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                                                            有机硅精细涂层胶   
                                 李正雄  （北京度辰新材料股份有限公司    北京 100081）  
   【摘要】简单介绍了织物涂层胶的分类及特点，着重评述了有机硅涂层胶的特性、结构及应用并展望了有机硅涂层胶的发展趋势。  
   关键词：织物  涂层胶 有机硅                                                                            SILICONE COATING AGENT FOR TEXTILE  Li zheng-xiong  
                                  (Beijing duchamps advanced materials Co,. Ltd  Beijing  100081)

  1 前言
     纺织品涂层整理剂又称涂层胶，是一种均匀涂布于织物表面的高分子类化合物。它通过粘合作用在织物表面形成一层或多层薄膜，不仅能改善织物的外观和风格，而且能增加织物的功能，使织物具有防水耐压， 通气透湿，阻燃防污以及遮光反射等特殊功能。最初的产品存在只防水而不透湿的缺陷，涂层织物服用时有闷热感，舒适性差。为了改善涂层胶的通气透湿性，自70年代以来，科研人员通过改性涂层胶结构和改进涂 层加工方法等手段研制出了一系列防水透湿型织物涂层胶。另外，功能型涂层胶和复合型涂层胶也有较大的 发展。  涂层胶的分类方法很多，按化学结构分类主要有：  1.    聚丙烯酸酯类（PA）；  2.    聚氨酯类（PU）；  3.    聚氯乙烯类（PVC）；  4.    有机硅类；5.    合成橡胶类(如氯丁橡胶)。  此外，还有聚四氟乙烯、聚酰氨、聚酯、聚乙烯、聚丙烯和蛋白质类。按在使用上采用的介质不同分为溶剂 型和水基型两种，溶剂型具有耐水压高，成膜性好，烘燥快，含固量低等优点，但同时又有在织物上渗透性 强、手感粗硬，毒性大、易着火，溶剂需回收、且回收费用高的缺陷。与溶剂型相比，水基型无毒、不燃、安全，成本低、不需回收，涂层亲水性好；其缺点是耐水压低，烘燥慢，在长丝织物上粘着较难。按涂层工艺及焙烘条件不同又有干式涂层胶和湿式涂层胶，低温交联涂层胶和高温交联涂层胶之分[1][2]。   
2 有机硅（聚硅氧烷）涂层胶  有机硅是分子结构中含有元素硅的高分子合成材料。有机硅产品，通常是指聚硅氧烷系列。聚硅氧烷包括非活性聚硅氧烷（其典型代表是聚二甲基硅氧烷），活性聚硅氧烷（其代表为聚甲基氢硅氧烷），以及环氧 基、氨基、聚醚等改性聚硅氧烷。由于聚硅氧烷具有热稳定性好，表面张力低，平滑性佳，橡胶弹性和通气 透湿性优良，对皮肤无刺激等特点，所以它是一种应用广泛，前景光明的纺织助剂。  20世纪70年代，有机硅织物涂层整理剂开始发展。美国Dow-Corning公司首先推出了Syloff 23等涂层整理剂，此外，德国Bayer公司，Wacker公司以及日本的信越公司均开发出了聚硅氧烷类织物涂层整理剂。 这类涂层剂涂层后的织物有很强的撕裂强度，突出的透水汽性，在高温和低温都有很好的柔韧性，耐紫外光 性能好，涂层剂用量较少。  聚硅氧烷类聚合物的主链是由硅—氧键组成的稳定骨架，而硅原子上又连接有烷基、苯基等有机基团构成的侧链，这种包含有机基团的无机结构使它集有机物特性和无机物特性于一身。构成聚硅氧烷主链的 Si—O—Si链的键角较大，原子与原子之间的距离较长，具有较大的自由度。此外，Si—O键长达0.193nm， 这样使得以聚二甲基硅氧烷类为代表的聚硅氧烷类化合物不易发生结晶化。因此，其容易透过氧气，氮气甚至水蒸气分子，用其处理后的织物具有良好的通气透湿性。  有机硅类涂层整理剂主要由具有活性基团的聚硅氧烷弹性体组成，在金属盐或有机酸盐的作用下可以进行交联反应。采用不同的聚硅氧烷弹性体和不同的催化剂能使涂层纺织品具有不同的性能和风格。 Dow-Corning公司的涂层整理剂主要以高分子量的聚二甲基硅氧烷弹性体为基础。例如Dow-Corning FS 227TS
