CN101508779B - 一种阳离子氨基硅油的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阳离子氨基硅油的合成方法，包括如下步骤：将氨基硅烷偶联剂和聚硅氧烷单体混合，并加入催化剂，进行升温反应，制得氨基硅油；将得到的氨基硅油降温，加入乙酸进行中和，然后加入表面活性剂和溶剂，搅拌乳化得到透明溶液；在所述透明溶液中加入烷基化试剂，升温进行烷基化反应，反应0.5～5小时后，得到阳离子氨基硅油。本发明通过将氨基硅油进行阳离子改性，并通过多种表面处理过程，使得到的氨基硅油不仅手感柔软，对面料的白度影响减少，且稳定性增加。
Description
技术领域
本发明涉及一种纺织品柔软整理剂的合成方法，尤其涉及一种阳离子氨基硅油的合成方法。
背景技术
普通氨基硅油，例如用α-氨乙基-β-氨丙基甲基二甲氧基硅烷合成的氨基硅油，其作为织物整理剂具备优良的柔软性，因此得到广泛应用，但也具有以下明显的缺点：
1.使用稳定性不好，其硅油乳液往往容易破乳漂油，在面料上形成难以去除的硅油斑；
2.普通的氨基硅油要想有更好的手感，必须加入更多的氨基硅烷偶联剂来合成。但是这样首先会使织物黄变增加，不能在白色以及对色光敏感的面料上使用；其次是稳定性更差，使用过程中更容易破乳漂油，过去的解决办法是通过酰胺化等方法减少氨基，例如采用醋酸酐，以减少伯胺上的活泼氢，来增加氨基硅油的亲水性，提高其白度，但这样往往织物使用后造成手感下降；同时，氨基硅烷偶联剂的增加，合成成本也大幅度增加。另外，普通氨基硅油一般是非离子型，浸布后，吸净率不高，浪费较大。
因此，现有技术有待改进和提高。
发明内容
本发明的目的在于，针对以上现有技术中存在的问题，提供一种稳定性好，手感好，稳定且工艺简单的阳离子氨基硅油的合成方法。
本发明提供了一种阳离子氨基硅油的合成方法，包括如下步骤：
A、由氨基硅烷偶联剂和聚硅氧烷单体混合，并加入催化剂，进行升温反应，制得氨基硅油；
B、将得到的氨基硅油降温，加入乙酸进行中和，加入表面活性剂和溶剂，搅拌乳化得到透明溶液；
C、在所述透明溶液中加入烷基化试剂，升温进行烷基化反应，反应0.5～5小时后，得到阳离子氨基硅油；
C1、在60～100℃的温度下，加入环氧氯丙烷反应1～3小时；
C2、在反应物中加入乙酸，采取微乳化技术，将反应物转换成水包油型乳液，用乙酸将所述乳液的pH值调整至6～7；
所述表面活性剂是非离子型表面活性剂；
所述烷基化试剂是氯乙醇、氯乙酸、环氧氯丙烷、氯化苄、溴化苄、硫酸二甲酯或硫酸二乙酯。
本发明所述的合成方法，其中，所述步骤C中加入烷基化试剂的摩尔含量为所述氨基硅烷偶联剂摩尔数的10～100％。
本发明所述的合成方法，其中，所述步骤C中加入烷基化试剂的摩尔含量为所述氨基硅烷偶联剂摩尔数的42～61％。
本发明所述的合成方法，其中，所述步骤B中表面活性剂含量为步骤A中的得到的氨基硅油总量的20～50％。
本发明所述的合成方法，其中，所述步骤B中溶剂的含量为步骤A中的得到的氨基硅油总量的10～100％。
本发明通过将氨基硅油进行阳离子改性，并通过多种表面处理方式，使得到的氨基硅油不仅手感柔软，对面料的白度影响减少，且稳定性增加。
具体实施方式
以下对本发明的较佳实施例加以详细说明。
在下述实施例中，所使用的氨基硅烷偶联剂可以是任何一种或几种。聚硅氧烷单体可以是任何一种。烷基化试剂可以是氯乙醇、氯乙酸、环氧氯丙烷、氯化苄、溴化苄、硫酸二甲酯、硫酸二乙酯等。表面活性剂是非离子型，如EO数10～30为烷基酚聚氧乙烯醚(NP)、EO数为10～30的脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)等。所使用的溶剂可以是去离子水等。
以下提供四个具体实施例，以说明本发明所提供的阳离子氨基硅油的合成方法。
实施例1：
首先把6g N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和194g聚硅氧烷单体混合，再加入0.6g的四甲基氢氧化铵作为催化剂，搅拌升温，将温度控制在90～150℃进行反应，当反应物料粘度为1000～20000cs时，停止反应，得到氨基硅油。
