CN104558618A

CN104558618A - 一种嵌段改性硅油及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN104558618A
Application number: CN201310496373.8A
Authority: CN
Inventors: 李兵; 谭函彬
Original assignee: SUZHOU LIANSHENG CHEMICALS CO Ltd
Current assignee: SUZHOU LIANSHENG CHEMICALS CO Ltd
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2015-04-29

Abstract

本发明公开了一种嵌段改性硅油及其制备方法和应用，采用重新设计的纺织用嵌段改性硅油制备方法，对合成工艺进行优化，先进行接枝反应(以四甲基二氢二硅氧烷和烯丙基缩水甘油醚为起始原料，生成端环氧硅氧烷)；再进行扩链反应(端环氧硅氧烷与D4或DMC在碱性催化剂下聚合生成聚端环氧硅氧烷)，最后再引入聚醚单体。此种方法硅氧烷链节可达到1000及以上，远高于普通合成工艺的200左右；双环氧纯度可达100％，远高于普通合成工艺的80％左右，不仅可以改善纺织用嵌段改性硅油整理织物后的手感，同时还可以提高被整理织物的亲水性。

Description

一种嵌段改性硅油及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种嵌段改性硅油的制备方法，主要应用于嵌段改性硅油合成工艺的优化，属于纺织染整技术领域。

背景技术

为了提高纺织品染色后的服用性能，提升产品附加值，提高产品的档次，对纺织品进行柔软整理是很重要的途径之一，普通氨基硅油，如β-氨乙基-γ-氨丙基聚二甲基硅氧烷，是纺织工业中广泛应用的一类柔软剂，具有改善织物手感，使之柔软、平滑、挺括、具有弹性、抗皱等功能，且对人体友好，因而深受欢迎。氨基硅油良好的应用性能源于其在纤维表面以硅甲基朝外、Si-O偶极键及阳离子化氨基指向纤维界面形成光滑的低能有机硅膜，但这种排列方式却使纤维呈现出一定的疏水性，降低了织物的吸湿性和穿着舒适感。早期的亲水性硅油，如环氧／聚醚改性硅油和侧链含聚醚链节的氨基硅油虽能赋予纤维织物一定的柔软性、吸湿性、抗静电性以及易去污性能等，但柔软性、平滑性、弹性等方面性能不够优良。

为了克服传统氨基硅油的缺点，人们采用各种方法进行改进，选择在硅氧烷主链上嵌入聚醚及氨基，形成AB结构，或是含有三个链段的ABA结构，甚至是含多种链段的多嵌段结构(AB)n，嵌段共聚通过控制序列结构、链段长度、链段间距、多分散性等因素，可以实现大分子结构设计，从而获得性能优良的新型高分子材料。因此，制取改性官能团与有机硅主链一体的线性聚合物，这是有机硅柔软剂发展的一个新阶段，也是未来的发展方向。

国内的相关报道也有提及嵌段改性硅油的制备，如黄良仙、扬帆等人的《嵌段型聚醚二甲基硅氧烷的合成及其界面性能》一文中以1，1，3，3-四甲基二硅氧烷和八甲基环四硅氧烷为原料线性进扩链反应，-再加成单烯丙基聚乙二醇甲基醚；陈刚、刘蕾蕾等《嵌段改性硅油的合成及应用研究》一文中提到以八甲基环四硅氧烷、四甲基二氢二硅氧烷为原料，在浓硫酸催化下，制得端基含氢硅油中间体，通过环氧氨化法将烯丙基环氧聚醚、端氨基聚醚引入分子链中制得高固含量多元嵌段共聚物，上述制备方法中都是先进行硅氧烷的扩链反应，形成聚二甲基硅氧烷链段，再引入另外的单体进行加成反应制备嵌段改性硅油，此方法其缺点是扩链反应过程中硅氧烷链节只能达到50-150左右，影响整理到织物上的柔软度及滑度；同时，先进行扩链反应，再进行接枝反应，会影响到双环氧的纯度，从而导致最终产品的分子量与理论设计的分子量有较大差距，最终影响到整理后织物的亲水性、手感等综合性能。

本发明采用一种新型的合成工艺制备嵌段改性硅油，可以提高硅氧烷链节数和双环氧纯度，进一步提升嵌段改性硅油的应用性能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种纺织用嵌段改性硅油及其制备方法。该纺织用嵌段改性硅油可以提高硅氧烷链节数和双环氧纯度，进一步提升嵌段改性硅油的应用性能。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种嵌段改性硅油，其特征在于，所述改性硅油的结构式如下：

上述通式中的n为200～1000，x+y为2～50，m为1～200。

本发明还提供了一种制备所述嵌段改性硅油的方法，其包括如下步骤：

a)以四甲基二氢二硅氧烷和醚类化合物为原料，以Pt／Rb为催化剂，在20～120℃下进行接枝反应，生成端环氧硅氧烷；

b)将步骤a)中得到的端环氧硅氧烷与八甲基环四硅氧烷在碱性催化剂作用下，加热至50～150℃进行扩链反应，生成聚端环氧硅氧烷；

c)将步骤b)中得到的聚端环氧硅氧烷在50～150℃条件下与端氨基聚醚进行开环加成反应，制得嵌段改性硅油。

作为优选方案，所述醚类化合物为单烯丙基聚乙二醇甲基醚或烯丙基缩水甘油醚。

作为优选方案，所述碱性催化剂为无机碱类催化剂或有机碱类催化剂。

作为进一步优选方案，所述无机碱类催化剂为NaOH、KOH或CsOH，所述有机碱类催化剂为N(CH₃)₄OH或P(CH₃)₄OH。

作为优选方案，所述端氨基聚醚的结构为如下：

通式中a+b+c为2～50。

作为进一步优选方案，所述端氨基聚醚的分子量为300、600、900或2000。

本发明所述的嵌段改性硅油的应用于纺织面料的柔软整理。

作为优选方案，所述纺织面料为全棉、全涤、涤棉、涤粘、锦纶、锦／棉、羊毛或毛涤混纺。

本发明的优点在于：此种方法制备的硅氧烷链节可达到1000及以上，远高于普通合成工艺的200左右；双环氧纯度可达100％，远高于普通合成工艺的80％左右，不仅可以改善纺织用嵌段改性硅油整理织物后的手感，同时还可以提高被整理织物的亲水性。

