CN101506429A - 含β-酮羰基官能化的硅氧烷聚合物的组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及(1)包含至少一个通式(I)的三价基团B的β-酮羰基官能化的硅氧烷聚合物,其中R表示氢原子或具有1至30个碳原子的单价烃基,优选为氢原子,(2)包含至少三个氨基,其中至少两个为伯氨基的不含有机硅的聚胺,和任选地(3)包含至少一个通式(I)的基团B或至少一个伯氨基的不含硅的化合物。本发明的组合物通过混合组分(1)、(2)和任选地(3)而获得。通过使组合物彼此反应获得反应产物。
Description
本发明涉及包含β-酮羰基官能化的硅氧烷聚合物的组合物及其制备方法。
US 6,121,404 A公开具有短链硅氧烷嵌段的聚醚硅氧烷共聚物可以与氨基硅氧烷交联形成弹性膜,所述聚醚硅氧烷共聚物包含β-酮羰基官能(function)且是水溶性的。首先将β-酮羰基官能化的硅氧烷聚合物溶解在水中,然后加入氨基硅氧烷,并干燥该水溶液从而得到弹性膜。
US 6,121,404中描述β-酮羰基官能化的硅氧烷可用于织物处理。然而,在织物处理过程中,如此完成的织物尽可能少地变黄是重要的,如果有的话。
EP 603 716 A1描述了能够与聚胺交联的具有2或2个以上官能的聚醚和聚醚乙酰乙酸酯。一般使用过量的聚胺。
如EP 481 345 A2所述,通过混合聚合的乙酰乙酸酯和聚酮亚胺或聚醛亚胺可以制备液体涂料组合物,所述聚合的乙酰乙酸酯由聚环氧化物与水、胺或羟基羧酸以及随后用乙酰乙酸酯化来制备。
在EP 199 087 A1中描述了类似的技术。其中通过不饱和乙酰乙酸酯的加成聚合获得聚乙酰乙酸酯。
US 3,668,183 A公开了通过聚乙酰乙酸酯/-乙酰胺和嵌段聚胺的反应来制备聚烯胺树脂。经过短的适用期后,这些树脂凝胶形成固体块。
在J.prakt.Chem.336,483-491(1994)中,聚醚乙酰乙酸酯与二胺反应得到二异氰酸酯扩链的氨官能化的聚醚烯胺。
EP 442 653 A2描述了一种官能化含有伯氨或仲氨基团的聚合物的方法,所述方法包括使这些聚合物与精确包含一个烯醇羰基和至少一个待接枝的官能的化合物反应。
本发明的目标是提供β-酮羰基官能化的硅氧烷聚合物组合物,或由此获得的反应产物,其适合用于织物处理,因为经此处理的织物或纺织品应会显示非常少的变黄,如果有的话。本发明的目标是还提供组合物或反应产物,其与水的混合物比所用的β-酮羰基官能化的硅氧烷聚合物与水的混合物更稳定。
我们已经发现通过本发明达到了该目标。
因此,本发明提供组合物,其包含
(1)包含至少一个如下通式的三价基团B的β-酮羰基官能化的硅氧烷聚合物
其中
R3表示氢原子或具有1至30个碳原子的单价烃基,优选为氢原子,
(2)包含至少三个氨基,其中至少两个为伯氨基的不含有机硅的聚胺,
和任选地
(3)包含至少一个通式(I)的基团B或至少一个伯氨基的不含硅的化合物。
本发明进一步提供一种通过制备混合物而制备组合物的方法,所述混合物包含
(1)包含至少一个下述通式的三价基团B的β-酮羰基官能化的硅氧烷聚合物
其中
R3表示氢原子或具有1至30个碳原子的单价烃基,优选为氢原子,
(2)包含至少三个氨基,其中至少两个为伯氨基的不含有机硅的聚胺,
和任选地
(3)包含至少一个通式(I)的基团B或至少一个伯氨基的不含硅的化合物。
本发明进一步提供一种可通过本发明组合物的反应获得的反应产物。
通式(I)中的基团B优选具有连接到杂原子上的三个自由价的至多一个。
