CN105040449A - 一种有机硅的织物平滑剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机硅的织物平滑剂及其制备方法。本发明的平滑剂为由大分子的聚二甲基硅氧烷，与小分子的聚硅氧烷单体在强碱催化下进行缩聚的产物，聚二甲基硅氧烷为二羟基聚二甲基硅氧烷或聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷，由此使得有机硅的织物平滑剂不仅手感柔软、富有弹性，而且稳定性极佳。

Description

一种有机硅的织物平滑剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及印染助剂的技术领域，尤其涉及一种有机硅的织物平滑剂及其制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对穿着服装要求更高，而且要求风格日新月异。很多印染加工企业要求市场提供更加柔软富有弹性，且更加平滑的有机硅助剂。

目前，较为普遍的平滑剂以大分子107胶或大分子氨基硅油为主，经乳化复配而成。其作为织物整理剂具备优良的平滑性，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.普通的平滑硅油要想有更好的手感，必须采用以下两种方法：①加入更多的大分子107胶或大分子氨基硅油；②加入更大分子量的107胶或更大分子量的氨基硅油。但是这样首先会使硅油的乳化变得更加困难，其次乳化后的硅油在柔软性、弹性上会有较大下降，再者是稳定性更差，使用过程中更容易破乳漂油。

中国专利中国专利CN101550237A公开了一种纺织助剂中的高回弹有机硅平滑剂及其制备方法，其中含有四烷氧基硅烷，并以聚乙二醇400为乳化剂，得含有四官能有机硅微乳液，从而赋予织物高弹性、高强度、后整理适应性好的效果。生产工艺上对四烷氧基硅烷和八甲基环四硅氧烷先期进行水包油高压均质乳化，再对两种乳液进行常规聚合，在乳液合成中得到大分子具有网状结构的聚硅氧烷微乳液，将氨基硅油乳液和含有大分子网状结构的四官能有机硅微乳液进行复配，获得质地均匀、颗粒细致、数均分子量较大的微乳液，并利用组。该方法得到的整理剂稳定性较差、手感不好、弹性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提供一种有机硅的织物平滑剂，该平滑剂稳定性较好、手感较好、弹性较好。

一种有机硅的织物平滑剂，其为由大分子的聚二甲基硅氧烷，与小分子的聚硅氧烷单体在强碱催化下进行缩聚的产物。

聚二甲基硅氧烷指二羟基聚二甲基硅氧烷或聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷。二羟基聚二甲基硅氧烷的分子结构为本发明对二羟基聚二甲基硅氧烷的具体理化性能无特别限定。聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷即甲基乙烯基硅橡胶，其分子结构通式为其中优选的结构为m＝100～2000，n＝5～30。

聚硅氧烷单体指分子结构带有由-Si-O-重复单元所组成的硅氧主链的聚合物，具体实例有六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、线性硅油(例如可以端羟基或甲基封端硅油)。

值得说明的是，这里“大分子”和“小分子”仅仅表明一种相对概念，即代表聚二甲基硅氧烷的分子量远大于聚硅氧烷单体，不可理解是为对聚二甲基硅氧烷的分子量的限定。较佳地，聚二甲基硅氧烷的分子量为10～500万，聚硅氧烷单体的分子量为数千，最好不超过三千。

上述缩聚反应的具体历程大致为：大分子的聚二甲基硅氧烷的硅氧链在强碱作用下打开并重新排列。当加入碱催化剂后，小分子的聚硅氧烷环体在强碱催化剂的作用下会开环，而大分子的甲基乙烯基硅橡胶的硅氧链会断链，开环和断裂不断进行，小分子的硅氧烷也容易重新拍列到大分子断裂后的链接上，这样就减少了小分子聚硅氧烷再闭合成环的几率，小分子不断连到大分子的断裂链节上会增加小分子聚硅氧烷的开环率，从而使分子量分布更加均匀，分子分布均匀后会增加平滑性。

强碱催化剂的作用是使得聚硅氧烷单体的开环聚合的速率明显小于大分子聚硅氧烷单体的裂解速度，以达到聚硅氧烷单体几乎很少发生自聚，大分子聚二甲基硅氧烷的不断裂解的状态。强碱催化剂可以为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵中的一种或至少两种，当然其它的强碱也可实施本发明的方案。

