CN112409598B - 一种Bola型有机硅季铵盐及其制备方法以及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种Bola型有机硅季铵盐的制备方法,包括以下步骤:A)在保护气氛条件下,将烯丙基缩水甘油醚与四甲基二硅氧烷进行加成反应,得到环氧双封头F2D2;B)将所述环氧双封头F2D2与八甲基环四硅氧烷混合加热,进行扩链反应,得到端环氧改性硅油ETSO;C)将所述端环氧改性硅油ETSO和葡甲胺混合加热,进行胺化反应,得到有机硅嵌段硅油PTSO;D)将所述有机硅嵌段硅油PTSO与季铵化试剂混合加热,进行季铵化反应得到Bola型有机硅季铵盐。本发明提供的Bola型有机硅季铵盐的白度明显,并且可以同时提高处理织物后织物白度、柔软性、亲水性和抗菌性性能。
Description
技术领域
本发明属于织物改性剂技术领域,具体涉及一种Bola型有机硅季铵盐及其制备方法以及应用。
背景技术
有机硅被广泛的用于织物柔软剂,柔软剂是一类能改变纤维的静、动摩擦系数的化学物质。当改变静摩擦系数时,手感触摸有平滑感,易于在纤维或织物上移动;当改变动摩擦系数时,纤维与纤维之间的微细结构易于相互移动,也就是纤维或者织物易于变形。二者的综合感觉就是柔软。柔软剂按离子性来分有阳离子型、非离子型、阴离子型和两性季铵盐型四种。
现有技术中,针对织物柔软剂的改性研究主要集中在其附加基团的结构改进方面,如上海发凯化工有限公司于2013年提出的一项发明专利ZL201310746590.8,其采用的是N,N-二甲基-N’-糖酰基-1,3-丙二胺作为改性基团提高柔软性能、白度、抗菌性等效果。
如清远市宏图助剂有限公司于2016年提出的基于端氨基聚醚季铵化反应制备得到的织物柔软剂,其在织物白度、柔软性等方面有一定的贡献。
但是,除了上述的基于取代基团的优选以提高织物柔软剂的性能外,对于织物柔软剂的纯度、加成反应过程中的彻底性等依然不能忽视。
铂催化剂作为织物柔软剂的催化剂已有人提出,如湖北新海鸿化工有限公司于2018年提出一项发明专利申请CN201810665395.5,其公开了一种织物柔软剂的制备方法,包括以下步骤:S1,将D4、HMM封头剂在酸性催化剂作用下得到端氢基聚硅氧烷中间体;S2,将步骤S1得到的端氢基聚硅氧烷中间体、碳酸亚乙烯酯再铂系催化剂作用下反应得到双环氧封端聚硅氧烷中间体;S3,将步骤S2得到的双环氧封端聚硅氧烷中间体与聚醚胺混合,制得淡黄色的透明液体。其采用的催化剂为Karstedt催化剂,Karstedt催化剂是由氯铂酸/盐在乙醇、碳酸氢钠存在的条件下,加热作用下制备得到的。但是,上述方法中所制备的柔软剂发黄,无法实现在处理织物后织物白度、柔软性、亲水性和抗菌性性能同时提高。
发明内容
有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种Bola型有机硅季铵盐及其制备方法以及应用,本发明提供的Bola型有机硅季铵盐的白度明显,并且可以同时提高处理织物后织物白度、柔软性、亲水性和抗菌性性能。
本发明提供了一种Bola型有机硅季铵盐的制备方法,包括以下步骤:
A)在保护气氛条件下,将烯丙基缩水甘油醚与四甲基二硅氧烷进行加成反应,得到环氧双封头F2D2;
B)将所述环氧双封头F2D2与八甲基环四硅氧烷混合加热,进行扩链反应,得到端环氧改性硅油ETSO;
C)将所述端环氧改性硅油ETSO和葡甲胺混合加热,进行胺化反应,得到有机硅嵌段硅油PTSO;
D)将所述有机硅嵌段硅油PTSO与季铵化试剂混合加热,进行季铵化反应得到Bola型有机硅季铵盐。
优选的,步骤A)中,所述保护气氛条件为氮气;
所述加成反应的催化剂为氯铂酸异丙醇溶液;
所述加成反应的温度为90~100℃,反应的时间为2.5~3h;
所述烯丙基缩水甘油醚与四甲基二硅氧烷的摩尔比为1:(2~2.5)。
优选的,步骤A)中,所述加成反应之后,还包括将加成反应的反应产物进行加热减压,脱除低沸物。
优选的,步骤B)中,进行所述扩链反应使用的催化剂为四甲基氢氧化铵、氢氧化钾;
所述扩链反应的温度为90~110℃,反应时间为8~10h;
所述环氧双封头F2D2与八甲基环四硅氧烷的质量比为37.9~60.2:1。
优选的,步骤B)中,扩链反应结束后,还包括分解催化剂和脱除低沸物的步骤。
优选的,步骤C)中,所述胺化反应的温度为78~83℃,反应时间为6~10h;
所述端环氧改性硅油ETSO和葡甲胺的摩尔比为1:(1~1.8);
所述胺化反应使用的溶剂为异丙醇,乙二醇单丁醚或异己二醇。
优选的,步骤D)中,所述季铵化试剂选自硫酸二甲酯、氯化苄、3-氯丙基三甲氧基硅烷或三甲胺盐酸盐;