在硅氧烷聚合物(1)中,平均每分子的B基团的数目优选为至少2个和2个以上,优选为2至20。有机基团B优选通过Si-C基团连接到硅氧烷聚合物(1)的硅氧烷部分。
在三价基团B连接到杂原子上而不使用自由价的情况下,本发明的硅氧烷聚合物(1)优选包含至少一个SiC-连接的选自下述通式的基团B1
-R1-C(=O)-CR3R4-C(=O)-R5 (II)或
其中R3定义如上,
R1表示具有1至200个碳原子和除了在末端位置可包含选自氧、硫或氮的杂原子的二价有机基团,优选表示具有1至20个碳原子的烃基,
R4为氢原子或具有1至30个碳原子的烃基,优选为氢原子,和
R5、R6和R7每个表示具有1至30个碳原子的烃基。
通式(II)和(III)的基团B1具有取代的乙酰丙酮的结构,其通过R1连接到硅氧烷聚合物上。
在三价基团B连接到杂原子上而不使用自由价的情况下,本发明的硅氧烷聚合物(1)优选包含至少一个选自下述通式的SiC-连接的基团B2
-R8-Y-C(=O)-CHR3-C(=O)-CH2R3 (IV)或
-R8-Y-C(=O)-CR3=C(-OH)-CH2R3 (V)
其中
Y表示氧原子或通式-(NR9-R’)z-NR2的基团,优选为氧原子,
其中R’表示具有1至6个碳原子的二价烃基,优选为具有1至4个碳原子的二价烃基,
R2表示氢原子或具有1至18个碳原子的烃基,优选为氢原子,
R3定义如上,
R8表示具有1至200个碳原子和可包含选自氧、硫或氮的杂原子的二价有机基团,优选表示具有1至120个碳原子和可包含一个或多个相互分开的氧原子的二价烃基,
R9表示R2或通式-C(=O)-CHR3-C(=O)-CH2R3或-C(=O)-CR3=C(-OH)-CH2R3的基团,
z为0或1至10的整数,优选为0、1或2。
通式(IV)和(V)的基团B2通过基团R8连接到硅氧烷聚合物上。
基团B2优选用作基团B。
通式(IV)和(V)的基团B2是互变异构基团。本发明的硅氧烷聚合物优选每分子包含至少2个选自通式(IV)或(V)的基团B2,在该情况中,它们可以仅包含通式(IV)的基团,仅包含通式(V)的基团或包含两者。由于互变异构基团可相互转换,它们各自的含量可随外界条件而发生变化。因此,它们的比例可以在宽的限度内变化,且在约1000:1至约1:1000的范围内。
本发明的硅氧烷聚合物(1)的烯醇含量导致这些材料的弱酸特性,其主要取决于通式(I)的基团的结构参数和取代基。该可烯醇化基团的pKa值优选大于5.0,更优选为6.0至15.0,和尤其为7.0至14.0。
在三价基团B利用两个自由价连接到杂原子上的情况下,本发明的硅氧烷聚合物(1)优选包含至少一个选自下述通式的SiC-连接的基团B3
-R11-Y-C(=O)-CR3R4-C(=O)-Y-R12 (VI)或
其中R3和R4每个定义如上,
R11表示二价有机基团,优选为具有1至200个碳原子和可包含选自氧、硫或氮的杂原子的二价有机基团,优选表示具有1至120个碳原子的烃基,
R12、R13和R14具有R5、R6和R7的定义。
本发明的硅氧烷聚合物(1)每分子优选包含5至5000个硅原子和更优选包含50至1000个硅原子。它们可以是线性的、支化的、树枝状的或环状的。根据本发明,硅氧烷聚合物(1)的范围还包括任何尺寸的网络结构,对于它们的每一个,硅原子的实数和平均数都不可指定,条件是它们包含至少2个通式(I)的官能团B。
本发明的β-酮羰基官能化的硅氧烷聚合物(1)优选为由下述通式的单元组成的有机聚硅氧烷
其中
X表示包含基团B的有机基团,优选为SiC-连接的基团B1、B2或B3,其中B、B1、B2和B3每个定义如上,
R表示单价的、任选取代的每个基团具有1至18个碳原子的烃基,
