近年來,有機硅材料的優異性能引起了國內外制革工作者的注意,利用有機硅制備和改性皮革化工材料的研究日漸增多,已成為目前皮化材料研究中的一個熱點,性能優異的含硅皮化材料不斷問世。
由于有機硅化合物具有較低的表面張力和較好的疏水性,是制備皮革防水加脂劑的首選材料之一。
20世紀70年代,前蘇聯學者曾用聚乙烯醇作為乳化劑,乳化硅氧烷和錠子油的混合物,用于皮革防水;US13832203也曾報道過溶劑型的有機硅防水劑。這類溶劑型或拼混型有機硅防水材料使用不便,且與皮纖維的結合較弱,其防水與加脂的效果較難持久,使其應用受到限制。
國外含硅皮革防水加脂劑的研究較早,目前已有多家公司生產系列產品,如BASF公司Dmsodrin系列、Bay—er公司Xeroderm 系列和Schill&Seilacher公司Pedectol系列產品,集防水、加脂于一體,經其處理的皮革有很好的防水、加脂效果。
國內20世紀80年代開始研究含硅加脂劑,強西懷、徐學誠等[1]人曾用八甲基環四硅氧烷(D4)制備加脂劑,在酸性催化劑的作用下使D4聚合,得到相對分子質量低的硅乳液,用于毛皮防水處理。楊敏等[2]利用醇解的花生油與相對分子質量為500~600的端羥基聚硅氧烷接枝共聚。制得的加脂劑性能穩定,加脂后的皮革柔軟、滑爽、有絲光感。
馬云等[3]用改性的玉米油與有機硅預聚物接枝制得的加脂劑,加脂效果優異,并且能減少油脂用量。
張忠誠等[4]研究的有機硅加脂劑是以天然植物豆油改性產物與含有活性基團的有機硅接枝共聚得到。該加脂劑特別適應于絨面革和正面服裝革
的加脂。
馬永孝等[5]以葵花籽油為原料,經酯交換反應后與八甲基環四硅氧烷(D4)接枝,得到一種陰離子加脂劑,該加脂劑可使皮革獲得豐滿柔軟性的同時,有明顯的油潤感。
含硅加脂劑目前在國內雖然研究較多。但形成規模的品種還很少。特別是價廉、多功能性的含硅加脂劑比較少[6]。
目前國內外大力開發研究的有機硅防水材料以水乳型為主,且多采用活性有機硅氧烷,以增加有機硅與油脂及皮纖維問的結合。
本文以廉價的菜油和甲醇或丁醇進行部分酯交換改性[7、8],適當降低其碳鏈長度,同時引進一0H,然后用有機硅單體D4進行接枝反應,可再進一步硫化,以提高乳化性能,制得菜油有機硅改性皮革加脂劑。
1 試驗部分
1.1 原料與試劑
菜油,D4為市售工業品;甲醇,正丁醇,氫氧化鈉,硫酸為分析純;堿催化劑(自制)。
1.2 分析測定
采用比重瓶法測定產品相對密度;用旋轉黏度計測定產品黏度;用阿貝折光儀測定20℃時的折光率;用Wijs(韋氏)試劑法測定碘值;用酸堿滴定法測定皂化值;采用甲苯恒沸帶水法測定水分和揮發物;采用灼燒法對硅含量進行測定[3]。
德國Bruker公司Vector 22型傅立葉變換紅外光譜儀(FT—IR)(分辨率2an-1,掃描范圍400~4 000ann-1)上對產品進行定性分析。
1.3 試驗方法
1.3.1 酯交換
先將菜油用稀堿水進行脫酸處理,降低菜油的酸性;用無水氯化鈣吸水,同時減壓抽真空進行脫水干燥,同時減壓脫水處理,盡可能除酸、除水,以避免堿性催化劑中毒。再將醇瑚按3:1摩爾比的配比,放人反應裝置,然后加入油質量2%~4%的自制堿催化劑;反應溫度控制在醇的沸點溫度下進行,攪拌回流3h;反應結束后,進行蒸餾,回收未反應的醇;過濾回收催化劑,濾液放人梨形分液漏斗中靜置分層,得酯交換改性產物a。
1.3.2 接枝反應
有機硅單體(D4)中加入催化劑,加熱攪拌1h,預聚到一定程度。將a加入預聚體中,再加入適量催化劑,加熱攪拌進行接枝反應,得b。
1.3.3 硫酸化反應
在接枝產物中,滴加濃硫酸,控溫30℃ ,反應2~4h,靜置4h,用飽和食鹽水進行洗滌,用NaOH、NI-I3·H2O調油層pH值7~8,即得棕紅色透明油狀改性加脂劑,其主要成分為C。



