CN105218762A - 新型有机硅拒水剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型有机硅拒水剂及其制备方法。该新型有机硅拒水剂，以重量份计，包括如下原料组分：多乙烯基硅油100份、聚合单体20-500份、引发剂1-10份、溶剂100-500份，所述多乙烯基硅油中乙烯基与硅的摩尔比为(1-80):100。本发明将特定的多乙烯基硅油与聚合单体进行交联，制备得到新型有机硅拒水剂，具有优良的拒水效果，同时，与基材相容性好，可提高拒水剂的耐久性，可直接以有机溶剂稀释后处理基材，亦可制备成乳液用于基材处理。

Description

新型有机硅拒水剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及有机硅拒水剂领域，特别是涉及一种新型有机硅拒水剂及其制备方法。

背景技术

拒水剂主要可以分为三大类：反应性脂肪族化合物、有机硅化合物和有机氟化合物。其中有机硅拒水剂因为具有相对较优的拒水性能、透气性及耐久性，且价格较为便宜等优点，成为了拒水剂领域的研究热点。

目前现有的有机硅拒水剂多为直接采用成熟的工业品有机硅，如含氢硅油等，这些有机硅由于本身结构的局限性(官能团少、表面能低等)，与基材(例如纺织品、建筑材料等)的相容性较差，导致拒水性能、耐久性不够理想。

发明内容

基于此，有必要提供一种新型有机硅拒水剂。

一种新型有机硅拒水剂，以重量份计，包括如下原料组分：

所述多乙烯基硅油具有如式(I)所示结构特征：

其中，R₁、R₂分别任选自：-CH₃，-CH＝CH₂；乙烯基与硅的摩尔比为(1-80):100(即乙烯基含量为1-80％)。通过调整n和m的取值得到不同乙烯基含量的多乙烯基硅油。

在其中一个实施例中，R₁和R₂为-CH₃，所述多乙烯基硅油的粘度为100-60000cst。

在其中一个实施例中，所述多乙烯基硅油的粘度为30000-60000cst，所述乙烯基与硅的摩尔比为(3-6):100。

在其中一个实施例中，所述聚合单体为苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、α-甲基丙烯酸、α-甲基丙烯酸甲酯、α-甲基丙烯酸乙酯、α-甲基丙烯酸丁酯、α-甲基丙烯酸辛酯、丙烯酰胺、丙烯甲酰胺、丙烯乙酰胺、丙烯丁酰胺、马来酸酐、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述溶剂为苯类(如甲苯、二甲苯)、卤代烃类(氯仿、1,2-二氯乙烷、二氯甲烷)、醇类(甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇)、酮类(丙酮、丁酮、甲基异丁基酮)、酯类(乙酸乙酯、乙酸丁酯)、醚类(四氢呋喃、乙醚、1,4-二氧六环)中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述引发剂为偶氮类(偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈等)、过氧化二酰类(过氧化二苯甲酰等)、氢过氧化物(异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢)、安息香醚类(安息香二甲醚、安息香甲醚、安息香二乙醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚、安息香二丁醚)中的一种或多种。

本发明还提供所述的新型有机硅拒水剂的制备方法，包括如下步骤：

将所述多乙烯基硅油、聚合单体、引发剂、溶剂混合后，反应条件为：在温度0-150℃或紫外线照射条件下搅拌反应10min-10h，即得所述新型有机硅拒水剂。

在其中一个实施例中，所述反应条件为：在温度为60-150℃条件下反应0.5-4h，或，先在波长为360-370nm的紫外线照射条件下反应10-11min，再于室温反应0.5-1.5h。

本发明的原理及优点如下：

本发明所述新型有机硅拒水剂，以特定结构的多乙烯基硅油为原料，与一定重量配比的活性聚合单体进行聚合反应，制备新型有机硅拒水剂，其分子结构成梳状，骨干为有机硅主链，侧链为聚合接枝的高分子树脂，既具有树脂与基材良好的相容性，又具有有机硅表面能低，拒水效果显著的特点。特别当该多乙烯基硅油为甲基封端，乙烯基位于侧链时，梳状结构更为明显，性能优异。