R15表示氢原子或具有1至8个碳原子的烷基,优选为氢原子或甲基或乙基,
a为0或1,
c为0、1、2或3,和
d为0或1,
条件是a+c+d的总数≤3和每分子平均具有至少一个基团X。
本发明的β-酮羰基官能化的硅氧烷聚合物(1)的优选例子是下述通式的有机聚硅氧烷
XgR3-gSiO(SiR2O)1(SiRXO)κSiR3-gXg (IXa)或
(R15O)R2SiO(SiR2O)n(SiRXO)mSiR2(OR15) (IXb)
其中X、R和R15每个定义如上,
g为0或1,
k为0或1至30的整数,
1为0或1至1000的整数,
m为1至30的整数,和
n为0或1至1000的整数,
条件是平均每分子具有至少一个基团X。
基团R的例子是烷基,例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、1-正丁基、2-正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基例如正己基、庚基例如正庚基、辛基例如正辛基和异辛基例如2,2,4-三甲基戊基、壬基例如正壬基、癸基例如正癸基、十二烷基例如正十二烷基和十八烷基例如正十八烷基;环烷基例如环戊基、环己基、环庚基和甲基环己基;链烯基例如乙烯基、5-己烯、环己烯、1-丙烯、烯丙基、3-丁烯和4-戊烯;炔基例如乙炔基、炔丙基和1-丙炔基;芳基例如苯基、萘基、蒽基和菲基;烷芳基例如邻-、间-、对-甲苯基、二甲苯基和乙苯基;和芳烷基例如苄基、α-苯乙基和β-苯乙基。
基团R1的例子是
-CH2CH2-、-CH(CH3)-、-CH2CH2CH2-、-CH2C(CH3)H-、-CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH(CH3)-和-CH2CH2C(CH3)2CH2-,其中优选-CH2CH2CH2-基团。
基团R’优选是通式-CH2CH2-和-CH2CH2CH2-的基团。
基团R3例子是烷基,例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、1-正丁基、2-正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基例如正己基、庚基例如正庚基、辛基例如正辛基和异辛基例如2,2,4-三甲基戊基、壬基例如正壬基、癸基例如正癸基、十二烷基例如正十二烷基,和十八烷基例如正十八烷基;环烷基例如环戊基、环己基、环庚基和甲基环己基;芳基例如苯基、萘基、蒽基和菲基;烷芳基例如邻-、间-、对-甲苯基、二甲苯基和乙苯基;和芳烷基例如苄基、α-苯乙基和β-苯乙基。
烃基R3的例子也适用于烃基R2。
烃基R3的例子也适用于烃基R4、R5、R6、R7、R12、R13和R14。
基团R11的例子是基团R1提到的例子以及聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚四氢呋喃和它们的至多200个碳原子的共聚物的聚醚基。
烃基R15例子是烷基,例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、1-正丁基、2-正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基例如正己基、庚基例如正庚基、辛基例如正辛基和异辛基例如2,2,4-三甲基戊基。
通式(II)和(III)的基团B1是通过R1连接到硅氧烷聚合物末端的β-二酮基,以二酮计(通式(II)),或连接到两个羰基之间的碳原子上的β-二酮基(通式(III))。
