CN105237776A - 一种超柔软亲水性聚醚硅油及其环氧活性聚醚中间体的合成方法 - Google Patents

一种超柔软亲水性聚醚硅油及其环氧活性聚醚中间体的合成方法 Download PDF

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CN105237776A CN201410327514.8A CN201410327514A CN105237776A CN 105237776 A CN105237776 A CN 105237776A CN 201410327514 A CN201410327514 A CN 201410327514A CN 105237776 A CN105237776 A CN 105237776A
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Abstract

本发明涉及纺织品整理剂领域,尤其涉及一种超柔软亲水性聚醚硅油及其环氧活性聚醚中间体的合成方法,其提供了一种用于超柔软亲水性聚醚嵌段硅油合成所用的环氧活性聚醚的合成方法,并提供由所得环氧活性聚醚合成一种超柔软亲水性聚醚嵌段硅油的制备方法。本发明合成的超柔软亲水性聚醚嵌段硅油,在超柔软亲水性聚醚嵌段硅油的主链结构上成功地嵌入具有优异亲水性、柔顺性的聚醚链段,产品具有优异的自乳化性能、亲水性能及物化稳定性,减少对乳化剂的依赖。同时,本发明制备的超柔软亲水性聚醚嵌段硅油在聚硅氧烷、氨基、聚醚三元嵌段的聚有机硅氧烷聚醚嵌段共聚物的基础上进行了季铵化改性,在较少氨基含量的条件下进一步提高了产品的极性、吸附性与反应性,可以大幅度地减少整理剂的用量,并扩大了产品的适用范围,对各种纤维均有优异的整理效果。

Description

一种超柔软亲水性聚醚硅油及其环氧活性聚醚中间体的合成方法
技术领域
本发明涉及纺织品后整理剂领域,尤其涉及一种超柔软亲水性聚醚嵌段硅油及其环氧活性聚醚中间体的制备方法。
背景技术
有机硅柔软剂在纺织品上大量使用,80%以上是氨基硅油。氨基硅油是上世纪80年代发展起来的一种主要用于柔软、蓬松、平滑手感整理的改性硅油,其分子主链是以具有优异柔软性的Si-O键组成的,侧链上根据不同的氨基硅烷偶联剂引入了不同结构的氨基,氨基具有较强的极性、反应性、吸附性等化学特性,从而赋予了氨基硅油在织物手感整理效果上先天性的优势。但氨基硅油不能直接使用,必须添加乳化剂乳化成乳液后才能使用。经过多年的技术发展,氨基硅油乳化剂的选择、乳化工艺的优化等方面得到了彻底的改变,但仍不能从本质上解决氨基硅油使用过程中易破乳、漂油、粘辊、粘缸、易产生硅油斑等问题,同时,侧链高活性的氨基的引入导致了织物易色变、黄变、处理后的织物不能回修,整理后的织物呈疏水性,穿着时感到闷热,且难以洗涤。为此开发了亲水性的改性有机硅柔软剂。
目前的亲水性改性方法多是采用聚醚等一系列的问题。这类改性有机硅柔软剂,对亲水性有显著改善,但其提供的柔软性和整理效果耐久性较差。公开号为CN101497697A的发明专利公开了一种嵌段水溶性硅油的制备方法,方法包括了氨基偶联剂的酰胺化、端含氢甲基硅氧烷中间体的制备、聚硅氧烷-聚醚线性嵌段共聚物的制备和嵌段共聚物的氨解等四个制备步骤,整个合成过程涉及多个非均相的化学反应,对产品品质的稳定性影响较大,在氨基的多重转化中影响了氨基的活性,使其处理效果大幅度下降。
而最新出现的新型线性嵌段共聚改性有机硅整理剂可以解决柔软性、亲水性和耐久性这三个方面的矛盾,但是由于合成的工序比较复杂、关键的原料依赖进口,特别是在硅氢和烯丙基缩水甘油醚的加成过程中不能100%转化,导致目前市场上的嵌段硅油质量不稳定、成本较高;同时可选择的端氨基聚醚种类有限,导致嵌段硅油的适用范围较窄,在多种织物的手感整理中无法体现氨基硅油所具有的效果;同时在合成的过程中采用了大量的挥发性溶剂,虽然对人体无害,但对后整理加工环境带来了诸多不良影响。
