CN104372621B - 一种植物油基柔软剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种植物油基柔软剂及其制备方法,其结构式如下：制备方法包括：采用植物油先进行环氧化，而后环氧化植物油再经丙烯酸酯化，最后再与聚甲基氢硅氧烷反应，合成植物油基柔软剂。本发明原料来源广泛，绿色环保，而且产物分离纯化简单易行；利用硅氢加成反应，路线简单，转化率较高。

Description

一种植物油基柔软剂及其制备方法

技术领域

本发明属于柔软剂领域，特别涉及一种植物油基柔软剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着许多行业的发展，对有机硅材料提出了一些新的需求，各种有机硅改性产品应运而生。目前国内外对聚硅氧烷的改性，多是采用从小分子硅烷或硅氧烷出发，将活性基团引入后，再经过平衡化制得所需改性聚硅氧烷，但这种方法经过多个步骤，才得到目标产物，影响产率。而利用植物油基制得的柔软剂的报道还十分少见，而且利用大分子直接对聚硅氧烷进行改性，可以减少副产物的产生，而使目标产物的产率较高，这种合成路线很少用，而采用植物油基改性聚硅氧烷做柔软剂的报道更是少之又少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种植物油基柔软剂及其制备方法，该柔软剂原料来源广泛，绿色环保，而且产物分离纯化简单易行。

本发明的一种植物油基柔软剂，其结构式如下：

其中，m、n＝1,2,3...10。

所述植物油为大豆油、蓖麻油或葵花籽油，优选大豆油。

本发明的一种植物油基柔软剂的制备方法，包括：

(1)将植物油搅拌升温至35℃，加入双氧水，再升高到45℃，反应4.5～6h；反应结束后，将粗产品静置分层，除去下面水层，洗涤，减压蒸馏，真空干燥，即得环氧植物油；其中，植物油与双氧水的质量比为1～2:1；

(2)将环氧植物油和丙烯酸于120～125℃反应并测试酸值(测酸值采用的标准为GB/T1668-2008)，待酸值降到8mgKOH/g后停止反应；将粗产品用丁酮溶解，再加入石油醚产生沉淀，分离出沉淀物，重复进行两次以上，得到纯化的丙烯酸酯化植物油；其中，环氧植物油与丙烯酸的质量比为7:1；

(3)在反应容器中加入聚甲基氢硅氧烷、丙烯酸酯化植物油、异丙醇溶液，紧接着通氮气，除去体系中的空气，然后搅拌并升温至70～90℃，恒温反应3～4h，旋蒸除去异丙醇溶剂即得。

所述步骤(1)中洗涤具体为用饱和食盐水洗涤2-3次，再用1％NaOH溶液洗涤至pH为6-7，再分别用饱和食盐水和温水洗涤至中性。

所述步骤(1)中双氧水的滴加速度为5s/滴-7s/滴。

所述步骤(2)中丙烯酸的滴加速度为3s/滴-5s/滴。

所述步骤(3)中丙烯酸酯化植物油上双键与聚甲基氢硅氧烷中活泼氢的物质的量比为1:1。

本发明的反应方程式如下：

本发明使用的主要原料为分子链上含有不饱和双键的植物油，如大豆油、蓖麻油、葵花籽油等，采用植物油先进行环氧化，而后环氧化植物油再经丙烯酸酯化，最后再与聚甲基氢硅氧烷反应，合成植物油基柔软剂。

有益效果

(1)本发明选用的单体新颖，采用的是植物油，尤其是大豆油；

(2)原料来源广泛，绿色环保，而且产物分离纯化简单易行；

(3)利用硅氢加成反应，路线简单，转化率较高。

附图说明

图1为本发明柔软剂的结构式；

图2为大豆油原料红外谱图；

图3为环氧大豆油红外谱图；

图4为丙烯酸酯化大豆油红外谱图；

图5为聚甲基氢硅氧烷红外谱图；

图6为大豆油基柔软剂红外谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

(1)环氧大豆油的制备

先向装有冷凝管和搅拌棒的三口烧瓶中加入10g大豆油，搅拌升温至35℃，加入11.25g双氧水于45℃反应4.5h。

反应结束后，将粗产品倒入到分液漏斗中，静置分层，除去下面水层，再用饱和食盐水洗涤2-3次，再用1％的NaOH溶液洗涤至pH为6-7左右，再分别用饱和食盐水和温水洗涤至中性，将洗涤后的产品进行减压蒸馏，真空干燥，即得环氧大豆油。

(2)丙烯酸酯化大豆油的制备

将70g环氧大豆油和10g丙烯酸于120℃反应，并间隔1h测试一次酸值，至酸值降到8mgKOH/g后，停止反应。

将粗产品用丁酮溶解，再加入石油醚产生沉淀，分离出沉淀物，重复进行两次以上，从而除去杂质，得到纯化的丙烯酸酯化大豆油。

对图2和图3进行分析，可以看到在原料大豆油谱图中1654cm^-1处的C＝C伸缩振动吸收峰和3007.52cm^-1处的＝C-H伸缩振动吸收峰经反应后在环氧大豆油的谱图中已经大大削弱，甚至已经反应完全，而在环氧大豆油的红外谱图中822.88cm^-1处出现了新的峰，属于环氧环的弯曲振动。