同时，在研究中还发现，所述多乙烯基硅油的粘度和乙烯基含量也对拒水剂的性能有着重要影响，当合理控制所述多乙烯基硅油的粘度为30000-60000cst，乙烯基含量为3-6％时，可使拒水效果得分高达90分。

本发明所述新型有机硅拒水剂的制备方法，在温度0-150℃或紫外线照射条件下，合理控制反应时间，以此控制多乙烯基硅油和聚合单体的交联反应进程，保证制得的新型有机硅拒水剂的优良拒水性和耐久性。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明将特定的多乙烯基硅油与聚合单体进行交联，制备得到新型有机硅拒水剂，具有优良的拒水效果，同时，与基材相容性好，提高拒水剂的耐久性。可以有机溶剂稀释后处理基材，亦可制备成乳液用于织物处理，减少有机溶剂的使用。

本发明所述新型有机硅拒水剂的制备方法，控制方法简单，便于工业应用。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的新型有机硅拒水剂及其制备方法作进一步详细的说明。

本发明所述多乙烯基硅油购自建德市聚合新材料有限公司。

拒水效果测试方法：布料为棉布，一进一扎，布料处理温度为120℃×4min+160℃×2min，将拒水剂稀释至1％后处理布料，使用AATCC22-2010标准判分。

耐久性测试方法：以3％洗衣粉浓度，上述拒水处理后的布料于45℃洗涤15min后冲洗干净，烘干测试拒水效果。

实施例1

本实施例一种新型有机硅拒水剂，以重量份计，包括如下原料组分：

所述多乙烯基硅油具有如下结构特征：

R₁、R₂为-CH₃。

上述新型有机硅拒水剂的制备方法，包括如下步骤：

将100重量份多乙烯基硅油、20重量份苯乙烯、20重量份α-甲基丙烯酸甲酯、5重量份过氧化苯甲酰、100重量份二甲苯混合均匀后，加热至110℃反应4h，即得新型有机硅拒水剂，乳白色粘稠液体。

使用二甲苯稀释到质量浓度1％后处理布料，得分80；重复洗涤3次后，得分75。

实施例2

本实施例一种新型有机硅拒水剂，以重量份计，包括如下原料组分：

所述多乙烯基硅油具有如下结构特征：

R₁、R₂为-CH₃。

上述新型有机硅拒水剂的制备方法，包括如下步骤：

将100重量份多乙烯基硅油、50重量份α-甲基丙烯酸甲酯、50重量份α-甲基丙烯酸丁酯、2重量份偶氮二异丁腈、500重量份氯仿混合均匀后，加热回流温度(62℃)反应4h，即得新型有机硅拒水剂，透明液体。使用氯仿稀释到质量浓度1％后处理布料，得分85；重复洗涤3次后，得分80。

实施例3

本实施例一种新型有机硅拒水剂，以重量份计，包括如下原料组分：

所述多乙烯基硅油具有如下结构特征：

R₁、R₂为-CH＝CH₂。

上述新型有机硅拒水剂的制备方法，包括如下步骤：

将100重量份多乙烯基硅油、250重量份丙烯酸、250重量份丙烯甲酰胺、3重量份过氧化二苯甲酰、2重量份异丙苯过氧化氢、500重量份乙酸丁酯混合均匀后，150℃反应0.5h，即得新型有机硅拒水剂，粘稠液体，使用乙酸丁酯稀释到质量浓度1％后处理布料，得分75；重复洗涤3次后，得分70。

实施例4

本实施例一种新型有机硅拒水剂，以重量份计，包括如下原料组分：

所述多乙烯基硅油具有如下结构特征：

R₁为-CH＝CH₂，R₂为-CH₃。

上述新型有机硅拒水剂的制备方法，包括如下步骤：

将100重量份多乙烯基硅油、50重量份丙烯酸、200重量份丙烯甲酰胺、3重量份过氧化二苯甲酰、2重量份异丙苯过氧化氢、200重量份乙酸丁酯混合均匀后，150℃反应0.5h，即得新型有机硅拒水剂，粘稠液体，使用乙酸丁酯稀释到质量浓度1％后处理布料，得分80；重复洗涤3次后，得分75。