制备具有通式(II)的基团B1的β-酮羰基官能化的硅氧烷聚合物(1)的方法在有机化学上是公知的。它们优选通过乙酰乙酸酯与包含硅连接的酰氯的有机硅化合物的酰化获得。例如,当包含硅连接的十一酰氯的硅氧烷聚合物(R1=-C10H20-)与乙酰乙酸乙酯(CH3-C(=O)-CH2-C(=O)-O-CH2CH3)反应(酰化)和接下来通过热消除去除CO2和乙醇时,得到具有通式(II)的基团B1的硅氧烷聚合物,其中R1=-C10H20-,R3=H,R4=H和R5=-CH3。
在DE 1193504 A和DE 1795563 A中,描述了制备包含通式(III)的基团B1的β-酮羰基官能化的硅氧烷聚合物(1)的方法。本文优选烯丙基乙酰丙酮的氢化硅烷化来形成包含通式(III)的基团B1的硅氧烷聚合物,其中R1=-C3H6-,R3=H,R6=R7=-CH3。进一步的优选方法是通过具有硅连接的卤基团(例如-CH2Cl、-CH2Br、-C3H6Cl或-C3H6I)的硅氧烷聚合物烷基化乙酰丙酮。
在US 6,121,404A中描述了制备具有通式(IV)和(V)的基团B2的硅氧烷聚合物(1)的方法。
当通式(IV)和(V)中的Y为氧原子(其是优选的)时,基团R8可以包含一个或多个相互分开的氧原子。包含氧原子的基团R8的例子是聚醚基,例如
-R10-(OC2H4)e-(OC3H6)f-(OC4H8)h-OCiH2i-(Y) (X)
其中R10表示具有2至20个碳原子的亚烃基,例如-CH2CH2CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2C(CH3)2-或-CH2CH2CH2CH2CH2CH2-,
-(Y)是连接到通式(IV)和(V)中的Y上的键,其中Y是氧原子,
e、f、和h每个表示0或1至100的整数,条件是e+f+h的总数≥1,和i是2,3或4。
该硅氧烷聚合物(1)优选由α,ω-二氢有机聚硅氧烷与烯丙基聚醚的氢化硅烷化反应中获得的硅树脂聚醚来制备。这些硅树脂聚醚与双烯酮或双烯酮加合物反应。
当通式(IV)和(V)中的Y是通式-(NR9-R’)Z-NR2-的含氮基团时,
硅氧烷聚合物(1)优选由通式
的双烯酮(i)与每分子包含至少一个通式
-R8-(NR9-R′)z-NR2 2 (XI)
的硅连接的基团A的有机硅化合物(ii)的反应来制备,
其中R3定义如上,且优选为氢原子,
其中R8、R’、R2、R9和z每一个定义如上,
条件是通式(XI)的基团A包括至少一个伯胺和,在适当时,至少一个仲氨基,优选至少一个伯氨基。
反应优选在有机化合物(iii)存在时进行,该有机化合物(iii)推迟或抑制伯氨基或仲氨基与β-酮羰基化合物的反应。
优选使用与胺结合的有机化合物作为有机化合物(iii)来形成或多或少的固体加合物。化合物(iii)的例子是醛和酮。优选的例子是丙酮、丁酮、甲基异丁酮和环己酮。
优选的制备方法包括有机硅化合物(ii)与有机化合物(iii)反应使化合物(iii)在通式(XI)的基团A的氨基上形成保护基团的第一阶段,和随后在第一阶段中获得的具有保护氨基((ii)和(iii)的反应产物)的有机硅化合物(ii)与双烯酮(i)的反应的第二阶段。在与双烯酮反应的过程中,保护基团从通式(XI)的基团A中的氨基上脱落。
通式(XI)的基团A也可以是通式-CH2-NR2-H的α-氨基。在该情况中,不优选伴随使用有机化合物(iii)用于制备。
基团A的例子是
-CH2-NH2
-CH(CH3)-NH2
-C(CH3)2-NH2
-CH2CH2-NH2