公开号为CN101497697A的发明专利公开了一种聚有机硅氧烷胺基聚醚嵌段共聚物的制备方法,方法包括了α,ω-氢硅氧烷中间体的制备、α,ω-二环氧基聚硅氧烷中间体的制备、聚有机硅氧烷胺基聚醚嵌段共聚物的制备三个步骤,合成的产品能较好地解决氨基硅油存在的应用不足,但是在α,ω-二环氧基聚硅氧烷中间体的合成过程中,环氧基在高温、酸性的条件下容易开环严重影响后续的合成,进而影响产品的质量稳定性。聚有机硅氧烷胺基聚醚嵌段共聚物合成过程中采用了端氨基聚醚,目前端氨基聚醚主要由美国亨斯迈公司控制,产品价格较高、品种较少,导致生产出来的产品成本较高、适用范围较窄,主要用于聚酯纤维的手感整理而在其它纤维上处理效果较差,所以也不能全面地取代氨基硅油。
发明内容
为了解决上述的技术问题,本发明的一个目的是提供一种用于超柔软亲水性聚醚嵌段硅油合成所用的环氧活性聚醚的合成方法,本发明的第二个目的是提供由上述的环氧活性聚醚合成一种超柔软亲水性聚醚嵌段硅油的制备方法。采用本发明所合成的超柔软亲水性聚醚嵌段硅油,具有良好的自如化性能,减少对乳化剂的依赖,适用于棉、涤纶、锦纶、腈纶的一种或多种纤维组成织物的手感整理,具有超越氨基硅油的软、滑、蓬松的效果,更具有优异的耐酸碱、耐电解质、耐高温、耐剪切等稳定性,彻底解决了传统氨基硅油存在的易破乳、漂油、粘辊、不易回修等问题。
为了实现上述的第一个目的,本发明采用了以下的技术方案:
一种用于超柔软亲水性聚醚嵌段硅油合成所用的环氧活性聚醚,其特征在于所述的该环氧活性聚醚具有以下的结构式:
所述的m,n为1~10000。
一种用于超柔软亲水性聚醚嵌段硅油合成所用的环氧活性聚醚的制备方法,其特征在于所述的方法包括以下的步骤:
(1)将多元醇类化合物在催化剂作用下,合成具有高催化活性的低分子量聚醚多元醇化合物;
(2)将具有高催化活性的低分子量聚醚加到醇类溶剂中,形成混合物;
(3)在0-0.5Mpa压力,50-150℃温度下,先混合物与环氧化合物进行无规共聚,再以环氧化合物封端聚合,真空脱出残留单体,制得聚醚。
(4)将制得的聚醚和环氧氧丙烷在开环催化剂于50~80℃条件下反应1-5小时。再加入浓度为1-100%的氢氧化钠水溶液和相转移催化剂,在搅拌下升温至30-80℃并保持3—6小时,直至环氧化结束,结束后有机相用磷酸二氢钠水溶液中和,再用去离子水洗涤至中性,即得到所要环氧活性聚醚。
步骤(1)中所述的多元醇类化合物为乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、甘油、季戊四醇、木糖醇、山梨醇、甘露醇、蔗糖或葡萄糖甙中的一种或一种以上任意比例组成的混合物。
步骤(1)中所述的催化剂,可以为碱金属,包括甲醇钠、乙醇钠、氢氧化纳、氢氧化钾中的一种或几种组成的混合物,碱金属催化剂的添加量为多元醇类化合物和碱金属催化剂总质量的0.01-10.0%,也可以为酸类,包括盐酸,硫酸,醋酸,硫酸铵,醋酸铵或其它Lewis酸的一种或者几种的组合。
步骤(1)所述催化剂采用分步加入方式,确保产品的高反应活性;独特的高剪切反应装置,保证产品的分子量分布规整性。聚合单体分别与多元醇化合物经过多次混聚、嵌段聚合,有效降低了产品粘度,避免了产品低温浑浊。
步骤(2)中所述的醇类溶剂优选甘油、1,1,1-三羟甲基丙烷、1,1,1-三羟甲基乙烷、1,2,6-己三醇中的一种或几种组成的混合物,其中优选甘油。
步骤(3)中所述的环氧化合物为环氧丙烷、环氧乙烷、环氧氯丙烷或同类结构的环氧化合物的一种或者几种的组合。
