CN107936256A - 一种侧链改性嵌段硅油的制备方法 - Google Patents

一种侧链改性嵌段硅油的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种侧链改性嵌段硅油的制备方法。其制备方法包括如下步骤：利用氢硅化加成反应将单端含氢硅油与烯丙基聚氧烷基环氧基醚在催化剂作用下制得单端环氧硅油。将单端环氧硅油与二乙烯三胺反应制得中间体I。将双端环氧硅油与中间体I反应制得侧链改性嵌段硅油。本发明制备的侧链改性嵌段硅油在聚醚链段引入聚硅氧烷侧链。使棉、化纤及其混纺织物整理后具有非常优异的柔软、平滑、蓬松手感。并且硅油乳液稳定性良好。

Description

一种侧链改性嵌段硅油的制备方法
技术领域
本发明涉及一种侧链改性嵌段硅油，尤其是涉及一种侧链改性嵌段硅油的制备方法。
背景技术
有机硅柔软剂是一类在纺织行业应用十分广泛的手感整理助剂，其中氨基硅油具有很好的柔软、滑爽性能。但是织物经氨基硅油整理后黄变较大，亲水性变差，以及氨基硅油乳液稳定性较差。针对氨基硅油的缺点，本领域技术人员开发了侧链改性氨基硅油，比较常见的方法是通过在侧链上引入聚醚达到亲水和减小黄变的目的。但是侧链聚醚的引入会降低原氨基硅油的平滑手感。
本领域技术人员还开发了三元共聚嵌段硅油，该类硅油具有良好的稳定性、耐剪切性、和可复染等优点，目前开发的三元共聚嵌段硅油大多数为线性结构，少数为网状结构。
例如中国专利CN103214676A公开了一种线性三元共聚嵌段硅油制备方法，通过有机硅链段与聚醚链段嵌段聚合而成，虽然主链上的聚醚链段会改善硅油的亲水性，但是主链上聚醚仍会影响有机硅链段的平滑效果，导致线性三元共聚嵌段硅油不能达到氨基硅油的柔软效果。
又例如中国专利CN104650363A公开了一种超支化的三元共聚硅油的制备方法，利用端环氧硅油与二乙烯三胺合成网状结构的超支化物，滑爽度有所提升，但是超支化结构相比于传统嵌段硅油乳液稳定性差，在工作液中存在电解质或碱性条件时稳定性差。
发明内容
本发明目的是客服现有技术的不足，提供一种通过在嵌段硅油聚醚链段上引入聚硅氧烷侧链，弥补聚醚链段切断聚硅氧烷甲基平滑层所带来的损失，使其能够赋予织物较好的柔软与平滑手感，并且兼顾良好的亲水性及乳液稳定性的一种侧链改性嵌段硅油的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种侧链改性嵌段硅油的制备方法，其分子结构如下：
其中：
式中x＝6～10，a＝5～6，b＝6～8，n＝20～24，m＝100～110。
具体制备方法与步骤如下：
1)制备单端环氧硅油：
将200份单端含氢硅油与33～38份烯丙基聚氧烷基环氧基醚在100～102份异丙醇中混合均匀，在70～75℃下加入0.7～0.8份氯铂酸催化剂，控制反应温度在70～75℃，反应3～4h，脱去溶剂，制得单端环氧硅油。
式中a＝5～6，n＝20～24；
2)制备中间体I：
氮气保护下，将29～31份异丙醇与5份二乙烯三胺的混合物升温至75～80℃，缓慢滴加113～115份单端环氧硅油，控制滴加时间在0.5～1h,滴加完成后继续反应1～2h，脱去溶剂，制得中间体I。
式中a＝5～6，n＝20～24；
3)制备侧链改性嵌段硅油：
将50份双端环氧硅油加入41～42份异丙醇中，再加入12～13份中间体I，加热至80～85℃，反应7～8h,脱去溶剂，制得侧链改性嵌段硅油。
本发明制得的侧链改性嵌段硅油在聚醚链段引入聚硅氧烷侧链，使整理后的织物具有优良的柔软、平滑、蓬松手感。并且该硅油乳液有良好的稳定性且兼顾嵌段硅油的亲水性与氨基硅油的柔软效果，解决了嵌段硅油手感较差以及氨基硅易漂油破乳等问题。
附图说明
图1为本发明中实施例1的红外谱图；
图2为本发明中实施例2的红外谱图；
图3为本发明中实施例3的红外谱图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，结合附图，对本发明做进一步的描述。
实施例1：
将100kg单端含氢硅油与19kg烯丙基聚氧烷基环氧基醚在51kg异丙醇溶液中混合均匀，在75℃下加入氯铂酸催化剂0.4kg，控制反应温度在75℃，反应4h，脱去异丙醇，制得单端环氧硅油；
氮气保护下，将31kg异丙醇与5kg二乙烯三胺的混合物升温至80℃，缓慢滴加115kg单端环氧硅油，控制滴加时间在1h,滴加完成后继续反应2h，脱去异丙醇，制得中间体I；
将100kg双端环氧硅油加入84kg异丙醇中，再加入13kg中间体I，加热至85℃，反应8h,脱去异丙醇，制得侧链改性嵌段硅油；
从图1中可以看出，在波数为1009.29处为Si-O键的伸缩振动峰，在波数为1258.95cm-1处为Si-CH3上-CH3的对称变形振动峰，在波数为2962.30cm-1及2904.99cm-1处为-CH3的反对称伸缩振动峰与对称伸缩振动峰，在波数701.20cm-1处为C-H键的弯曲振动峰，在波数786.59cm-1与863.40cm-1处为Si-C键的伸缩振动峰，在波数1258.95cm-1处为C-O-C的吸收峰。图中2100～2250cm-1处未出现Si-H键的伸缩振动强峰，在3000～3100cm-1处未出现＝C-H的伸缩振动峰，在1680cm-1处的C＝C的特征吸收峰没有出现，说明硅氢加成反应基本完全，Si-H键基本消耗完。红外光谱与侧链改性嵌段硅油结构吻合。