-CH2CH2CH2-NH2
-CH2CH2CH2CH2-NH2
-CH2CH2CH(CH3)-NH2
-CH2CH2CH2-NH-CH2CH2-NH2
-CH2CH2CH2-N(CH3)-CH2CH2-NH2
-CH2CH2CH2[-NH-CH2CH2]2-NH2
-CH2CH2C(CH3)2CH2-NH2,
其中优选-CH2CH2CH2-NH2和-CH2CH2CH2-NH-CH2CH2-NH2。
当通式(IV)和(V)中的Y是含氮基团时,因此基团B2的例子是
-CH2CH2CH2-NH(-Z),
-CH2CH2CH2-NH1-x(-Z)x-CH2CH2-NH(-Z),
其中Z基团是如下通式的基团
-C(=O)-CHR3-C(=O)-CH2R3或
-C(=O)-CR3=C(-OH)-CH2R3,
R3定义如上,且优选为氢原子,和
x为0或1。
包含通式(VI)和(VII)的基团B3的硅氧烷聚合物(1)通过例如丙二酸酯与甲醇官能化的硅氧烷的酯交换或与氨基硅氧烷的酰胺化,或通过丙二酸酯与卤烷基硅氧烷的C-烷基化获得。
用于制备本发明的组合物的不含有机硅的聚胺(2)的例子是乙烯亚胺的加成聚合物,乙烯甲酰胺的完全或部分水解的加成聚合物,由铵和二卤乙烷制备的乙二胺的同系物,和还原的聚腈,其中优选乙烯亚胺的加成聚合物和乙烯甲酰胺的完全水解的加成聚合物。
聚胺(2)优选包含3至约10000个氨基,其中优选2至6000个,优选20至约6000个,更优选100至6000个为伯氨基。聚胺(2)的结构可以是线性的、支化的或环状的,在该情况中,伯氨基官能可以位于末端或侧链上。除了伯氨基之外,聚胺(2)还可以包含仲和/或叔氨基。然而,优选其中伯氨基对仲氨基之比优选为至少2,更优选为至少5和甚至更优选为至少20的聚胺(2)。
聚胺(2)包含优选10至26meq/g,优选13至26meq/g(meq/g=毫当量/克物质=当量/千克物质)的氨基浓度。
在硅氧烷聚合物(1)中,和适当地,在化合物(3)中,以每摩尔基团B优选0.1至50摩尔,优选0.5至20摩尔伯氨基的量使用聚胺(2)。
在反应中任选包括的优选不含硅的化合物(3)包含至少一个伯氨基或至少一个基团B,优选至少一个基团B。由于这些材料本质上具有反应性添加剂(reactive additive)的官能,且很少对共聚物结构的构建有贡献,因此它们的官能度趋于偏少:优选地,化合物(3)包含1至3个基团B,更优选只有一个基团B。
优选具有极性(亲水)结构的化合物(3),例如聚醚乙酰乙酸酯(环氧乙烷和/或环氧丙烷聚合物,聚四氢呋喃),聚酯乙酰乙酸酯或聚醚聚酯乙酰乙酸酯。尤其优选使用包含通式(IV)或(V)的基团B2的聚醚单乙酰乙酸酯,其中Y=氧,其被作为例如通过随后与双烯酮的反应制备硅树脂聚醚的过程中的过量组分而获得,并且之后其已经存在于硅氧烷聚合物(1)中。
通过混合(1)和(2),和适当地(3),来制备本发明的混合物。
使混合物在优选10至100℃,更优选在20至70℃的温度范围内反应。制备该混合物,使之优选在环境大气压力下(即在约1020hPa下)进行反应,但是也可以在更高或更低的压力下进行反应。
通过使用常规技术,例如使用提供低或高剪切的混合器,定子转子搅拌装置以及配有锚式搅拌器或桨式搅拌器的搅拌装置的搅拌来进行混合和反应。
得到的反应产物用于涂覆、浸渍、浸润或,一般用于处理连续或多孔的基体。
本发明的组合物以及由此获得的反应产物可以用于处理织物或纺织品。
本发明的组合物以及由此获得的反应产物具有如下优点:由其处理的织物或纺织品比根据现有技术处理的织物或纺织品更不易变黄。