步骤(3)中所述的环氧化合物,其质量分数为最终产品的0.05-50%。
步骤(3)中所述的反应温度为60-120℃,反应压力为0.1-1.0Mpa。
步骤(4)中所述的催化剂可以为碱金属,包括甲醇钠、乙醇钠、氢氧化纳、氢氧化钾中的一种或几种组成的混合物,碱金属催化剂的添加量为多元醇类化合物和碱金属催化剂总质量的0.01-10.0%,也可以为酸类,包括盐酸,硫酸,醋酸,硫酸铵,醋酸铵或其它Lewis酸的一种或者几种的组合。
步骤(4)中所述的催化剂可以为苄基三甲基氯化胺或相近同类物质的一种或者几种的组合。
本发明的有益效果在于:
1、利用本发明提供的方法制得的环氧活性聚醚分子量分布范围窄,分子量大小可以任意调节,不饱和度低。
2、利用本发明提供的方法制得的环氧活性聚醚,其聚合过程中无副反应产生,催化剂的催化活性高,催化剂的加入量少,产品中的金属含量如Zn2+、Co3+低,从而免去产品的提纯、催化剂的分离等程序,制备工艺简单。
3、利用本发明提供的方法制得的环氧活性聚醚,可与POP、低活性聚醚多元醇混用以达到对聚醚多元醇特殊性能的要求,其工业用途范围大大增加,故易于实现工业化大生产,产生经济效益。
为了实现上述的第二个目的,本发明采用了以下的技术方案:
一种用于超柔软亲水性聚醚嵌段硅油,其特征在于所述的该超柔软亲水性聚醚嵌段硅油具有以下的结构式:
所述的R1
其中m,n为1~10000。
所述的R2为H、CH3-、CH3CH2-或其它烷基的一种或者几种的组合。
所述的a为1~10000。
上述的超柔软亲水性聚醚嵌段硅油的制备方法,该方法包括以下的步骤:
A.端氨基硅油的合成,即将有机硅环体和1,1,3,3-四甲基二氨丙基二硅氧烷在碱性催化剂的作用下,开环聚合成端氨基硅油中间体;
B.线性多元嵌段聚醚硅油的合成即将第一个目的所制的环氧活性聚醚与步骤A中制得的端氨基硅油中间体在有机溶剂的存在下,进行氨基和环氧基团的加成聚合,合成聚硅氧烷、氨基、聚醚三元嵌段的线性多元嵌段聚醚硅油;
C.线性多元嵌段聚醚硅油的改性即在步骤B制得的聚有机硅氧烷聚醚嵌段共聚物内加入季铵化试剂,通过季铵化将线性多元嵌段聚醚硅油进行季铵化改性。
步骤A中所述的有机硅环体包括D4、DMC、线性体或者相近的硅氧烷混合环体的一种或者几种的组合。
步骤B中所述的碱性催化剂可以为NaOH、KOH、暂时性的碱性催化剂如(CH3)4NOH碱胶或(n-C4H9)4POH碱胶或相近碱剂的一种或者几种的组合。
步骤B中端环氧聚醚与线性多元嵌段聚醚硅油中间体中,环氧基摩尔数:氨基摩尔数为1:1.0~1:2.0的比例。
步骤B中所述的有机溶剂为乙二醇单丁醚、乙二醇单丙醚、异丙醇、乙二醇单乙醚、乙二醇单甲醚、二乙二醇、二丙二醇的一种或者几种的组合。
步骤B中所述的有机溶剂用量为反应物总质量的20-80%。
步骤B中所述的季铵化改性试剂可以为硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、环氧氯丙烷、阳离子醚化剂如3-氯—2-羟丙基-三甲基氯化铵、卤代烃、芳磺酸酯的一种或者几种的组合,通过季铵化将聚有机硅氧烷聚醚嵌段共聚物进行改性,得到超柔软亲水性聚醚嵌段硅油。
改性后的超柔软亲水性聚醚嵌段硅油相对于现有技术,具有以下优点:
(1)本发明合成的超柔软亲水性聚醚嵌段硅油,在超柔软亲水性聚醚嵌段硅油的主链结构上成功地嵌入具有优异亲水性、柔顺性的聚醚链段,产品具有优异的自乳化性能、亲水性能及物化稳定性,减少对乳化剂的依赖,适用于棉、涤纶、锦纶、腈纶的一种或多种纤维组成织物的手感整理,具有超越氨基硅油的软、滑、蓬松的效果,更具有优异的耐酸碱、耐电解质、耐高温、耐剪切等稳定性,彻底解决了传统氨基硅油存在的易破乳、漂油、粘辊、不易回修等问题。