本发明另一方面提供一种有机硅的织物平滑剂的制备方法，由该制备方法得到的平滑剂稳定性较好、手感较好、弹性较好。

一种如上述织物平滑剂的制备方法，包含以下步骤：

(1)使聚二甲基硅氧烷与聚硅氧烷单体，在强碱催化下以及在加入氨基硅氧烷偶联剂和表面活性剂的条件下，进行第一阶段反应；

(2)于经第一阶段反应的反应体系中加入长碳链硅油进行第二阶段反应，而后加入羧酸，得到所述平滑剂。

氨基硅氧烷偶联剂作用是增加平滑添加剂的稳定性。氨基硅氧烷偶联剂的具体实例有但不局限于氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、二乙烯三氨丙基甲基二甲氧基硅烷、哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷、二甲氨基丙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或至少两种。

表面活性剂作为反应介质，即为缩聚反应提供场所。当然还可相应地加入水，以使得最终反应的有机硅织物平滑剂呈乳液状。表面活性剂的加入量为合成平滑剂反应原料总量的1～10％。

羧酸的加入量为占合成平滑剂反应原料总量的0.2～0.5％。羧酸可为C_1～4羧酸，例如甲酸或乙酸。

长碳链硅油的加入量以占合成平滑剂反应原料总量的1～30％为宜。长碳链硅油可以市售，也可自制。自制的过程具体为，将甲基含氢硅油和含碳链不饱和物在氯铂酸的催化下，在150～180℃下反应得到。此处，含碳链不饱和物为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、十八烯、二十二烯、十八烯酸、乙烯基三枯烯基过氧硅烷中的一种或至少两种。甲基含氢硅油指具有通式

甲基含氢硅油的加入量为占长碳链硅油制备原料总量的0.01～1.6％。含氢硅油与不饱和碳链化合物的用量之比为100g：0.0011～0.176mol。氯铂酸的用量为长碳链硅油制备原料总量的0.1～20PPm。

第一段阶段反应和第二段阶段反应的划分仅仅代表对上述缩聚反应中的原料加料分阶段实施的涵义，切不可理解对缩聚反应在历程上的分阶段实施。第一段阶段的反应时间温度优选为100～150℃，反应时间优选为1～10小时。第二段阶段的反应时间优选为30～100℃，反应时间为0.5～5小时。

本发明的平滑剂为由大分子的聚二甲基硅氧烷，与小分子的聚硅氧烷单体在强碱催化下进行缩聚的产物，由此使得有机硅的织物平滑剂不仅手感柔软、富有弹性，而且稳定性极佳。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明的技术方案。

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。二羟基聚二甲基硅氧烷可以是任何一种。聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷可以是任何一种。甲基含氢硅油可以是任何一种。含碳链不饱和物可以是乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、十八烯、二十二烯、十八烯酸、乙烯基三枯烯基过氧硅烷等。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。

实施例1

首先把100g含氢量为0.1％的甲基含氢硅油和60g二十二烯混合，再加入0.05g的氯铂酸作为催化剂，搅拌升温，将温度控制在150℃进行反应，当反应物升温至170℃时，停止反应，得到碳链硅油。

然后将80克分子量为200万的二羟基聚二甲基硅氧烷、20克分子量为60万的聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷、20克八甲基环四硅氧烷、100克脂肪醇聚氧乙烯醚混合，搅拌半小时，加入7克N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和0.5克KOH，升温至120℃，保温反应1小时。

将物料降温至60℃，加入2克碳链硅油，再升温至120℃，搅拌1小时，降温至100℃，加入0.5克乙酸中和。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平滑添加剂。

实施例2

首先将100克分子量为60万的聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷、100克分子量为500的线性羟基封端硅油、100克脂肪醇聚氧乙烯醚混合，搅拌半小时，加入7克N-(γ-二甲氨基丙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和0.5克KOH，升温至120℃，保温反应1小时。