包含组分(1)、(2)和任选(3)的本发明的组合物和由其获得的本发明的反应产物具有下述优点,即它们与水的混合物比所用的组分(1)和任选(3)与水的混合物更稳定。
可以使用有机溶剂制备该组合物和/或反应产物。有机溶剂的例子是二乙二醇单丁醚,丙二醇,丙二醇单甲醚或二丙二醇单甲醚。
有机溶剂的使用量可以为1至100重量份,以100重量份的本发明的组合物计。
在制备本发明的组合物或反应产物的过程中可以使用水。在该情况中,优选获得水溶液、水乳状液、水分散体或水微乳状液。
水的使用量可以为0.1至10 000重量份,以100重量份的本发明的组合物或反应产物计。
在水溶液或乳状液中,可以通过添加酸,例如乙酸使组合物或反应产物中的氨基质子化。
可以分批地、半连续地或完全连续地实施本发明的方法。
实施例1:
a)在2升的三颈烧瓶中,在氮气条件下强烈搅拌440克具有1.93meq/g的烯丙基含量的烯丙基聚环氧乙烷,0.47克的环氧己烷和1123克的具有0.054%的硅连接的氢的α,ω-二氢二甲基聚硅氧烷。将该浑浊的混合物加热至87℃,并通过添加1.63克六氯合铂酸的1%的异丙醇溶液开始氢化硅烷化反应。接着发生放热,且烧瓶的内容物在约5分钟内变澄清。在100℃下再过1小时,该批料包含低于3ppm的Si-H的基团,其对应于99%以上的转化率。
使该批料冷却至50℃,加入5滴三乙胺,并在半小时的过程中向该仍旧温和的批料中总共计量加入71.3克的双烯酮。内部温度缓慢升到74℃。在70℃下进一步保持2小时后,不能再检测出双烯酮。该浅棕色的产物混合物具有0.518meq/g的乙酰乙酸酯浓度。
b)将200克该硅树脂聚醚乙酰乙酸酯和21.9克具有24.7meq/g的胺浓度的未稀释的线性聚乙烯亚胺一起加热到55℃。几分钟后,粘度增加,最初浑浊的混合物变得均匀清晰。在70℃下,使该反应混合物在半小时的过程中反应完全,并使用55.5克二乙二醇单丁醚稀释现在高粘度的产物以获得粘度为4870mm2/s(25℃)的清晰的80%的聚合物溶液。
聚合物溶液具有1.93meq/g的总碱度。
使用7.6克乙酸(99.5%强度)质子化80克的所述溶液,并搅拌加入到120克的水中。使用刮刀轻轻剪切该混合物以获得精制的浅黄色的水溶液。
作为复样,将80克在实施例1的a)中制备的具有乙酰乙酸酯基团的硅氧烷聚合物的80%溶液(在二乙二醇单丁醚中)搅拌加入到120克的水中以获得非常浑浊的分成两相的混合物。利用前述80%溶液的酸化进行的相同试验得到相同的结果。
虽然根据实施例1的b)获得的β-酮羰基官能化的硅氧烷聚合物和聚胺的反应产物是水溶的,但是所用的β-酮羰基官能化的硅氧烷聚合物是水不溶的。
实施例2
a)重复实施例1,由1206克相同的α,ω-二氢二甲基聚硅氧烷和2000克具有通式CH2=CH-CH2O(C2H4O)20(C3H6O)10.4H且烯丙基含量为0.65meq/g的烯丙基聚醚制备3.2千克的硅树脂聚醚。加入10滴三乙胺后,在60-70℃的温度范围内,在1小时的过程中向该批料中总共计量加入110克的双烯酮。使该批料再在相同的温度下反应2小时,直至在IR光谱中再也检测不出双烯酮。产物混合物的乙酰乙酸酯浓度为0.393meq/g和在25℃下的粘度为4180mm2/s。
b)使用314克水稀释200克所述的硅树脂聚醚乙酰乙酸酯,并均质化。在25℃下,计量9.3克胺浓度为25.8meq/g的五乙烯六胺并在彻底搅拌下加入所述均质化的混合物中,因此接下来发生轻微的放热反应。升温到40℃后,粘度显著增加,直至再过1小时后得到总碱度为0.46meq/g的浅黄色乳状液。可使用任意比例的完全去离子水稀释1.1重量%的乙酸部分质子化的聚氨基硅树脂聚醚乳状液。