然后将得到的氨基硅油温度降至50～90℃，再加入0.643g乙酸进行中和，再加入80g的脂肪醇聚氧乙烯醚作为表面活性剂，并加入100g的去离子水作为溶剂，搅拌乳化成透明溶液，此时溶液为油包水型乳液，不会产生破乳。
在30～90℃的温度下，在上述透明溶液中加入3.67g硫酸二甲酯作为烷基化试剂，反应0.5～5小时。烷基化试剂首先和氨基发生烷基化反应产生盐酸，盐酸再与氨基反应，形成阳离子氨基硅油。
可以在常温下，加入1.0g乙酸，然后采取微乳化技术继续加水，最后用乙酸将乳液pH值调整至6～7，制成蓝光透明微乳液的阳离子氨基硅油。
实施例2：
首先把10gγ-二乙烯三氨丙基甲基二甲氧基硅烷和190g聚硅氧烷单体混合，再加入0.6g的四甲基氢氧化铵作为催化剂，搅拌升温，将温度控制在90～150℃进行反应，当反应物料粘度为1000～20000cs时，停止反应，得到氨基硅油。
然后将得到的氨基硅油温度降至50～90℃，再加入0.643g乙酸进行中和，然后加入80g的烷基酚聚氧乙烯醚作为表面活性剂，并加入150g去离子水作为溶剂，搅拌乳化成透明溶液，此时溶液为油包水型乳液，不会产生破乳。
在30～60℃的温度下，在上述透明溶液中加入2.54g氯化苄作为烷基化试剂对氨基硅油进行阳离子化，反应0.5～1.5小时，烷基化试剂首先和氨基发生烷基化反应产生盐酸，盐酸再与氨基反应，形成阳离子氨基硅油。
再在60～100℃的温度下加入1.86g环氧氯丙烷，反应1～3小时。
然后在常温下，加入0.6g乙酸，然后采取微乳化技术继续加水，制成蓝光透明微乳液，最后用乙酸将该透明乳液pH值调整至6～7，得到透明的阳离子氨基硅油。
实施例3：
首先把10g的γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和190g的聚硅氧烷单体混合，再加入0.6g的四甲基氢氧化铵作为催化剂，搅拌升温，将温度控制在90～150℃进行反应，当反应物料粘度为1000～20000cs时，停止反应，得到氨基硅油。
然后将得到的氨基硅油温度降至50～90℃，再加入0.643g乙酸进行中和，然后加入80g的烷基酚聚氧乙烯醚作为表面活性剂，并加入70g的去离子水作为溶剂，搅拌乳化成透明溶液，此时溶液为油包水型乳液，不会产生破乳。
在30～60℃的温度下，在上述透明溶液中加入2.54g环氧氯丙烷作为烷基化试剂对氨基硅油进行阳离子化，反应0.5～1.5小时后，烷基化试剂首先 和氨基发生烷基化反应产生盐酸，盐酸再与氨基反应，形成阳离子氨基硅油。
再在60～100℃的温度下，加入4.94g氯乙醇反应1～5小时。
然后在常温下，加入0.6g乙酸，然后采取微乳化技术继续加水，制成蓝光透明微乳液，最后用乙酸将该透明乳液pH值调整至6～7，得到透明的阳离子氨基硅油。
实施例4：
首先把10g的γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和190g的聚硅氧烷单体混合，再加入0.6g的四甲基氢氧化铵作为催化剂，搅拌升温，将温度控制在90～150℃进行反应，当反应物料粘度为1000～20000cs时，停止反应，得到氨基硅油。
然后将得到的氨基硅油温度降至50～90℃，再加入0.643g乙酸进行中和，然后加入40g的烷基酚聚氧乙烯醚作为表面活性剂，并加入20g的去离子水作为溶剂，搅拌乳化成透明溶液，此时溶液为油包水型乳液，不会产生破乳。
在30～60℃的温度下，在上述透明溶液中加入0.6g环氧氯丙烷作为烷基化试剂对氨基硅油进行阳离子化，反应0.5～1.5小时后，烷基化试剂首先和氨基发生烷基化反应产生盐酸，盐酸再与氨基反应，形成阳离子氨基硅油。
再在60～100℃的温度下，加入4.94g氯乙醇反应1～5小时。
然后在常温下，加入0.6g乙酸，然后采取微乳化技术继续加水，制成蓝光透明微乳液，最后用乙酸将该透明乳液pH值调整至6～7，得到透明的阳离子氨基硅油。
实施例5：
首先把10g的γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和190g的聚硅氧烷单体混合，再加入0.6g的四甲基氢氧化铵作为催化剂，搅拌升温，将温度控制在 90～150℃进行反应，当反应物料粘度为1000～20000cs时，停止反应，得到氨基硅油。
