，常见的无氟防水剂主要有两类：长链烷烃 类拒水剂（包括常见的金属皂类、石蜡类、羟甲基、吡 啶类等）和有机硅防水剂。相比氟系防水剂，无氟防 水剂不易在生物体内沉积、对人体无害，容易降解， 是更加安全和环保的产品[5]。此外，有机硅防水剂所 形成的膜质地柔软、耐久性强，且表面张力较低、摩 擦因数小，用其处理织物可获得较好的耐摩擦、耐热 和防水性能[4]。因此，有机硅防水剂的发展与应用市 场潜力巨大[6]。
EMUL 269 (含氢硅油乳液，固含量约为 50%）， 催化剂CATA 70827A，CATA 2812，CATA 100，埃肯 有机硅（上海）有限公司；市售无氟防水剂 A，防水剂 B；防水交联剂EXT，MBX-31；冰醋酸，化学纯。除冰 醋酸外，其他试剂均为工业级，使用前未提纯。 1.1.3 仪器
整理后的织物在 （21依1）益，65%依2%的相对湿 度下平衡 24 h 后，参照 AATCC 22—2010《纺织品拒 水性测试：喷淋法》测试，与标准对照进行评级。 1.3.3 耐水洗性
参照 AATCC 135—2015《织物经家庭洗涤后的 尺寸稳定性》进行洗涤，洗涤后的织物在 60 益干燥 箱中干燥。
将待测试织物在整理液中浸泡 30 s，取出后过 轧车，二浸二轧，轧余率为 50%~80%（根据织物变 化）；在 120 益下烘干 1 min，120~170 益下定型 30~ 90 s。 1.3 应用测试 1.3.1 织物手感评估
整理后的织物在 （21依1）益，65%依2%的相对湿 度下平衡 24 h。柔软性和滑爽性采用手触摸法评 定，由 5 人评定小组进行评价，最佳者的等级规定为 5 级，未整理织物的等级规定为 0 级，其他织物相对 于该标准进行评级。 1.3.2 织物防水性测试
P-B01卧式气压电动小轧车、Y 813滴水测试仪 器，无锡亚博纺织设备有限公司；R-3高温织物定型 机，厦门瑞比精密机械有限公司；3LWTW4840YW AATCC 标准洗衣机、3LWED4900YW烘干机，标准 集团（香港）有限公司；FD115热风循环干燥箱，德国 宾得（BINDER）公司。 1.2 实验方法 1.2.1 整理液配制
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上海化工 Shanghai Chemical Industry
Vol.43 No.8 Aug. 2018
科研开发
有机硅织物防水剂应用性能研究
赵成英
埃肯有机硅（上海）有限公司 （上海 201108）
摘 要 研究了有机硅乳液 EMUL 269 对棉、涤纶及尼龙的防水性能和织物耐洗防水性的影响。实验考察了催化 剂、催化剂与硅油乳液的比例、防水剂用量对织物防水性能的影响，同时探讨了处理工艺定型温度及定型 时间对织物防水性能的影响。选择合适的交联剂与 EMUL 269 体系复配使用，可赋予整理的织物优异的耐 洗性。与市售无氟织物防水剂相比，EMUL 269 体系提供的织物防水性、耐洗涤性及整理后织物的手感均比 较优异。
2 结果与讨论
2.1 催化剂对防水性的影响 选用 3 种催化剂分别与有机硅乳液 EMUL 269
复配使用，考察整理后织物的防水性和手感。实验选 定 EMUL 269 的用量（质量浓度）为 60 g/L，催化剂 用量为 EMUL 269 的 1/2。织物定型条件为：170 益， 60 s。结果如表 1 所示。
选取埃肯有机硅（上海）有限公司生产的有机硅 乳液 EMUL 269 为防水剂主体：通过测试织物的防 水性和手感来选择催化剂种类、催化剂与有机硅乳 液的比例及防水剂使用量；通过测试织物的防水性 来考察防水整理的定型温度和时间；通过测试织物 初始防水性能及耐洗性，筛选出与 EMUL 269 及选 定催化剂体系配合较好的交联剂。鉴于选定体系优
表 1 催化剂种类对 EMUL 269 性能的影响
织物性能
棉 防水
70 90 0 4 3 3
CATA 100 70 70 0 5 5 5
CATA 2812 100 100 90
5 4 5
空白
0 0 0 0 0 0
硅氢乳液在催化剂作用下易发生水解反应，SiH 水解形成 Si OH 键，其可自身脱水缩合、交联成弹
性膜，或与纤维素上的羟基反应形成醚键，也可与含 氢硅油中的氢、羟基硅油中的羟基进行缩合、交联， 形成更大的网络[7]。催化剂直接影响 Si H 键的水 解及交联速度。从表 1 可见，催化剂 CATA 2812 与 EMUL 269 复配使用，处理的织物防水性能优异，整 理后的织物手感柔软不发硬。 2.2 催化剂用量对防水效果的影响
在烧杯中加入 20~80 g/L 的 EMUL 269，4~40 g/
作者简介：赵成英 女 1983 年生 硕士研究生 工程师 主要从事有机硅类纺织助剂、有机硅类化妆品原料的配方开发、应 用及客户技术服务工作
第8期
赵成英：有机硅织物防水剂应用性能研究
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L 的催化剂，0 或 15 g/L 的交联剂，加入水稀释。用 冰醋酸调节整理浴，使其 pH=5。 1.2.2 应用工艺