实施例3
将54克根据实施例2的a)制备的乙酸酯浓度为0.393meq/g的硅树脂聚醚乙酸酯溶解到126克水中,并加热到40℃。将20克平均摩尔质量为约800道尔顿和胺浓度为23.4meq/g的聚乙烯亚胺的30%的水溶液(Lupasol FG,BASF)计量加入到该批料中。发生轻微的放热反应,粘度增加,得到总碱度为约0.70meq/g的轻微浑浊的棕色聚氨基硅树脂聚醚溶液,其可使用任意比例的完全去离子水稀释。
实施例4
在乙酰乙酸酯官能化的硅氧烷聚合物与聚胺化合物的进一步的结合中,使用216克水稀释54克在实施例2的a)中制备的硅树脂聚醚乙酰乙酸酯并加热到40℃。将使用一半量的水稀释的20克胺浓度为19meq/g的聚乙烯胺水溶液(Lupamin 1595,30%,BASF)在快速搅拌下加入到该溶液中。温度轻微上升,粘度略微增加,得到总碱度为约0.38meq/g的稳定的粗乳状液(macroemulsion),其可使用任意比例的完全去离子水稀释。
使用Minolta色度仪测量变黄的趋势。因此,将棉针织物浸轧至约85%的最终溶液湿涂层量。通过使用25倍的完全去离子水稀释20%的乳状液来制备该溶液。在150℃下干燥织物3分钟,然后在180℃下干燥2分钟。结果总结于表中。
根据US 6,121,404的对比试验1:
重复US 6,121,404的实施例1,在0.72克环氧己烷存在下,通过1450克平均分子量Mn=518道尔顿的烯丙基乙氧基化物与950克活性氢含量为0.21%的α,ω-二氢二甲基聚硅氧烷的氢化硅烷化来制备水溶性的线性硅树脂聚醚。接下来在0.3克三乙胺催化下,在70℃下与230克双烯酮反应,得到β-酮酯含量为1.05meq/g的清晰的硅树脂聚醚乙酰乙酸酯。因此,该共聚物的10%的水溶液的β-酮酯含量为0.105meq/g。
使100克该10%的硅树脂聚醚乙酰乙酸酯溶液与相同量的伯氨基含量为0.105meq/g的传统的氨基硅树脂油乳状液混合。所用的氨基硅树脂是由氨基乙基氨基丙基甲基甲硅烷氧基单元和二甲基甲硅烷氧基单元构成的加成共聚物,其使用羟基和甲氧基封端,粘度为1560mm2/s(25℃)。该混合物包含0.105meq/g的总碱度和约20%的活性含量(硅树脂聚醚乙酰乙酸酯+胺油)。
根据实施例4的描述,在Minolta色度仪上测量变黄的趋势。因此,将棉针织物浸轧到约85%的最终溶液湿涂层量。通过使用25倍的完全去离子水稀释20%的混合物来制备该溶液。在150℃下干燥织物3分钟,然后在180℃下干燥2分钟。结果总结于表中。
对比试验2:
重复实施例4,除了使用对比试验1中的600克传统的氨基硅树脂油乳状液来替代聚乙烯胺水溶液。再用300克的水调节该混合物至20%的活性含量,然后该混合物包含0.108meq/g的总碱度。
根据实施例4的描述,在Minolta色度仪上测量变黄的趋势。因此,将棉针织物浸轧到约85%的最终溶液湿涂层量。通过使用25倍的完全去离子水稀释20%的乳状液来制备该溶液。在150℃下干燥织物3分钟,然后在180℃下干燥2分钟。结果总结于表中。
表:实验室规模的黄度值
(3个测试的平均):
实施例4: b=+1.35
对比试验1: b=+2.75
对比试验2: b=+2.82
空白值: b=+1.27
b值越大,变黄的程度越大。对比试验1和2清楚地表明,与根据实施例4的本发明混合物完成的棉织物相比,在传统氨基硅氧烷硅树脂油上完成的棉花变黄程度远远更大。这使人大为吃惊,因为本发明的溶液包含大于3倍的碱性氮-并且其全是伯胺-传统上认为这是棉花上胺软化剂变黄的主要原因。
Claims (12)
