CN104562712A - 有机硅多元共聚物织物柔软剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机硅多元共聚物织物柔软剂的制备方法，包括以下步骤：首先将端环氧封端剂和聚醚胺进行反应得到聚醚改性封端剂；然后加入八甲基环四硅氧烷、硅烷偶联剂及催化剂反应得到有机硅多元共聚物；最后向有机硅多元共聚物中加入异丙醇和水至所需固含量，加热搅拌即得。本发明有机硅多元共聚物织物柔软剂的制备方法，解决了氨基硅油整理的织物易黄变及现有三元嵌段硅油柔软剂无法兼具柔软性及耐久性的问题，经其整理后的织物手感丰厚饱满，柔软性极好，由于采用低成本的原料和合成工艺即可达到良好的柔软效果，赋予织物很高的附加值，可使投资企业收获可观的经济效益。

Description

有机硅多元共聚物织物柔软剂的制备方法

技术领域

本发明属于高分子合成技术领域，具体涉及一种有机硅多元共聚物织物柔软剂的制备方法。

背景技术

在纺织品加工过程中，织物需要在湿热的条件下经过各种助剂和染料的作用以及机械力，这在一定程度上改变了织物组织结构和纤维形态，对天然纤维而言，其中的油脂蜡质被破坏，而对合成纤维而言，其表面油剂被除去，从而引起织物手感发硬粗糙。由此需要柔软剂来降低纤维表面的摩擦系数，赋予织物持久的滑爽、柔软的手感。

大部分柔软剂品种都属于表面活性剂。阴离子和非离子柔软剂主要用于纤维素纤维，阳离子柔软剂既适用于天然纤维也适用于合成纤维，两性型柔软剂品种较少，目前正处于开发阶段。非离子柔软剂中有一类为有机硅型柔软剂，其中的具有反应性基团的活性有机硅柔软剂是目前市面上使用量最多的一类，其又称为改性有机硅柔软剂，主要有环氧改性、醇基改性、醚基改性、环氧和聚醚改性、羧基改性、氨基改性等类型。

有机硅类柔软剂由于其独特的表面性能和优异的柔软性能，越来越受到人们重视。国内多数经有机硅柔软剂整理后的织物呈疏水性，使穿着者感到闷热，且难以洗涤；很多产品还常出现破乳漂油现象。而传统亲水性的聚醚硅油，虽具有较好的亲水性和水溶性，但柔软性和整理效果耐久性较差。

目前最常用的是氨基硅油。氨基硅油与其他改性硅油有一定差异，其对织物弹性的提高程度是其他硅油难以比拟的，氨基硅油主要通过自身交联缩合，在纤维表面生成弹性网状结构聚合物，赋予织物很高的耐洗性。氨基硅油的缺点在于其分子中的氨基易氧化分解成发色团，经它整理后的织物有黄变现象。

目前，市售的三元嵌段硅油一般包括三个结构链段：硅氧基链段、聚醚链段、和聚醚胺链段，需要合理调节这三者的比例，才达到理想的柔软效果。目前三元嵌段硅油一般通过硅氢加成法制成，其过程中需要使用到氯铂酸做催化剂，成本一般较高，其次，其品种性能会根据所使用原料的变化而变化，导致市面上所售三元嵌段硅油品种复杂。一般柔软性很好的较难乳化，而较易乳化的耐洗性较差。专利《三元嵌段有机硅柔软剂的制备方法》(申请日：2014-8-19，公开日：2014-12-10，公开号：CN104195836A)公开的三元嵌段有机硅柔软剂的制备虽未使用硅氢加成的方法，成本也较低，乳化时不需要额外添加柔软剂，但在乳化时需要高速剪切机剪切较长时间，使用仍不是很方便。其次，这种三元嵌段有机硅柔软剂的亲水性并不十分理想，经其整理后的织物的吸水透湿性有待进一步提高。因此研制低成本又具有优良柔软性和耐久型的新型亲水性有机硅柔软剂具有很强的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机硅多元共聚物织物柔软剂的制备方法，解决了氨基硅油整理的织物易黄变及现有三元嵌段硅油柔软剂无法兼具柔软性及耐久性的问题。