然后将得到的氨基硅油温度降至50～90℃，再加入0.643g乙酸进行中和，然后加入100g的烷基酚聚氧乙烯醚作为表面活性剂，并加入200g的去离子水作为溶剂，搅拌乳化成透明溶液，此时溶液为油包水型乳液，不会产生破乳。
在30～60℃的温度下，在上述透明溶液中加入6g环氧氯丙烷作为烷基化试剂对氨基硅油进行阳离子化，反应0.5～1.5小时后，烷基化试剂首先和氨基发生烷基化反应产生盐酸，盐酸再与氨基反应，形成阳离子氨基硅油。
再在60～100℃的温度下，加入4.94g氯乙醇反应1～5小时。
然后在常温下，加入0.6g乙酸，然后采取微乳化技术继续加水，制成蓝光透明微乳液，最后用乙酸将该透明乳液pH值调整至6～7，得到透明的阳离子氨基硅油。
实施例6：
首先把10g的γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和190g的聚硅氧烷单体混合，再加入0.6g的四甲基氢氧化铵作为催化剂，搅拌升温，将温度控制在90～150℃进行反应，当反应物料粘度为1000～20000cs时，停止反应，得到氨基硅油。
然后将得到的氨基硅油温度降至50～90℃，再加入0.643g乙酸进行中和，然后加入40g的烷基酚聚氧乙烯醚作为表面活性剂，并加入20g的去离子水作为溶剂，搅拌乳化成透明溶液，此时溶液为油包水型乳液，不会产生破乳。
在30～60℃的温度下，在上述透明溶液中加入3g环氧氯丙烷作为烷基化试剂对氨基硅油进行阳离子化，反应0.5～1.5小时后，烷基化试剂首先和氨基发生烷基化反应产生盐酸，盐酸再与氨基反应，形成阳离子氨基硅油。
再在60～100℃的温度下，加入4.94g氯乙醇反应1～5小时。
然后在常温下，加入0.6g乙酸，然后采取微乳化技术继续加水，制成蓝光透明微乳液，最后用乙酸将该透明乳液pH值调整至6～7，得到透明的阳离子氨基硅油。
根据上述实施例，实施例1中得到的阳离子氨基硅油，由于经过了烷基化试剂进行阳离子改性，具有阳离子性，其手感比不加烷基化试剂的同类硅油要柔软。在实施例2中，氨基硅油不仅经过了阳离子改性，而且还加入了环氧氯丙烷，使得到的阳离子氨基硅油不仅具有阳离子性，而且具有环氧基团，到达更加滑爽的效果，适合用于化纤面料。实施例3、实施例4、实施例5和实施例6中，氨基硅油不仅经过了阳离子改性，而且还加入氯乙醇进行反应，使得到的硅油不但具备阳离子性，而且具有许多羟乙基亲水基团，硅油稳定性特别好，手感柔软而平滑。同时在制备过程中，都使用了非离子型表面活性剂，浸布后，吸净率高，减少了浪费。
综上所述，本发明通过将氨基硅油进行阳离子改性，并通过多种表面处理方式，使得到的阳离子氨基硅油不仅手感柔软，对面料的白度影响减少，且稳定性增加。
应当理解，上述针对具体实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种阳离子氨基硅油的合成方法，包括如下步骤：
A、将氨基硅烷偶联剂和聚硅氧烷单体混合，并加入催化剂，进行升温反应，制得氨基硅油；
B、将得到的氨基硅油降温，加入乙酸进行中和，加入表面活性剂和溶剂，搅拌乳化得到透明溶液；
C、在所述透明溶液中加入烷基化试剂，升温进行烷基化反应，反应0.5～5小时后，在60～100℃的温度下，加入环氧氯丙烷反应1～3小时；在反应物中加入乙酸，采取微乳化技术，将反应物转换成水包油型乳液，用乙酸将所述乳液的pH值调整至6～7；得到阳离子氨基硅油；
所述表面活性剂是非离子型表面活性剂；
所述烷基化试剂是氯乙醇、氯乙酸、环氧氯丙烷、氯化苄、溴化苄、硫酸二甲酯或硫酸二乙酯；
所述步骤B中表面活性剂含量为步骤A中的得到的氨基硅油总量的20～50％；
所述步骤B中溶剂的含量为步骤A中的得到的氨基硅油总量的10～100％。
2.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤C中加入烷基化试剂的摩尔含量为所述氨基硅烷偶联剂摩尔数的10～100％。
3.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤C中加入烷基化试剂的摩尔含量为所述氨基硅烷偶联剂摩尔数的42～61％。
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