(2)本发明制备的超柔软亲水性聚醚嵌段硅油所得原料为自制和采购相结合的方式,其中环氧活性性聚醚易制取,其它原料也易采购、品种繁多,价格适中,有利于规模化大生产。
(3)本发明制备的超柔软亲水性聚醚嵌段硅油在聚硅氧烷、氨基、聚醚三元嵌段的聚有机硅氧烷聚醚嵌段共聚物的基础上进行了季铵化改性,在较少氨基含量的条件下进一步提高了产品的极性、吸附性与反应性,可以大幅度地减少整理剂的用量,并扩大了产品的适用范围,对各种纤维均有优异的整理效果,解决了目前嵌段硅油在涤纶、尼龙、腈纶织物手感较差的问题;季铵化化程度的提高,赋予亲水性聚醚嵌段硅油一定的抗菌、抗静电功能,同时可赋予织物与众不同的的蓬松手感;氨基上的活泼氢通过季铵化得到部分或全部取代,有效解决了氨基高温条件下易黄变的问题,处理后织物更少色变、黄变。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明,但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1-1环氧活性聚醚的合成
在5升不锈钢釜中加入150g甘油,33g氢氧化钾,进行氮气置换,测釜内氧含量小于100ppm后,抽真空至-0.098MPa,升温至100℃,进行减压脱水2小时,检测水分小于0.02%。脱水合格后,开始加入环氧丙烷,保持釜内温度110-115℃,压力0.1-0.4MPa,连续加入3170g环氧丙烷,环氧丙烷进料结束后,内压反应2小时。降温出料即可得到聚醚A1。
在5升不锈钢釜中加入150克聚醚A1和16.5克环氧氧丙烷。搅拌下加入盐酸,于50~80℃条件下反应3小时。在反应过程中每隔半小时以盐酸丙酮法测定反应物中环氧基含量,得到合适的环氧值后,加入浓度为40%的氢氧化钠水溶液和相转移催化剂苄基三甲基氯化胺,在搅拌下升温至5D℃并保持3—6小时,直至环氧化结束,结束后加入适量甲苯,除去下层废水,后有机相用磷酸二氢钠水溶液中和,再用去离子水洗涤至中性。真空蒸馏回收甲苯,所得产品用盐酸丙酮法测定环氧值,合格后即得到所要环氧活性聚醚M1。
实施例1-2环氧活性聚醚的合成
在5升不锈钢釜中加入100g甘油,10g氢氧化钾,进行氮气置换,测釜内氧含量小于100ppm后,抽真空至-0.098MPa,升温至100℃,进行减压脱水2小时,检测水分小于0.02%。脱水合格后,开始加入环氧丙烷,保持釜内温度110-115℃,压力0.1-0.4MPa,连续加入3220g环氧丙烷,环氧丙烷进料结束后,内压反应2小时。降温出料即可得到聚醚A2。
在5升不锈钢釜中加入200克聚醚A2和12.5克环氧氧丙烷。搅拌下加入盐酸氨,于50~80℃条件下反应3小时。在反应过程中每隔半小时以盐酸丙酮法测定反应物中环氧基含量,得到合适的环氧值后,加入浓度为40%的氢氧化钠水溶液和相转移催化剂二苄基二乙基氯化胺,在搅拌下升温至5D℃并保持3—6小时,直至环氧化结束,结束后加入适量甲苯,除去下层废水,后有机相用磷酸二氢钠水溶液中和,再用去离子水洗涤至中性。真空蒸馏回收甲苯,所得产品用盐酸丙酮法测定环氧值,合格后即得到所要环氧活性聚醚M2。
实施例2-1超柔软亲水性聚醚嵌段硅油的制备方法
在装有恒速电动搅拌器、温度计的2000ml三口烧瓶中,加入1230g的八甲基环四硅氧烷(D4)和50克的1,1,3,3-四甲基二氨丙基二硅氧烷,搅拌升温到90-100℃左右,然后加入1.28g(CH3)4NOH含量为10-50%的(CH3)4NOH碱胶,保温反应6小时,保温结束后,升温到135℃,保温1-3小时,将催化剂(CH3)4NOH充分分解,慢慢抽真空,有大量低沸物流出,在温度为150℃,相对真空度为-99.9KPa的条件,拔低沸物1小时,直至没有物料流出为止,得到端氨基硅油。
