有机硅涂层剂.pdf

江苏省印染助剂情报站第十九届年会论文集
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有机硅馀层剂
石伟明
WACKER上海技术中心201203
摘要介绍了有机硅涂层剂及其特性、反应机理以及 WACKER
公司开发的溶剂型、水性和100%有机硅涂层荆系列化品种,以供用户选
用时参考
关键词有机硅涂层剂特性反应机理
20世纪70年代,利用化学合成涂层剂技术,把涂层整理引入到纺织品后整理
后,在近30年的时间里,古老的涂层加工工艺得到了迅速发展.80年代,在国家“六
五”攻关项目中,开始把纺织品的功能性涂层整理列入了国家重点攻关开发项目
自此以后,各种新的功能性涂层剂、水性涂层产品得到了蓬勃发展
就目前中国纺织工业中所使用的涂层剂来看.主要是聚丙烯酸酯类涂层剂、
聚氨酯类涂层剂、聚氯乙烯类涂层剂、天然和合成橡胶类涂层剂以及聚四氟乙烯
复合产品.上述涂层剂按所使用的分散溶剂介质来分,又可分为溶剂型和水性产
品.从环保和发展角度看,水性产品更有生命力.但水性产品中乳化剂和亲水性基
因的引人,给以拒水防水为目的的涂层剂产品带来了负效应,如何来平衡和解决
这些矛盾? WACKER公司100%有机硅高效涂层剂产品提供了非常好的解决方
案
有机硅涂层剂由于具有独特的性能,越来越受到人们的关注,徳国 WACKER
公司早于20世纪70年代就开发出了系列有机硅涂层剂产品,不但有性能优异的溶
剂型涂层剂产品,环保型的水性涂层剂产品,还有100%有机硅高效涂层剂产品
其在欧洲早已用于服装、装饰织物的功能性整理,并在产业用纺织品领域结出了
丰硕果实
1有机硅涂层剂及其特性
1.1阻燃性、透气性和生物惰性
有机硅主链由Si-0一原子键合而成,硅(Si)原子上除与甲基(一CH2)连接
外还可引人其他的氨基、甲氧基等.这种既有无机硅氧结构,又有有机基团的分子
结构,是一种典型的半无机高分子物,正是由于这种分子结构的特点,使它成为特
种高分子材料,并具有其他聚合物所不具有的阻燃性和生物惰性.另外由于硅氧
(-Si-O)键键长较长,Si-O一i键键角大,以六甲基二硅氧烷为例,Si-O键键
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长为1.63×10m,Si-O-i键键角为130°.且硅氧键(一Si-0)又是具有50%
离子键特征的共价键(共价键具有方向性,离子键无方向性),这就使得硅氧烷链
旋转自由,并可以多方向进行,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,可测得其具有很快的气体渗透速度,在室温
下,对空气中氮、氧、二氧化碳等气体的透过率比天然橡胶高30~50倍
1.2良好的拒水性
由于主链硅(Si)原子上充足的甲基可把高能量的有机硅主链屏蔽起来,这些
低表面张力的甲基,如呈有序排列,则就可在织物的表面形成良好的拒水性.因此
用有机硅涂层后,不必再经后防水处理、织物就具有良好的拒水性,且未涂面层仍
可保持良好的吸湿性
1.3耐热性好
由于有机硅分子结构有类似于无机高分子的结构,其键能(108kJ/mol)很高
所以具有优良的耐热性能.如在侧基中引人萃基等基团后,其耐温性可达约
400℃,但如有机硅弹性体中含有5%的KOH时,其在125℃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,以保证涂层胶可在250
300℃的环境下长期使用
1.4耐寒性好
所有的有机硅弹性体都具有内在的低温弹性.通用型有机硅弹性体的脆化点
为-50℃至-60℃,经改性后的产品可耐-80℃甚至更低
1.5耐气候性好
有机硅弹性体还具有优良的抗紫外线、抗辐射、抗臭氧的功能,长期在室外使
用不会发生老化,一般在室外的使用寿命约为10年
1.6物理机械性能
有机硅弹性体的抗张强度最大可达约100kg/cm2,伸长率在10倍左右.用
WACKER EL LR6200A/B涂层剂涂层后的尼丝纺织品,其抗撕破强度和断裂
强力均有显著增加,这为其他类型的涂层剂所不及
1.7生理惰性(无毒性)
有机硅弹性体,只要选择正确,可靠的交联,催化体系,经充分交联后,无毒
无害,可用于食品和医疗行业
2有机硅涂层剂反应机理
目前所用的有机硅涂层剂,其反应机理可分为加成型反应机理,缩合型反应
机理和氧化反应机理
2.1加成型反应机理
加成型反应的最大特点是反应中无任何副产物产生,涂层生产过程中,无任
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何溶剂、有害物质排出,涂层后的织物上无不良残留物,为当今开发绿色和环保涂
层产品首选,但反应中需要铂化合物作为催化剂
M
M
Me
M
Si-0-si-o
O-sp
HーSi-O-Si-0
P」
O-si
Me
O
Me
M
Me-si- Me
Me-si-me
2.2缩合型反应机理
缩合型反应的特点为温度相对较低,但反应中有副产物产生.为目前有机硅
涂层剂中较为常见的一种反应机理
e
M
HーO?Si-0+H+H-0+Si-0H
H2O
H-O-+SI-O+H
M
M
Me
M
Me
Me
M
HーO?Si-O+H
H-0-si-o+ SI-H
H-0-+SI-O+SI-H
2.3氧化反应机理
随氧化一还原体系的不同而有所不同,目前在织物涂层中已很少使用
WACKER公司有机硅涂层剂产品简介
WACKER公司开发的溶剂型、水性和100%有机硅弹性体涂层剂已成系列
化,约有60个涂层剂产品,可供客户选用,以满足客户的不同要求,并适用于各种
涂层设备,各种应用领域使用.其代表性的涂层剂产品及应用如下
3.1溶剂型涂层剂
WACKER Finish CT51L用于精细涂层,具有非常滑爽、柔软和轻薄风格,适
用于运动服、风雨衣、羽绒服、高档羽绒床上用品和休闲服面料.
RD6610F,RD6620 F and RD3151F用于精细和面层涂层,具有非常滑爽、轻
薄风格,可用于多种不同新颖风格的服装面料和高性能纺织品涂层
3.2水性乳液型涂层剂
WACKER Finish CT19E和 Finish CT27E用于精细涂层,CT19E需外增
稠,涂层后的织物具不同橡胶感风格.同样适用于运动服、风雨衣、羽绒服和体闲
服面料