本发明所采用的技术方案是：有机硅多元共聚物织物柔软剂的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1：将端环氧封端剂和聚醚胺加入反应器中，并加入异丙醇，然后升温至70℃～100℃反应3～6h，得到聚醚改性封端剂；

步骤2：将步骤1得到的聚醚改性封端剂降温后加入八甲基环四硅氧烷、硅烷偶联剂及催化剂，抽真空，升温至70℃～90℃保持0.5～2h，然后在70℃～100℃的温度下继续反应使体系黏度达到240～300mpa·s，去除真空条件在60℃～90℃继续反应0.5～1h至体系黏度不再变化，得到氨值为0.01-0.05mmol/g的有机硅多元共聚物；

步骤3：向步骤2得到的有机硅多元共聚物中加入异丙醇和水至所需固含量，并调节pH值至5-6，在60℃～65℃的温度下搅拌1～2h，得到有机硅多元共聚物织物柔软剂。

本发明的特点还在于，

步骤1中端环氧封端剂为1,1,3,3-四甲基-1,3二[3-(环氧乙基甲氧基)丙基]二硅氧烷。

步骤1中端环氧封端剂和聚醚胺的物质的量比为1～1:1.5。

步骤1中异丙醇的质量比加入的端环氧封端剂和聚醚胺的总质量多10g。

步骤2中降温至40℃～45℃。

步骤2中八甲基环四硅氧烷的质量为端环氧封端剂质量的20～30倍。

步骤2中硅烷偶联剂为带有氨基的硅烷偶联剂，加入量为八甲基环四硅氧烷、端环氧封端剂、聚醚胺质量总和的1.5％～5％。

步骤2中催化剂为四甲基氢氧化铵，催化剂的加入量为端环氧封端剂、聚醚胺、八甲基环四硅氧烷和硅烷偶联剂总质量的0.05％～0.1％。

步骤2中抽真空至真空度为0.6～0.9MPa。

步骤3中异丙醇和水的体积比为2:1，固含量为50％～70％。

本发明的有益效果是：本发明有机硅多元共聚物织物柔软剂的制备方法，由硅氧链段调节柔软剂的分子量和柔软效果，聚醚链段和氨基聚醚链段调节硅油的亲-疏水性能和在水介质中存在状态，硅烷偶联剂调节硅油产品的极性和氨值，通过合理比例的异丙醇和水为溶剂，使硅油在溶剂中均匀舒展，通过精确设定共聚反应投入原料的比例，合成出柔软性良好的有机硅多元共聚产品，解决了氨基硅油整理的织物易黄变及现有三元嵌段硅油柔软剂无法兼具柔软性及耐久性的问题，经其整理后的织物手感丰厚饱满，柔软性极好，由于采用低成本的原料和合成工艺即可达到良好的柔软效果，赋予织物很高的附加值，可使投资企业收获可观的经济效益。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明有机硅多元共聚物织物柔软剂的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1：将端环氧封端剂和聚醚胺按照物质的量比为1～1:1.5加入反应器中，端环氧封端剂为1,1,3,3-四甲基-1,3二[3-(环氧乙基甲氧基)丙基]二硅氧烷，并加入比端环氧封端剂和聚醚胺的总质量多10g的异丙醇，然后升温至70℃～100℃反应3～6h，得到聚醚改性封端剂；

步骤2：将步骤1得到的聚醚改性封端剂降温至40℃～45℃，加入端环氧封端剂质量20～30倍的八甲基环四硅氧烷(D4)，八甲基环四硅氧烷、端环氧封端剂、聚醚胺质量总和1.5％～5％的带有氨基的硅烷偶联剂，端环氧封端剂、聚醚胺、八甲基环四硅氧烷和硅烷偶联剂总质量0.05％～0.1％的催化剂四甲基氢氧化铵；抽真空使真空度为0.6～0.9MPa，升温至70℃～90℃保持0.5～2h以除去小分子，同时抽出第一步中的溶剂，然后在70℃～100℃的温度下继续反应0.5～1h使体系黏度达到240～300mpa·s，去除真空条件在60℃～90℃继续反应0.5～1h至体系黏度不再变化，得到氨值为0.01-0.05mmol/g的有机硅多元共聚物；