在装有恒速电动搅拌器、温度计的2000ml三口烧瓶中,加入800g上述制备的端氨基硅油、106g的环氧环氧聚醚(实施例1-1的环氧活性聚醚M1或实施例1-2的环氧活性聚醚M2),604g的乙二醇单丁醚,开启搅拌,充分搅拌30分钟后,慢慢升温到80-85℃左右,保温反应20小时,可得透明淡黄色的线性多元嵌段聚醚硅油,粘度为300-1000cs,固含量为60±1%。
实施例2-2超柔软亲水性聚醚嵌段硅油的制备方法
在装有恒速电动搅拌器、温度计的2000ml三口烧瓶中,加入1230g的八甲基环四硅氧烷(D4)和50克的1,1,3,3-四甲基二氨丙基二硅氧烷,搅拌升温到90-100℃左右,然后加入1.28g(CH3)4NOH含量为10-50%的(CH3)4NOH碱胶,保温反应6小时,保温结束后,升温到135℃,保温1-3小时,将催化剂(CH3)4NOH充分分解,慢慢抽真空,有大量低沸物流出,在温度为150℃,相对真空度为-99.9KPa的条件,拔低沸物1小时,直至没有物料流出为止,得到端氨基硅油。
在装有恒速电动搅拌器、温度计的2000ml三口烧瓶中,加入800g上述制备的端氨基硅油、106g的环氧环氧聚醚(实施例1-1的环氧活性聚醚M1或实施例1-2的环氧活性聚醚M2),604g的乙二醇单丁醚,开启搅拌,充分搅拌30分钟后,慢慢升温到80-85℃左右,保温反应20小时,可得透明淡黄色的线性多元嵌段聚醚硅油,粘度为300-1000cs,固含量为60±1%。
上述所得的线性多元嵌段聚醚硅油基础上直接加入25g的硫酸二甲酯,充分搅拌后,搅拌升温到95-130℃左右,保温反应4小时,即可得淡黄色透明粘稠流体的超柔软亲水嵌段硅油,粘度为500-2000cs,固含量为60±1%。
实施例2-3超柔软亲水性聚醚嵌段硅油的制备方法
在装有恒速电动搅拌器、温度计的2000ml三口烧瓶中,加入1640g的八甲基环四硅氧烷(D4)和50克的1,1,3,3-四甲基二氨丙基二硅氧烷,搅拌升温到90-100℃左右,然后加入1.7g(CH3)4NOH含量为10-50%的(CH3)4NOH碱胶,保温反应6小时,保温结束后,升温到135℃,保温1小时,将催化剂(CH3)4NOH充分分解,慢慢抽真空,有大量低沸物流出,在温度为150℃,相对真空度为-99.9KPa的条件,拔低沸物1小时,直至没有物料流出为止,得到端氨基硅油。
在装有恒速电动搅拌器、温度计的2000ml三口烧瓶中,加入800g上述端氨基硅油、214g的端环氧聚醚(实施例1-1的环氧活性聚醚M1或实施例1-2的环氧活性聚醚M2),676g的二乙二醇单丁醚,开启搅拌,充分搅拌30分钟后,慢慢升温到80-100℃左右,保温反应20小时,可得透明淡黄色的线性多元嵌段聚醚硅油,粘度为500-2000cs,固含量为60±1%。
实施例2-4超柔软亲水性聚醚嵌段硅油的制备方法
在装有恒速电动搅拌器、温度计的2000ml三口烧瓶中,加入1640g的八甲基环四硅氧烷(D4)和50克的1,1,3,3-四甲基二氨丙基二硅氧烷,搅拌升温到90-100℃左右,然后加入1.7g(CH3)4NOH含量为10-50%的(CH3)4NOH碱胶,保温反应6小时,保温结束后,升温到135℃,保温1小时,将催化剂(CH3)4NOH充分分解,慢慢抽真空,有大量低沸物流出,在温度为150℃,相对真空度为-99.9KPa的条件,拔低沸物1小时,直至没有物料流出为止,得到端氨基硅油。
在装有恒速电动搅拌器、温度计的2000ml三口烧瓶中,加入800g上述端氨基硅油、214g的端环氧聚醚(实施例1-1的环氧活性聚醚M1或实施例1-2的环氧活性聚醚M2),676g的二乙二醇单丁醚,开启搅拌,充分搅拌30分钟后,慢慢升温到80-100℃左右,保温反应20小时,可得透明淡黄色的线性多元嵌段聚醚硅油,粘度为500-2000cs,固含量为60±1%。