然后将物料降温至60℃，加入2克自制碳链硅油，再升温至120℃，搅拌1小时，降温至100℃，加入0.5克乙酸中和。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平滑添加剂。

实施例3

首先将100克分子量为200万的二羟基聚二甲基硅氧烷、20克八甲基环四硅氧烷、100克脂肪醇聚氧乙烯醚混合，搅拌半小时，加入0.2克N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，升温至120℃和0.5克KOH，保温反应1小时。

然后将物料降温至60℃，加入2克自制碳链硅油，再升温至120℃，搅拌1小时，降温至100℃，加入0.5克乙酸中和。可以在常温下，加入0.2g乙酸，然后采取巨乳液乳化技术继续加水，最后用乙酸将乳液pH值调整至6～7，制成乳白色乳液的平滑添加剂。

实施例4

首先将100克分子量为60万的聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷、100克分子量为500的线性羟基封端硅油、100克脂肪醇聚氧乙烯醚混合，搅拌半小时，加入0.2克N-(γ-二甲氨基丙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和0.5克KOH，升温至120℃，保温反应1小时。

然后将物料降温至60℃，加入2克自制碳链硅油，再升温至120℃，搅拌1小时，降温至100℃，加入0.5克乙酸中和。可以在常温下，加入0.2g乙酸，然后采取巨乳液乳化技术继续加水，最后用乙酸将乳液pH值调整至6～7，制成乳白色乳液的平滑添加剂。

实施例3、实施例4中得到平滑添加剂硅油巨乳液，该乳液不分层，不粘辊，比一般的乳液更滑，且更富有弹性。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (9)

1.一种有机硅的织物平滑剂，其特征在于，其为由大分子的聚二甲基硅氧烷，与小分子的聚硅氧烷单体在强碱催化下进行缩聚的产物；

其中，所述聚二甲基硅氧烷为二羟基聚二甲基硅氧烷或聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷；所述聚硅氧烷单体为分子结构带有由-Si-O-重复单元所组成的硅氧主链的聚合物。

2.根据权利要求1所述的织物平滑剂，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷的分子量为10～500万。

3.根据权利要求1所述的织物平滑剂，其特征在于，所述聚二甲基甲基乙烯基硅硅氧烷结构式为其中m＝100～2000，n＝5～30；

优选地，所述聚硅氧烷单体是六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、线性硅油中的一种或至少两种；

优选地，所述强碱为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵中的一种或至少两种。

4.一种如权利要求1所述织物平滑剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

(1)使聚二甲基硅氧烷与聚硅氧烷单体，在强碱催化下以及在加入氨基硅氧烷偶联剂和表面活性剂的条件下，进行第一阶段反应；

(2)于经第一阶段反应的反应体系中加入长碳链硅油进行第二阶段反应，而后加入羧酸，得到所述平滑剂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中：

所述氨基硅氧烷偶联剂为氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、二乙烯三氨丙基甲基二甲氧基硅烷、哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷、二甲氨基丙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或至少两种；

优选地，所述表面活性剂的加入量为合成平滑剂反应原料总量的1～10％。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中：

所述长碳链硅油的加入量占合成平滑剂反应原料总量的1～30％；

优选地，所述长碳链硅油的制备过程具体为，将甲基含氢硅油和含碳链不饱和物在氯铂酸的催化下，在150～180℃下反应得到；

优选地，所述羧酸的加入量为占合成平滑剂反应原料总量的0.2～0.5％；

优选地，所述羧酸为甲酸或乙酸。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述含碳链不饱和物为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、十八烯、二十二烯、十八烯酸、乙烯基三枯烯基过氧硅烷中的一种或至少两种；

优选地，所述甲基含氢硅油的加入量为占长碳链硅油制备原料总量的0.01～1.6％；

优选地，所述含氢硅油与不饱和碳链化合物的用量之比为100g：0.0011～0.176mol；

优选地，所述氯铂酸的用量为长碳链硅油制备原料总量的0.1～20PPm。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一段阶段的反应时间为100～150℃，反应时间为1～10小时。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第二段阶段的反应时间为30～100℃，反应时间为0.5～5小时。