步骤3：向步骤2得到的有机硅多元共聚物中加入体积比为2:1的异丙醇和水至固含量为50％～70％，并使用冰醋酸调节pH值至5-6，在60℃～65℃的温度下搅拌1～2h，得到有机硅多元共聚物织物柔软剂。

本发明的有益效果是：本发明先合成硅油本体，后加溶剂，可以有效控制含固率，同时，在有机硅中嵌段入亲水的聚醚链段，其使用过程简单，产品直接开稀就可以使用，不要额外操作，可以提高大生产效率。除了氨基聚醚中氨基提供氨值，另加入了含氨基的硅烷偶联剂，氨基硅烷偶联剂的加入，增加了有机硅长链上氨基个数，氨基深入织物内部，其与织物的羟基的范德华力和氢键其是有机硅长链更牢固的附着在织物表面，极大地提高了柔软剂的柔软效果，并且增加了硅油的极性，使其更易乳化，以有效的降低成本。经其整理后的织物手感丰厚饱满，柔软性极好。通过合理比例的异丙醇和水为溶剂，使有机硅长链在溶剂中均匀舒展，形成均相体系，将柔软剂调节为含固量50-70％的成品以方便使用。由于采用低成本的原料和合成工艺即可达到良好的柔软效果，赋予织物很高的附加值，可使投资企业收获可观的经济效益。

实施例1

步骤1：将端环氧封端剂1,1,3,3-四甲基-1,3二[3-(环氧乙基甲氧基)丙基]二硅氧烷和聚醚胺D-2008按照物质的量比为1:1.4加入反应器中，并加入比端环氧封端剂和聚醚胺的总质量多10g的异丙醇，然后升温至90℃反应5h，反应中途可补加少量异丙醇，得到聚醚改性封端剂；

步骤2：将步骤1得到的聚醚改性封端剂降温至40℃后，加入端环氧封端剂质量25倍的八甲基环四硅氧烷(D4)，八甲基环四硅氧烷、端环氧封端剂、聚醚胺质量总和3％的三胺基硅烷偶联剂，加入端环氧封端剂、聚醚胺、D4和三胺基硅烷偶联剂总质量0.1％的四甲基氢氧化铵；抽真空使真空度为0.8MPa，升温至80℃保持0.5h以除去小分子，同时抽出第一步中的溶剂，至体系澄清透明；然后在75℃的温度下继续反应至体系黏度达到240mpa·s，去除真空条件在80℃继续反应0.5～1h至体系黏度不再变化，得到氨值约0.03mmol/g的有机硅多元共聚物；

步骤3：向步骤2得到的有机硅多元共聚物中加入体积比为2:1的异丙醇和水，将体系固含量调至60％，并使用冰醋酸调节pH值至5，在60℃的温度下搅拌2h，得到有机硅多元共聚物织物柔软剂。

实施例2

步骤1：将端环氧封端剂1,1,3,3-四甲基-1,3二[3-(环氧乙基甲氧基)丙基]二硅氧烷和聚醚胺ED-2003按照物质的量比为1:1.5加入反应器中，并加入比端环氧封端剂和聚醚胺的总质量多10g的异丙醇，然后升温至100℃反应3h，反应中途可补加少量异丙醇，得到聚醚改性封端剂；