乳化配方：
实例1硅油 10g
AEO-3 0.5g
AEO-9 0.5g
冰醋酸 0.1g
水 43.9g
手感评价：
将有机硅乳液配制成50g/L水溶液，两浸两轧，评价布样为卡其色N/R罗马布，烘干温度为160℃。
手感由5名专业人士评价，取平均值，1级最差，5级最佳。
结果如下：
样品 平滑性(级) 柔软性(级)
空白样 1 1
实例1硅油 4-5 4-5
普通嵌段硅油 3 3-4
普通氨基硅油 4 4
稳定性评价：
将有机硅乳液配制为100g/L水溶液，加入纯碱1g/L,元明粉1g/l，加热至50℃观察溶液状态。
结果如下：
样品 稳定性
实例1硅油 透明泛蓝光，稳定
普通氨基硅油 漂油，不稳定
普通嵌段硅油 透明泛蓝光，稳定
实施例2：
将100kg单端含氢硅油与18kg烯丙基聚氧烷基环氧基醚在50kg异丙醇溶液中混合均匀，在70℃下加入氯铂酸催化剂0.38kg，控制反应温度在75℃，反应3h，脱去异丙醇，制得单端环氧硅油；
氮气保护下，将30kg异丙醇与5kg二乙烯三胺的混合物升温至80℃，缓慢滴加114kg单端环氧硅油，控制滴加时间在0.75h,滴加完成后继续反应2h，脱去异丙醇，制得中间体I；
将100kg双端环氧硅油加入82kg异丙醇中，再加入12kg中间体I，加热至80℃，反应8h,脱去异丙醇，制得侧链改性嵌段硅油。
从图2中可以看出，在波数为1015.41cm-1处为Si-O键的伸缩振动峰，在波数为1264.43cm-1处为Si-CH3上-CH3的对称变形振动峰，在波数为2958.73cm-1及2910.34cm-1处为-CH3的反对称伸缩振动峰与对称伸缩振动峰，在波数705.2cm-1处为C-H键的弯曲振动峰，在波数794.4cm-1与859.7cm-1处为Si-C键的伸缩振动峰，在波数1264.43cm-1处为C-O-C的吸收峰。图中2100～2250cm-1处未出现Si-H键的伸缩振动强峰，在3000～3100cm-1处未出现＝C-H的伸缩振动峰，在1680cm-1处的C＝C的特征吸收峰没有出现，说明硅氢加成反应基本完全，Si-H键基本消耗完。红外光谱与侧链改性嵌段硅油结构吻合。
乳化配方：
实例2硅油 10g
AEO-3 0.5g
AEO-9 0.5g
冰醋酸 0.1g
水 43.9g
手感评价：
将有机硅乳液配制成50g/L水溶液，两浸两轧，评价布样为卡其色N/R罗马布，烘干温度为160℃。
手感由5名专业人士评价，取平均值，1级最差，5级最佳。
结果如下：
样品 平滑性(级) 柔软性(级)
空白样 1 1
实例2硅油 4-5 4-5
普通嵌段硅油 3 3-4
普通氨基硅油 4 4
稳定性评价：
将有机硅乳液配制为100g/L水溶液，加入纯碱1g/L,元明粉1g/l，加热至50℃观察溶液状态。
结果如下：
样品 稳定性
实例2硅油 透明泛蓝光，稳定
普通氨基硅油 漂油，不稳定
普通嵌段硅油 透明泛蓝光，稳定
实施例3：
将100kg单端含氢硅油与17kg烯丙基聚氧烷基环氧基醚在50kg异丙醇溶液中混合均匀，在70℃下加入氯铂酸催化剂0.35kg，控制反应温度在70℃，反应3h，脱去异丙醇，制得单端环氧硅油；
氮气保护下，将29kg异丙醇与5kg二乙烯三胺的混合物升温至75℃，缓慢滴加113kg单端环氧硅油，控制滴加时间在0.5h,滴加完成后继续反应1h，脱去异丙醇，制得中间体I；
将100kg双端环氧硅油加入82kg异丙醇中，再加入12kg中间体I，加热至80℃，反应7h,脱去异丙醇，制得侧链改性嵌段硅油；
从图3中可以看出，在波数为1007.21cm-1处为Si-O键的伸缩振动峰，在波数为1266.37cm-1处为Si-CH3上-CH3的对称变形振动峰，在波数为2965.45cm-1及2907.84cm-1处为-CH3的反对称伸缩振动峰与对称伸缩振动峰，在波数706.42cm-1处为C-H键的弯曲振动峰，在波数788.47cm-1与857.8cm-1处为Si-C键的伸缩振动峰，在波数1264.43cm-1处为C-O-C的吸收峰。图中2100～2250cm-1处未出现Si-H键的伸缩振动强峰，在3000～3100cm-1处未出现＝C-H的伸缩振动峰，在1680cm-1处的C＝C的特征吸收峰没有出现，说明硅氢加成反应基本完全，Si-H键基本消耗完。红外光谱与侧链改性嵌段硅油结构吻合。
乳化配方：
实例3硅油 10g
AEO-3 0.5g
AEO-9 0.5g
冰醋酸 0.1g
水 43.9g
手感评价：
将有机硅乳液配制成50g/L水溶液，两浸两轧，评价布样为卡其色N/R罗马布，烘干温度为160℃。
手感由5名专业人士评价，取平均值，1级最差，5级最佳。
结果如下：
稳定性评价：
将有机硅乳液配制为100g/L水溶液，加入纯碱1g/L,元明粉1g/l，加热至50℃观察溶液状态。
结果如下：
样品 稳定性
实例3硅油 透明泛蓝光，稳定
普通氨基硅油 漂油，不稳定
普通嵌段硅油 透明泛蓝光，稳定