上述所得的线性多元嵌段聚醚硅油的基础上直接加入25g的环氧氯丙烷,充分搅拌后,搅拌升温到95-100℃左右,保温反应4小时,即可得淡黄色透明粘稠流体的超柔软亲水嵌段硅油,粘度为715cs,固含量为60±1%。
对上述实施例所制取的4种产品进行应用性能和稳定性的比较:
1、整理剂的配制
取上述实施例所制得的4种产品各50,一边搅拌一边慢慢加水,水的量为450g,开稀10%的透明带蓝光的稀乳液,最后加入2g冰醋酸,将pH值调节到5-6之间。
2、整理剂的应用工艺
处理织物:全棉漂白梭织布、全涤漂白针织布
用量:40g/L(空白不加)
一浸一轧,烘干,定型(190℃×1′),回潮,性能比较
3、应用性能的对比
在应用性能的对比中主要进行手感的对比、亲水性的对比、黄变性的测定。
(1)手感的对比
用手触摸的方法评定各柔软剂整理样的手感效果,可分别评定柔软、弹性、滑、爽、丰满等方面的手感,必须由五人以上评定,再综合排序,分数越高表示手感越好。
(2)亲水性的对比
参照AATCC79:1995织物亲水性的测试方法,具体测试方法如下: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,即润湿时间,由时间长短评价织物亲水性(吸水性)的好差,所用时间越短,说明其亲水效果越好。
(3)黄变性的测定
选取待柔软整理的漂白织物,用电脑测色仪或白度仪测定各整理前后织物的白度值,考察柔软剂对织物白度的影响。通过白度值的对比,来评价整理剂的黄变性,值差越小,整理剂的抗黄变性能越好。
表1超柔软亲水嵌段硅油的应用性能比较
表2超柔软亲水嵌段硅油的稳定性比较
通过表1、表2的评级数据可以看出,采用本发明的方法合成环氧活性聚醚合成以及最终所得的超柔软亲水嵌段硅油处理在织物上具有优异的柔然、蓬松、滑爽的手感,同时赋予织物一定的亲水性能,特别在漂白织物上基本不影响织物的白度;在稳定性方面,具有优异的耐热、耐剪切、耐酸、耐碱、耐盐、耐硬水稳定性,具有广泛的应用领域和广阔的应用前景。

Claims (24)

1.一种超柔软亲水性聚醚硅油及其环氧活性聚醚中间体的合成方法,其特征在于:其合成方法包括环氧活性聚醚的合成和亲水性聚醚嵌段硅油的的合成两部分;
根据权利要求书1所述的环氧活性聚醚是用于超柔软亲水性聚醚嵌段硅油合成所用的环氧活性聚醚,其特征在于所述的该环氧活性聚醚具有以下的结构式:
所述的m,n为1~10000。
2.根据权利要求书1所述的环氧活性聚醚的制备方法,其特征在于所述的方法包括以下的步骤:
(1)将多元醇类化合物在催化剂作用下,合成具有高催化活性的低分子量聚醚多元醇化合物;
(2)将具有高催化活性的低分子量聚醚加到醇类溶剂中,形成混合物;
(3)在0-0.5Mpa压力,50-150℃温度下,先混合物与环氧化合物进行无规共聚,再以环氧化合物封端聚合,真空脱出残留单体,制得环氧活性聚醚。
3.(4)将制得的聚醚和环氧氧丙烷在开环催化剂于50~80℃条件下反应1-5小时。
4.再加入浓度为1-100%的氢氧化钠水溶液和相转移催化剂,在搅拌下升温至30-80℃并保持3—6小时,直至环氧化结束,结束后有机相用磷酸二氢钠水溶液中和,再用去离子水洗涤至中性,即得到所要环氧活性聚醚。
5.根据权利要求书3所述的步骤(1)中所述的多元醇类化合物为乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、甘油、季戊四醇、木糖醇、山梨醇、甘露醇、蔗糖或葡萄糖甙中的一种或一种以上任意比例组成的混合物。
6.根据权利要求书3所述的步骤(1)中所述的催化剂,可以为碱金属,包括甲醇钠、乙醇钠、氢氧化纳、氢氧化钾中的一种或几种组成的混合物,碱金属催化剂的添加量为多元醇类化合物和碱金属催化剂总质量的0.01-10.0%,也可以为酸类,包括盐酸,硫酸,醋酸,硫酸铵,醋酸铵或其它Lewis酸的一种或者几种的组合。
