前 言
目前,在纺织印染工业上使用的硅油乳液非常广泛,使用量也非常大。大概来说,最主流的硅油乳液分为两类:
1.普通氨基硅油乳液类
这一类目前主要体现为冰感硅油、挺滑硅油、爽滑硅油、软滑硅油等,主要用在经过纤维素酶抛光后的棉、棉混纺拉架面料上,包括丝光面料,主要体现出来的手感特点为非常滑爽。这一类硅油乳液一般在定型机使用,基本不能在染缸中使用,其耐剪切稳定性很差。
2.嵌段硅油乳液类
也有称为多元共聚硅油的,其主要特点是不需要或只需要少量的乳化剂就能稳定分散,比普通氨基硅油具有好得多的稳定性,不容易破乳漂油,目前主要体现在柔软蓬松整理风格上,这一类的硅油很难做到普通氨基硅油的爽滑手感。嵌段硅油乳液的耐剪切稳定性比前一类硅油好得多,一般来说在定型机使用上很少出现破乳漂油的情况,有部分稳定性好的还能在染缸中使用。
以上这两类硅油乳液,都涉及到稳定性的问题,一款稳定性不好的硅油产品,就算具有非常优异的手感,也很难推广应用。一款稳定性优异的硅油乳液,应该是既能在高剪切的染缸中使用,又能在定型机使用,不会破乳或漂油。但是,我们绝大多数助剂公司的实验室都没有染缸或定型机,没有条件进行跟染厂实际生产完全一致的测试,只能用一些能在实验室进行的模拟测试方法,这些方法能在很大程度上检测出硅油的稳定性。
概括起来,硅油乳液的稳定性测试一般为:耐酸稳定性、耐碱稳定性、耐碱高温稳定性、耐电解质稳定性、耐高温稳定性、耐剪切稳定性、耐不同离子型助剂的同浴稳定性等。市场上很难有一款硅油能同时达到这些严苛要求,既具有优异的手感性价比、又具有优异的稳定性,为此,我们特别研发了一系列硅油稳定添加剂,使用后能大幅度提升各种硅油乳液的稳定性。
一、试验内容
1.试验药品
烧碱、纯碱、冰醋酸、元明粉、博科爽滑硅油GS-602、博科软滑硅油GS-6016、季铵嵌段硅油HW-90B、乳化剂1305、乳化剂1307、博科硅油稳定添加剂GSP、博科硅油稳定添加剂GS-5000、博科硅油稳定添加剂GS-8000。
2.试验设备
高速乳化剪切机(最高转速8000转/分钟)、电炉、温度计、电子秤(0.01克)。
3.试验步骤
3.1 试验方案
以博科爽滑硅油乳液GS-602、 博科软滑硅油GS-6016和季铵嵌段硅油HW-90B为基础,分别测试这两种硅油乳液在不添加硅油稳定剂、添加硅油稳定剂的情况下的稳定性。
3.2 以下试验中的季铵嵌段硅油HW-90B,均按25%的HW-90B+乳化剂(1305∶1307=1∶1)2.5%+冰醋酸0.3%+水72.2%来乳化,然后将该硅油乳液命名为:HW-90B 25%乳液。
3.3 各种稳定性测试方法及测试结果
3.3.1 耐高温稳定性测试方法
将硅油乳液用自来水开稀成30克/升或50克/升,放置于电炉升温至沸腾,放入温度计,观察乳液破乳或漂油的温度并记录,沸腾保温30分钟后,如果没有任何破乳或漂油,则高温稳定性为最优。
以下试验均为:
A:爽滑硅油GS-602 99%或97%或94%
硅油稳定添加剂 1% 或3%或6%
100%
B:软滑硅油GS-6016 99%或97%或94%
硅油稳定添加剂 1% 或3%或6%
100%
C:HW-90B 25%乳液 80%
水 19%或17%或14%
硅油稳定添加剂 1% 或3%或6%
100%
3.3.2 耐电解质稳定性
用自来水配置硅油乳液30克/升或50克/升+元明粉5克/升或20克/升,室温观察是否破乳或漂油,观察时间为60分钟。
3.3.3 耐纯碱稳定性
用自来水配置硅油乳液30克/升或50克/升+纯碱2克/升或20克/升,室温观察是否破乳或漂油,观察时间为60分钟或12小时。
3.3.4 耐纯碱高温稳定性
用自来水配置硅油乳液30克/升或50克/升+纯碱2克/升,升温并观察是否破乳或漂油,记录破乳或漂油时的温度。
3.3.5 耐烧碱高温稳定性
用自来水配置硅油乳液30克/升+烧碱2克/升,升温并观察是否破乳或漂油,记录破乳或漂油时的温度,如果直至沸腾,并沸腾保温30分钟都没有破乳或漂油,则为最优。
3.3.6 耐剪切稳定性
用自来水配置硅油乳液30克/升或50克/升,用高速乳化剪切机按3000转/分钟搅拌30分钟,观察是否破乳或漂油。
3.3.7 耐不同离子型助剂同浴稳定性
用自来水配置硅油乳液30克/升或50克/升,分别加入各种需要测试的助剂,比如阴离子型涂料聚丙烯酸酯粘合剂,观察其是否破乳或漂油,观察时间60分钟。
二、实验分析及讨论
1.耐高温稳定性测试
三种硅油乳液添加了不同的稳定剂后,耐高温稳定性都有不同程度的提高。
2.耐电解质稳定性
从试验结果来看,三种硅油乳液的稳定性都不错,但是,在实际工厂使用过程中,电解质含量(例如水的硬度)过高会导致硅油乳液破乳。
3.耐纯碱稳定性
三种硅油乳液在添加了硅油稳定剂后,其稳定性都有不同程度的提升。主要应对定型柔软整理时来布布面带碱的情况,布面带碱很容易导致硅油破乳漂油。
4.耐纯碱、烧碱高温稳定性
这个试验给我们的感觉是普通氨基硅油乳液比三元共聚硅油乳液更稳定。但是实际情况大家都知道,现在市场上流通的普通爽滑硅油、软滑硅油的稳定性肯定没有三元共聚硅油好。笔者猜测是因为普通爽滑、软滑硅油里含有大量甘油类增溶剂及乳化剂造成测试时的假象。
5.耐剪切稳定性
在这里可以看出来,三元共聚硅油乳液比普通爽滑、软滑硅油乳液的耐剪切稳定性更好,并且在添加了硅油稳定剂后,其耐剪切稳定性进一步提高。
6.耐不同离子型助剂同浴稳定性
从本实验只能得出一点结论就是添加了硅油稳定剂后,其耐阴离子助剂性能有所提升,在染厂生产实践中我们也验证了这个结论。本实验测试结果是普通爽滑、软滑硅油乳液都耐阴离子助剂,但是在染厂的实际情况是不可能的。
终上所述,我们可以确定这三种硅油稳定剂对硅油的稳定性是有所提升的,并且不同的稳定剂的效果不一样,针对不同的要求,我们应该选择使用不同的稳定剂。