是二甲基硅氧烷聚合物，使用的配方如下：  Dow -Corning FS 227TS        100份  交联剂 Syloff 297             2.5份  Dow-Corning 23A催化剂       1.5份  为提高其粘合性能，大多采用引入交联基团的方法。国内有不少有机硅涂层剂产品，但是专业开发和生产织 物用的却不多。市面上能见到的有北京度辰公司的CT-500L，CT-500E系列，它们分别为溶剂型和水基型，由特种硅酮弹性体、交联剂、催化剂组成的多组分有机硅涂层胶，例如该公司最新推出的溶剂型涂层剂CT-910L 其配方如下：  有机硅CT-910L    100份
交联剂CL-60       2份  催化剂CA-200      1份  冰醋酸            0.5～1份  它们可以单独使用，也可以和聚氨酯，聚丙烯酸酯，聚醋酸乙烯等混配使用，能赋予织物良好的弹性和透气 性，同时改善织物的柔软滑爽手感，增强织物的撕裂强度和抗皱性能。  有机硅涂层织物的主要用途有雨衣、雨伞、篷布、航海服、婴儿裤、热气球、滑雪衫、防护服等。近年 来，美国专利报道了一些新的有机硅涂层剂，例如防火阻燃涂层，具有抵抗高温火焰性能的同时，赋予织物优良的悬垂性，缝纫性和美感[3]。半透膜绝缘涂层[4]。用于多孔渗水织物的防水透气涂层[5] 。当前，美国专利 中也有不少用于安全气袋的涂层，如减少摩擦，涂覆于弹性涂层之上的涂层组合物，其聚硅氧烷含有至少两个硅链的稀属不饱和烃取代基，烷氧基或羟基，不饱和度不超过150，交链有机硅含有至少三个硅链反应性基团和一种催化剂[6]。还有的涂于安全气袋内表面形成保护涂层，以提高高温机械和底层粘合性能。该涂层 剂的组成是有⑴至少一种其硅原子上连接烯基的聚硅氧烷；⑵至少一种其硅链连氢原子的聚硅氧烷；⑶交链催化剂；⑷由至少一种烷氧基化有机硅，至少一种具环氧功能有机硅化合物，至少一种螯合剂或金属醇盐组 成的粘合促进剂；⑸至少一种聚硅氧烷树脂；⑹至少任意一种交联抑制剂[7] 。  将有机硅弹性体与其它涂层高聚物混合使用，可改善涂层胶的手感、透气性和耐磨耐洗等性能，有机硅 弹性体与其它涂层胶混合是涂层加工的发展方向，很多科技工作者都集中这一领域的研究。近年来，人们通过共混或共聚技术将聚硅氧烷类与聚氨酯或聚丙烯酸酯进行复合，以寻找一些更好的改性途径。国内相继出现有机硅-丙烯酸酯共聚乳液合成方法及胶膜性能的研究[8]，丙烯酸酯-有机硅氧烷接枝共聚胶乳的研究[9]，聚硅氧烷改性苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚乳液膜性能的研究[10]等。选用聚硅氧烷涂层剂和聚氨酯涂层剂按一定的比 例混合后涂布于织物上，得到令人满意的防水，透湿效果。其作用机理是：防水性取决于涂层连续厚膜和聚 硅氧烷的拒水作用。而透湿性能则依赖于聚硅氧烷良好的透气性和聚氨酯分子中亲水基团如—OH，—NHCOO—，—SO3H，—COOH等的“化学阶梯石” [11] 作用，通过吸附－扩散－解吸方式进行传湿。聚氨酯涂层剂添加有机 硅可改进透水汽性，减少摩擦系数，增加水解稳定性；有机硅与聚氨酯共同用于涂层，还可改进织物染色牢度和颜色迁移性。有机硅与苯乙烯树脂合用可改进耐水洗耐干洗性能。有机硅嵌段水性聚氨酯织物整理剂在90年代初国内就有报道[12]，德国Wacker公司也有对水性有机硅织物涂层剂的介绍[13]，瑞士Ciba有该类有机硅涂层剂产品[14]。

   3 结束语      涂层加工是纺织品后整理加工中比较重要的加工方法。随着人们环保意识的逐渐增强及各国政府有关环保法律法规的颁布实施，完全水分散，在合成和应用过程中无溶剂污染的环保型涂层胶是国内外竞相开发的 主攻方向。随着科学技术的不断进步，在提高防水透湿的基础上，赋予涂层织物不同风格和其它附加功能， 也是未来涂层发展的趋势。高级化功能性涂层整理将越来越多。我们可以相信，涂层技术将会向越来越精细化，高技术的方向发展。         

参考文献
[1] 董永春 滑钧凯 纺织品整理剂的性能和应用 中国纺织出版社 1999
  [2] 薛迪庚 织物的功能整理 中国纺织出版社 2000
[3] USP 4994317，1991
[4] USP 5359735，1994
[5] USP 5418051，1995
[6] USP 6354620，2002
[7] USP 6369184，2002
[8] 阚成友等 有机硅材料及应用 1995，5：15  
[9] 阚成友等 有机硅材料及应用 1999，1：1
[10] 范春华等 合成橡胶工业 1995，5：276   
[11] Textile Asia. 1987，12（3）   
[12] 张留成等 精细石油化工 1992，1：6

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