Claims (5)

1.一种侧链改性嵌段硅油的制备方法，其特征在于：其分子结构如下：
其中：
式中a＝5～6，b＝6～8，n＝20～24，m＝100～110；
具体制备方法与步骤如下：
1)制备单端环氧硅油：
将200份单端含氢硅油与33～38份烯丙基聚氧烷基环氧基醚在100～102份异丙醇中混合均匀，在70～75℃下加入0.7～0.8份氯铂酸催化剂，控制反应温度在70～75℃，反应3～4h，脱去溶剂，制得单端环氧硅油；所述的份为质量份数；
2)制备中间体I：
氮气保护下，将29～31份异丙醇与5份二乙烯三胺的混合物升温至75～80℃，缓慢滴加113～115份单端环氧硅油，控制滴加时间在0.5～1h,滴加完成后继续反应1～2h，脱去溶剂，制得中间体I。
3)制备侧链改性嵌段硅油：
将50份双端环氧硅油加入41～42份异丙醇中，再加入12～13份中间体I，加热至80～85℃，反应7～8h,脱去溶剂，制得侧链改性嵌段硅油。
2.根据权利要求1所述的一种侧链改性嵌段硅油的制备方法，其特征在于：所述的单端含氢硅油的分子结构式为：
式中n＝20～24。
3.根据权利要求1所述的一种侧链改性嵌段硅油的制备方法，其特征在于：所述的烯丙基聚氧烷基环氧基醚的分子结构式为：
式中a＝5～6。
4.根据权利要求1所述的一种侧链改性嵌段硅油的制备方法，其特征在于：所述的氯铂酸催化剂为氯铂酸异丙醇溶液，其质量分数为1％。
5.根据权利要求1所述的一种侧链改性嵌段硅油的制备方法，其特征在于：所述的双端环氧硅油的分子结构式为：
，
式中b＝6～8，m＝100～110。
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