具体实施方式

下面结合实施例和对比例对本发明技术方案做进一步详细、完整地说明。

实施例1

a)以四甲基二氢二硅氧烷和醚类化合物为原料，以Pt／Rb为催化剂，在20～100℃条件下进行接枝反应6～8h，生成端环氧硅氧烷；

b)在50～150℃反应温度下，八甲基环四硅氧烷在碱性催化剂作用下与上述端环氧硅氧烷单体进行扩链反应，聚合生成聚端环氧硅氧烷，其硅氧烷链节为300左右；

c)将上步得到的产物在50～150℃条件下与端氨基聚醚进行开环加成反应，制得嵌段改性硅油。

实施例2

一种纺织用嵌段改性硅油的制备方法

a)以四甲基二氢二硅氧烷和醚类化合物为原料，以Pt／Rb为催化剂，在100～120℃条件下进行接枝反应4～5h；生成端环氧硅氧烷；

b)在50～150℃反应温度下，八甲基环四硅氧烷在碱性催化剂作用下与上述端环氧硅氧烷单体进行扩链反应，聚合生成聚端环氧硅氧烷，其硅氧烷链节为900左右；

对比例：

在反应釜中加入50g浓硫酸、八甲基环四硅氧烷和四甲基二氢二硅氧烷，在酸催化的条件下开环聚合进行扩连反应，得到硅氧烷链节数理论值约为120左右的双端基含氢硅油中间体，加入55g纯碱将pH调至中性，在600Pa、105℃下出去低沸物和生成的水，然后加入氯铂酸和一定量烯丙基缩水甘油醚，使得聚硅氧烷的活泼氢与烯丙基缩水甘油醚发生加成反应，从而引入端基环氧基团，再加入足量端氨基聚醚，继续反应24h，得到目标产物。

对上述实施例及比较实施例所得到的产品进行如下的性能测试：

1.整理工艺

所用织物：全棉面料

处理工艺：用量为30G／L

一浸一轧(轧余率为85％)→定型(160℃×30″)→回潮→性能评价

2.应用性能测试

2.1手感性能测试

经柔软剂处理的织物性能一般通过手感来评价，即通过手触摸来感觉织物的柔软性、滑爽性、丰满性，尽管影响手感的因素很复杂，但实物手感能较好反应织物的服用性能，目前仍是评价手感效果的最常用方法手感共分成5级，级别越高手感越好。如表1所示。

表1纺织用嵌段改性硅油的应用性能-手感测试

序号	原布	实施例1	实施例2	对比例
					滑度	1级	4.5级	5级	3级
软度	1级	5级	5级	3级

2.2亲水性测试

经处理后的织物先晾干，然后在室温(标准环境是相对湿度为65±2％，温度为21±1℃)中平衡二个小时。从一定的高度滴一滴水于织物表面，测试水滴镜面反射消失所需的时间，由时间长短评价织物亲水性的好坏。测定织物表面有代表性的5个点，计算5个点的平均时间，平均时间越短，织物的亲水性越好，5秒以下表示织物亲水性特别好。如表2所示。

表2纺织用嵌段改性硅油的应用性能-亲水性测试

序号	原布	实施例1	实施例2	对比例
					亲水性级别	4s	＜1s	＜1s	4s

2.3稳定性测试

主要测试耐酸碱性、耐硬水性、耐阴离子性，具体方法见表3。

表3纺织用嵌段改性硅油的性能

最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种嵌段改性硅油，其特征在于，所述改性硅油的结构式如下：

上述通式中的n为200～1000，x+y为2～50，m为1～200。

2.一种如权利要求1所述的纺织用嵌段改性硅油的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的纺织用嵌段改性硅油的制备方法，其特征在于，所述醚类化合物为单烯丙基聚乙二醇甲基醚或烯丙基缩水甘油醚。

4.根据权利要求2所述的纺织用嵌段改性硅油的制备方法，其特征在于，所述碱性催化剂为无机碱类催化剂或有机碱类催化剂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述无机碱类催化剂为NaOH、KOH或CsOH，所述有机碱类催化剂为N(CH₃)₄OH或P(CH₃)₄OH。

6.根据权利要求2所述的纺织用嵌段改性硅油的制备方法，其特征在于，所述端氨基聚醚的结构为如下：

通式中，a+b+c为2～50。

7.根据权利要求6所述的纺织用嵌段改性硅油的制备方法，其特征在于，所述端氨基聚醚的分子量为300、600、900或2000。

8.一种如权利要求1所述的嵌段改性硅油的应用，其特征在于，应用于纺织面料的柔软整理。

9.根据权利要求8所述的纺织用嵌段改性硅油的应用，其特征在于，所述纺织面料为全棉、全涤、涤棉、涤粘、锦纶、锦／棉、羊毛或毛涤混纺。