7.根据权利要求书3所述的步骤(1)所述催化剂采用分步加入方式,确保产品的高反应活性;独特的高剪切反应装置,保证产品的分子量分布规整性。
8.聚合单体分别与多元醇化合物经过多次混聚、嵌段聚合,有效降低了产品粘度,避免了产品低温浑浊。
9.根据权利要求书3所述的步骤(2)中所述的醇类溶剂优选甘油、1,1,1-三羟甲基丙烷、1,1,1-三羟甲基乙烷、1,2,6-己三醇中的一种或几种组成的混合物,其中优选甘油。
10.根据权利要求书3所述的步骤(3)中所述的环氧化合物为环氧丙烷、环氧乙烷、环氧氯丙烷或同类结构的环氧化合物的一种或者几种的组合。
11.根据权利要求书3所述的步骤(3)中所述的环氧化合物,其质量分数为最终产品的0.05-50%。
12.根据权利要求书3所述的步骤(3)中所述的反应温度为60-120℃,反应压力为0.1-1.0Mpa。
13.根据权利要求书3所述的步骤(4)中所述的催化剂可以为碱金属,包括甲醇钠、乙醇钠、氢氧化纳、氢氧化钾中的一种或几种组成的混合物,碱金属催化剂的添加量为多元醇类化合物和碱金属催化剂总质量的0.01-10.0%,也可以为酸类,包括盐酸,硫酸,醋酸,硫酸铵,醋酸铵或其它Lewis酸的一种或者几种的组合。
14.根据权利要求书3所述的步骤(4)中所述的催化剂可以为苄基三甲基氯化胺或相近同类物质的一种或者几种的组合。
15.根据权利要求书1所述的超柔软亲水性聚醚嵌段硅油,其特征在于所述的该环氧活性聚醚具有以下的结构式:
所述的R1
其中m,n为1~10000。
16.所述的R2为H、CH3-、CH3CH2-或其它烷基的一种或者几种的组合。
17.所述的a为1~10000。
18.根据权利要求书1所述的超柔软亲水性聚醚嵌段硅油的制备方法,其特征在于该方法包括以下的步骤:
A.端氨基硅油的合成,即将有机硅环体和1,1,3,3-四甲基二氨丙基二硅氧烷在碱性催化剂的作用下,开环聚合成端氨基硅油中间体;
B.线性多元嵌段聚醚硅油的合成即将第一个目的所制的环氧活性聚醚与步骤A中制得的端氨基硅油中间体在有机溶剂的存在下,进行氨基和环氧基团的加成聚合,合成聚硅氧烷、氨基、聚醚三元嵌段的线性多元嵌段聚醚硅油;
C.线性多元嵌段聚醚硅油的改性即在步骤B制得的聚有机硅氧烷聚醚嵌段共聚物内加入季铵化试剂,通过季铵化将线性多元嵌段聚醚硅油进行季铵化改性。
19.根据权利要求书12步骤A中所述的有机硅环体包括D4、DMC、线性体或者相近的硅氧烷混合环体的一种或者几种的组合。
20.根据权利要求书1中所述的碱性催化剂可以为NaOH、KOH、暂时性的碱性催化剂如(CH3)4NOH碱胶或(n-C4H9)4POH碱胶或相近碱剂的一种或者几种的组合。
21.根据权利要求书12步骤B中端环氧聚醚与线性多元嵌段聚醚硅油中间体中,环氧基摩尔数:氨基摩尔数为1:1.0~1:2.0的比例。
22.根据权利要求书12步骤B中所述的有机溶剂为乙二醇单丁醚、乙二醇单丙醚、异丙醇、乙二醇单乙醚、乙二醇单甲醚、二乙二醇、二丙二醇的一种或者几种的组合。
23.根据权利要求书12步骤B中所述的有机溶剂用量为反应物总质量的20-80%。
24.根据权利要求书12步骤B中所述的季铵化改性试剂可以为硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、环氧氯丙烷、阳离子醚化剂如3-氯—2-羟丙基-三甲基氯化铵、卤代烃、芳磺酸酯的一种或者几种的组合,通过季铵化将聚有机硅氧烷聚醚嵌段共聚物进行改性,得到超柔软亲水性聚醚嵌段硅油。
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