步骤2：将步骤1得到的聚醚改性封端剂降温至45℃后，加入端环氧封端剂质量20倍的八甲基环四硅氧烷(D4)，八甲基环四硅氧烷、端环氧封端剂、聚醚胺质量总和1.5％的乙烯基硅烷偶联剂，加入端环氧封端剂、聚醚胺、D4和硅烷偶联剂总质量0.05％的四甲基氢氧化铵；抽真空使真空度为0.9MPa，升温至70℃保持2h以除去小分子，同时抽出第一步中的溶剂，至体系澄清透明；然后在70℃的温度下继续反应至体系黏度达到300mpa·s，去除真空条件在60℃继续反应0.5～1h至体系黏度不再变化，得到氨值为0.01mmol/g的有机硅多元共聚物；

步骤3：向步骤2得到的有机硅多元共聚物中加入体积比为2:1的异丙醇和水，将体系固含量调至50％，并使用冰醋酸调节pH值至6，在65℃的温度下搅拌1h，得到有机硅多元共聚物织物柔软剂。

实施例3

步骤1：将端环氧封端剂1,1,3,3-四甲基-1,3二[3-(环氧乙基甲氧基)丙基]二硅氧烷和聚醚胺T-5000按照物质的量比为1:1.3加入反应器中，并加入比端环氧封端剂和聚醚胺的总质量多10g的异丙醇，然后升温至80℃反应4h，反应中途可补加少量异丙醇，得到聚醚改性封端剂；

步骤2：将步骤1得到的聚醚改性封端剂降温至42℃后，加入端环氧封端剂质量30倍的八甲基环四硅氧烷(D4)，八甲基环四硅氧烷、端环氧封端剂、聚醚胺质量总和5％的哌嗪基硅烷偶联剂，加入端环氧封端剂、聚醚胺、D4和硅烷偶联剂总质量0.07％的四甲基氢氧化铵；抽真空使真空度为0.6MPa，升温至90℃保持0.5h以除去小分子，同时抽出第一步中的溶剂，至体系澄清透明；然后在100℃的温度下继续反应至体系黏度达到260mpa·s，去除真空条件在70℃继续反应0.5～1h至体系黏度不再变化，得到氨值约0.05mmol/g的有机硅多元共聚物；

步骤3：向步骤2得到的有机硅多元共聚物中加入体积比为2:1的异丙醇和水，将体系固含量调至70％，并使用冰醋酸调节pH值至5.5，在62℃的温度下搅拌1.5h，得到有机硅多元共聚物织物柔软剂。

实施例4

步骤1：将端环氧封端剂1,1,3,3-四甲基-1,3二[3-(环氧乙基甲氧基)丙基]二硅氧烷和聚醚胺D-2000按照物质的量比为1:1加入反应器中，并加入比端环氧封端剂和聚醚胺的总质量多10g的异丙醇，然后升温至70℃反应6h，反应中途可补加少量异丙醇，得到聚醚改性封端剂；

步骤2：将步骤1得到的聚醚改性封端剂降温至43℃后，加入端环氧封端剂质量27倍的八甲基环四硅氧烷(D4)，八甲基环四硅氧烷、端环氧封端剂、聚醚胺质量总和4.5％的DL-602硅烷偶联剂，加入端环氧封端剂、聚醚胺、D4和硅烷偶联剂总质量0.08％的四甲基氢氧化铵；抽真空使真空度为0.6MPa，升温至80℃保持1h以除去小分子，同时抽出第一步中的溶剂，至体系澄清透明；然后在85℃的温度下继续反应至体系黏度达到280mpa·s，去除真空条件在90℃继续反应0.5～1h至体系黏度不再变化，得到氨值约0.04mmol/g的有机硅多元共聚物；

步骤3：向步骤2得到的有机硅多元共聚物中加入体积比为2:1的异丙醇和水，将体系固含量调至70％，并使用冰醋酸调节pH值至5.7，在65℃的温度下搅拌1h，得到有机硅多元共聚物织物柔软剂。