对图3和图4进行分析，可以看出产物丙烯酸酯化大豆油的红外谱图上增加了3500cm^-1,、1625.79cm^-1、807.6cm^-1三处的峰，3500cm^-1处的峰属于羟基峰，1625.79cm^-1处的峰属于丙烯酸酯基上的C＝C双键的伸缩振动，807.6cm^-1处的峰属于＝C-H上的弯曲振动，而在原料环氧大豆油822.88cm^-1处的环氧环的峰在产物中已经消失了，证明环氧环已经反应完全，生成了丙烯酸酯化大豆油。

(3)大豆油基柔软剂的制备

在配有通氮气装置、搅拌器、温度计及回流冷凝管的100ml四口烧瓶中加入5g聚甲基氢硅氧烷、25g丙烯酸酯化大豆油和40ml异丙醇溶液，紧接着通氮气5min，除去体系中的空气，然后搅拌并升温至70℃，恒温反应4h，旋蒸除去异丙醇溶剂即得产物。

对图5和图6进行分析，在聚甲基氢硅氧烷的红外谱图中2167.27cm^-1属于Si-H伸缩振动峰，在产物柔软剂的红外谱图中Si-H伸缩振动峰已经消失，而且增加了3450cm^-1羟基峰和1735.87cm^-1C＝O伸缩振动吸收峰，证明丙烯酸酯化大豆油已经接到了聚甲基氢硅氧烷上，得到了大豆油基柔软剂。

实施例2

(1)环氧大豆油的制备

(2)丙烯酸酯化大豆油的制备

步骤(1)、(2)同实施例1

(3)大豆油基柔软剂的制备

在配有通氮气装置、搅拌器、温度计及回流冷凝管的100ml四口烧瓶中加入5g聚甲基氢硅氧烷、35g丙烯酸酯化大豆油和40ml异丙醇溶液，紧接着通氮气5min，除去体系中的空气，然后搅拌并升温至80℃，恒温反应4h，旋蒸除去异丙醇溶剂即得产物。

实施例3

(1)环氧大豆油的制备

(2)丙烯酸酯化大豆油的制备

步骤(1)、(2)同实施例1

(3)大豆油基柔软剂的制备

在配有通氮气装置、搅拌器、温度计及回流冷凝管的100ml四口烧瓶中加入5g聚甲基氢硅氧烷、45g丙烯酸酯化大豆油和40ml异丙醇溶液，紧接着通氮气5min，除去体系中的空气，然后搅拌并升温至90℃，恒温反应3h，旋蒸除去异丙醇溶剂即得产物。

实施例4

大豆油基柔软剂的应用方法如下：

(1)将柔软剂与乳化剂混合，搅拌均匀，并加入蒸馏水，高速搅拌15～20min，即可得到稳定的乳白色的乳液。

(2)将乳液制成5-35g/L的整理水溶液，按照如下的整理工艺进行整理：纯棉织物浸轧(浴比1:20，二浸二轧，轧余率70％)→预烘(105℃，2min)→焙烘(150℃，2min)→水洗→烘干。

Claims (8)

1.一种植物油基柔软剂，其特征在于：其结构式如下：

其中，m、n＝1,2,3...10。

2.根据权利要求1所述的一种植物油基柔软剂，其特征在于：所述植物油为大豆油、蓖麻油或葵花籽油。

3.根据权利要求2所述的一种植物油基柔软剂，其特征在于：所述植物油为大豆油。

4.一种植物油基柔软剂的制备方法，包括：

(1)将植物油搅拌升温至35℃，加入双氧水，再升高到45℃，反应4.5～6h；反应结束后，将粗产品静置分层，除去下面水层，洗涤，减压蒸馏，真空干燥，即得环氧植物油；其中，植物油与双氧水的质量比为1～2:1；

(2)将环氧植物油和丙烯酸于120～125℃反应并测试酸值，待酸值降到8mgKOH/g后停止反应；将粗产品用丁酮溶解，再加入石油醚产生沉淀，分离出沉淀物，重复进行两次以上，得到纯化的丙烯酸酯化植物油；其中，环氧植物油与丙烯酸的质量比为7:1；

(3)在反应容器中加入聚甲基氢硅氧烷、丙烯酸酯化植物油、异丙醇溶液，紧接着通氮气，除去体系中的空气，然后搅拌并升温至70～90℃，恒温反应3～4h，旋蒸除去异丙醇溶剂即得。

5.根据权利要求4所述的一种植物油基柔软剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中洗涤具体为用饱和食盐水洗涤2-3次，再用1％NaOH溶液洗涤至pH为6-7，再分别用饱和食盐水和温水洗涤至中性。

6.根据权利要求4所述的一种植物油基柔软剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中双氧水的滴加速度为5s/滴-7s/滴。

7.根据权利要求4所述的一种植物油基柔软剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中丙烯酸的滴加速度为3s/滴-5s/滴。

8.根据权利要求4所述的一种植物油基柔软剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中丙烯酸酯化植物油上双键与聚甲基氢硅氧烷中活泼氢的物质的量比为1:1。