3、根据权利要求1所述的组合物,其特征在于所述硅氧烷聚合物(1)中的基团B包含选自下述通式的SiC-连接的基团B2
-R8-Y-C(=O)-CHR3-C(=O)-CH2R3 (IV)或
-R8-Y-C(=O)-CR3=C(-OH)-CH2R3 (V)
其中
Y表示氧原子或通式-(NR9-R’)z-NR2的基团,优选为氧原子,
其中R’表示具有1至6个碳原子的二价烃基,优选为具有1至4个碳原子的烃基,
R2表示氢原子或具有1至18个碳原子的烃基,优选为氢原子,
R3如权利要求1中所定义,
R8表示具有1至200个碳原子和可包含选自氧、硫或氮的杂原子的二价有机基团,优选表示具有1至120个碳原子和可包含一个或多个相互分开的氧原子的二价烃基,
R9表示R2或通式-C(=O)-CHR3-C(=O)-CH2R3或-C(=O)-CR3=C(-OH)-CH2R3的基团,
z为0或1至10的整数,优选为0、1或2。
4、根据权利要求3所述的组合物,其特征在于在通式(IV)和(V)中
Y为氧原子和
R8为具有通式
-R10-(OC2H4)e-(OC3H6)f-(OC4H8)h-OCiH2i-(Y) (X)
的聚醚基,
其中R10表示具有2至20个碳原子的亚烃基,
-(Y)是连接到通式(IV)和(V)中的Y上的键,其中Y是氧原子,
e、f、和h每个表示0或1至100的整数,条件是e+f+h的总数≥1,和i是2、3或4。
6、根据权利要求1-5任一项所述的组合物,其特征在于所述硅氧烷聚合物(1)包含选自下述通式的有机聚硅氧烷
XgR3-gSiO(SiR2O)1(SiRXO)kSiR3-gXg (IXa)或
(R15O)R2SiO(SiR2O)n(SiRXO)mSiR2(OR15) (IXb)
其中
X表示包含基团B,优选为SiC-连接的基团B1、B2或B3的有机基团,其中B、B1、B2和B3每个定义如上,
R表示单价的、任选取代的每个基团具有1至18个碳原子的烃基,
R15表示氢原子或具有1至8个碳原子的烷基,优选为氢原子或甲基或乙基,
g为0或1,
k为0或1至30的整数,
l为0或1至1000的整数,
m为1至30的整数,和
n为0或1至1000的整数,条件是平均每分子具有至少一个基团X。
7、根据权利要求6所述的组合物,其特征在于基团X是如权利要求3和4中所定义的SiC-连接的基团B2。
8、根据权利要求1-7任一项所述的组合物,其特征在于包含组分(1)、(2)和任选(3)的组合物与水的混合物比所用的组分(1)和任选(3)与水的混合物更稳定。
9、根据权利要求1-8任一项所述的组合物,其特征在于所述不含有机硅的聚胺(2)包括氨基浓度为10至26meq/g(meq/g=毫当量/克物质),优选为13至26meq/g的不含有机硅的聚胺。
10、一种通过制备混合物而制备权利要求1-9任一项所述的组合物的方法,所述混合物包含
(1)包含至少一个下述通式的三价基团B的β-酮羰基官能化的硅氧烷聚合物
其中
R3表示氢原子或具有1至30个碳原子的单价烃基,优选为氢原子,
(2)包含至少三个氨基,其中至少两个为伯氨基的不含有机硅的聚胺,
和任选地
(3)包含至少一个通式(I)的基团B或至少一个伯氨基的不含硅的化合物。
11、一种反应产物,其可通过权利要求1-9任一项所定义组合物的反应得到或根据权利要求10获得。
12、根据权利要求11所述的反应产物,其特征在于由组分(1)、(2)和任选(3)得到的反应产物与水的混合物比所用的组分(1)和任选(3)与水的混合物更稳定。
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