将本发明实施例1制备的有机硅多元共聚物织物柔软剂与传统氨基硅油柔软剂分别对织物进行柔软整理，结果见表1：

表1  整理后织物性能对比结果

表1中三元嵌段硅油为采用专利《三元嵌段有机硅柔软剂的制备方法》制备的有机硅柔软剂，由表1可以看出：经本发明制备的柔软剂整理后织物白度下降程度小于氨基硅油，与三元嵌段硅油柔软剂相差不大，说明经本发明柔软剂和三元嵌段硅油柔软剂整理后织物的黄变程度低于经氨基硅油整理后的织物。同时，经本发明织物柔软剂整理后织物的折皱回复角的提高程度大于三元嵌段硅油柔软剂和氨基硅油整理后的织物，说明经本发明制备的织物柔软剂整理后织物的抗皱性能高于三元嵌段硅油柔软剂和氨基硅油整理后织物。此外，本发明柔软剂整理后织物的悬垂系数的降低程度大于经三元嵌段硅油柔软剂和氨基硅油整理的织物，说明本发明柔软剂整理后织物的柔软性能要高于三元嵌段硅油柔软剂和氨基硅油整理后织物。经本发明柔软剂整理后织物的静态吸水时间的增加程度比三元嵌段硅油柔软剂和氨基硅油整理后小，说明经本发明柔软剂整理后织物的亲水性比三元嵌段硅油柔软剂和氨基硅油整理后更好。

综上所述，本发明制备的有机硅多元共聚物织物柔软剂在各方面大大优于氨基硅油，同时也优于三元嵌段硅油柔软剂，是一种能为企业带来巨大经济效益同时极具市场前景的有机硅柔软剂。

Claims (10)

1.有机硅多元共聚物织物柔软剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1：将端环氧封端剂和聚醚胺加入反应器中，并加入异丙醇，然后升温至70℃～100℃反应3～6h，得到聚醚改性封端剂；

步骤2：将所述步骤1得到的聚醚改性封端剂降温后加入八甲基环四硅氧烷、硅烷偶联剂及催化剂，抽真空，升温至70℃～90℃保持0.5～2h，然后在70℃～100℃的温度下继续反应使体系黏度达到240～300mpa·s，去除真空条件在60℃～90℃继续反应0.5～1h至体系黏度不再变化，得到氨值为0.01-0.05mmol/g的有机硅多元共聚物；

步骤3：向所述步骤2得到的有机硅多元共聚物中加入异丙醇和水至所需固含量，并调节pH值至5-6，在60℃～65℃的温度下搅拌1～2h，得到有机硅多元共聚物织物柔软剂。

2.如权利要求1所述的有机硅多元共聚物织物柔软剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中端环氧封端剂为1,1,3,3-四甲基-1,3二[3-(环氧乙基甲氧基)丙基]二硅氧烷。

3.如权利要求1所述的有机硅多元共聚物织物柔软剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中端环氧封端剂和聚醚胺的物质的量比为1～1:1.5。

4.如权利要求1所述的有机硅多元共聚物织物柔软剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中异丙醇的质量比加入的端环氧封端剂和聚醚胺的总质量多10g。

5.如权利要求1所述的有机硅多元共聚物织物柔软剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中降温至40℃～45℃。

6.如权利要求1所述的有机硅多元共聚物织物柔软剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中八甲基环四硅氧烷的质量为端环氧封端剂质量的20～30倍。

7.如权利要求1所述的有机硅多元共聚物织物柔软剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中硅烷偶联剂为带有氨基的硅烷偶联剂，加入量为八甲基环四硅氧烷、端环氧封端剂、聚醚胺质量总和的1.5％～5％。

8.如权利要求1所述的有机硅多元共聚物织物柔软剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中催化剂为四甲基氢氧化铵，催化剂的加入量为端环氧封端剂、聚醚胺、八甲基环四硅氧烷和硅烷偶联剂总质量的0.05％～0.1％。

9.如权利要求1所述的有机硅多元共聚物织物柔软剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中抽真空至真空度为0.6～0.9MPa。

10.如权利要求1所述的有机硅多元共聚物织物柔软剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3中异丙醇和水的体积比为2:1，固含量为50％～70％。