实施例5

本实施例一种新型有机硅拒水剂，以重量份计，包括如下原料组分：

所述多乙烯基硅油具有如下结构特征：

R₁和R₂为-CH₃。

上述新型有机硅拒水剂的制备方法，包括如下步骤：

将100重量份多乙烯基硅油、50重量份丙烯酸、200重量份丙烯甲酰胺、3重量份过氧化二苯甲酰、2重量份异丙苯过氧化氢、200重量份乙酸丁酯混合均匀后，150℃反应0.5h，即得新型有机硅拒水剂，粘稠液体，使用乙酸丁酯稀释到质量浓度1％后处理布料，得分80；重复洗涤3次后，得分75。

实施例6

本实施例一种新型有机硅拒水剂，以重量份计，包括如下原料组分：

所述多乙烯基硅油具有如下结构特征：

R₁和R₂为-CH₃。

上述新型有机硅拒水剂的制备方法，包括如下步骤：

将100重量份多乙烯基硅油、50重量份苯乙烯、200重量份α-甲基丙烯酸丁酯、50重量份乙烯基三甲氧基硅烷，10重量份偶氮二异庚腈，200重量份1,4-二氧六环，150℃反应0.5h，即得新型有机硅拒水剂，粘稠液体，使用乙酸丁酯稀释到质量浓度1％后处理布料，得分90；重复洗涤3次后，得分85。

实施例7

本实施例一种新型有机硅拒水剂，以重量份计，包括如下原料组分：

所述多乙烯基硅油具有如下结构特征：

R₁和R₂为-CH₃。

将100重量份多乙烯基硅油、50重量份丙烯酸辛酯、200重量份α-甲基丙烯酸丁酯、50重量份马来酸酐、50重量份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷，10重量份安息香二甲醚，300重量份四氢呋喃，365nm紫外光照10min，继续室温反应1h，即得新型有机硅拒水剂。使用四氢呋喃稀释到质量浓度1％后处理布料，得分90；重复洗涤3次后，得分85。

实施例8

实施例6中新型有机硅拒水剂经除溶剂后，获得粘稠液体，将粘稠液体100重量份与乳化剂5重量份搅拌，再加入水300重量份，得乳液，使用高压均质机均质乳液，获得泛蓝光乳液。用水稀释到质量浓度1％处理布料，得分90；重复洗涤3次后，得分85。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种新型有机硅拒水剂，其特征在于，以重量份计，包括如下原料组分：

所述多乙烯基硅油具有如式(I)所示结构特征：

其中，R₁、R₂分别任选自：-CH₃，-CH＝CH₂；乙烯基与硅的摩尔比为(1-80):100。

2.根据权利要求1所述的新型有机硅拒水剂，其特征在于，R₁和R₂为-CH₃，所述多乙烯基硅油的粘度为100-60000cst。

3.根据权利要求2所述的新型有机硅拒水剂，其特征在于，所述多乙烯基硅油的粘度为30000-60000cst，所述乙烯基与硅的摩尔比为(3-6):100。

4.根据权利要求1所述的新型有机硅拒水剂，其特征在于，所述聚合单体为苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、α-甲基丙烯酸、α-甲基丙烯酸甲酯、α-甲基丙烯酸乙酯、α-甲基丙烯酸丁酯、α-甲基丙烯酸辛酯、丙烯酰胺、丙烯甲酰胺、丙烯乙酰胺、丙烯丁酰胺、马来酸酐、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

5.根据权利要求1-4任一项所述的新型有机硅拒水剂，其特征在于，所述溶剂为苯类、卤代烃类、醇类、酮类、酯类、醚类中的一种或多种。

6.根据权利要求1-4任一项所述的新型有机硅拒水剂，其特征在于，所述引发剂为偶氮类、过氧化二酰类、氢过氧化物、安息香醚类中的一种或多种。

7.权利要求1-6任一项所述的新型有机硅拒水剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述多乙烯基硅油、聚合单体、引发剂、溶剂混合，反应条件为：在温度0-150℃或紫外线照射条件下搅拌反应10min-10h，即得所述新型有机硅拒水剂。

8.根据权利要求7所述的新型有机硅拒水剂的制备方法，其特征在于，所述反应条件为：在温度为60-150℃条件下反应0.5-4h，或，先在波长为360-370nm的紫外线照射条件下反应10-11min，再于室温反应0.5-1.5h。