所述季铵化反应的温度为78~83℃,反应时间为3~5h;
所述有机硅嵌段硅油PTSO与季铵化试剂的摩尔比为1:(0.8~1.25)。
本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的Bola型有机硅季铵盐,所述Bola型有机硅季铵盐的重均分子量Mw为4000~13000。
本发明还提供了一种上述Bola型有机硅季铵盐在作为纺织柔软剂中的应用。
与现有技术相比,本发明提供了一种Bola型有机硅季铵盐的制备方法,包括以下步骤:A)在保护气氛条件下,将烯丙基缩水甘油醚与四甲基二硅氧烷进行加成反应,得到环氧双封头F2D2;B)将所述环氧双封头F2D2与八甲基环四硅氧烷混合加热,进行扩链反应,得到端环氧改性硅油ETSO;C)将所述端环氧改性硅油ETSO和葡甲胺混合加热,进行胺化反应,得到有机硅嵌段硅油PTSO;D)将所述有机硅嵌段硅油PTSO与季铵化试剂混合加热,进行季铵化反应得到Bola型有机硅季铵盐。本发明提供的Bola型有机硅季铵盐的白度明显,并且可以同时提高处理织物后织物白度、柔软性、亲水性和抗菌性性能。
附图说明
图1为本发明的实施例1的红外图谱;
图2为本发明的实施例1的核磁共振氢谱图。
具体实施方式
本发明提供了一种Bola型有机硅季铵盐的制备方法,包括以下步骤:
A)在保护气氛条件下,将烯丙基缩水甘油醚与四甲基二硅氧烷进行加成反应,得到环氧双封头F2D2;
B)将所述环氧双封头F2D2与八甲基环四硅氧烷混合加热,进行扩链反应,得到端环氧改性硅油ETSO;
C)将所述端环氧改性硅油ETSO和葡甲胺混合加热,进行胺化反应,得到有机硅嵌段硅油PTSO;
D)将所述有机硅嵌段硅油PTSO与季铵化试剂混合加热,进行季铵化反应得到Bola型有机硅季铵盐。
本发明提供的Bola型有机硅季铵盐的制备方法的化学式反应过程如下:
本发明首先将在保护气氛条件下,将烯丙基缩水甘油醚与四甲基二硅氧烷进行加成反应,得到环氧双封头F2D2。
具体的,将烯丙基缩水甘油醚、催化剂混合,通入保护性气氛后,进行升温。其中,所述催化剂选自氯铂酸异丙醇溶液,所述保护气氛为氮气,所述升温的温度为50~60℃,优选为55~60℃。
然后滴加四甲基二硅氧烷,所述滴加时间≤1h。其中,所述烯丙基缩水甘油醚与四甲基二硅氧烷的摩尔比为1:(2~2.5),优选为1:(2.1~2.4),进一步优选为1:(2.2~2.3)。
滴加完毕后,升温加热进行加成反应。所述加成反应的温度为90~100℃,优选为95~100℃,反应的时间为2.5~3.0h。
所述加成反应完成后,将加成反应的反应产物进行加热减压,脱除低沸物。其中,所述加热减压的温度为110~120℃,压力为-0.09~-0.1MPa,持续0.5~1.0h,得到无色透明液体,即为环氧双封头F2D2。
然后,将所述环氧双封头F2D2与八甲基环四硅氧烷(D4)混合加热,进行扩链反应,得到端环氧改性硅油ETSO。
具体的,将所述环氧双封头F2D2、八甲基环四硅氧烷和催化剂混合加热,进行扩链反应,其中,所述催化剂选自四甲基氢氧化铵,所述催化剂的添加量为环氧双封头F2D2和八甲基环四硅氧烷总量的0.02wt%~0.04wt%,优选为0.02wt%~0.03wt%;所述扩链反应的温度为90~110℃,优选为95~105℃,反应时间为8~10h,优选为9~10h;所述八甲基环四硅氧烷与环氧双封头F2D2的质量为(23.0~90.2):1,优选为(25~80):1,进一步优选为(35~70):1,更进一步为(45~60):1。
扩链反应完成后,还包括分解催化剂和脱除低沸物的步骤。其中,所述分解催化剂的温度为145~150℃,时间为0.5h。所述脱除低沸物的压力为-0.09~-0.1MPa,时间为0.5~1.0h。
脱除低沸物后,得到无色透明粘稠液体,即为端环氧改性硅油ETSO。
其中,所述端环氧改性硅油ETSO的分子量由D4和环氧双封头的质量比控制。
然后,将所述端环氧改性硅油ETSO和葡甲胺混合加热,进行胺化反应,得到有机硅嵌段硅油PTSO。
具体的,将所述端环氧改性硅油ETSO、葡甲胺和溶剂混合,加热,进行胺化反应,其中,所述溶剂选自异丙醇,所述溶剂的使用量为使端环氧改性硅油ETSO、葡甲胺的总量占端环氧改性硅油ETSO、葡甲胺和溶剂的30wt%~45wt%,优选为35wt%~40wt%。
所述胺化反应的温度为78~83℃,优选为79~81℃,反应时间为6~10h,优选为7~9h;
所述端环氧改性硅油ETSO和葡甲胺的摩尔比为1:(1~1.8),优选为1:(1.2~1.7),进一步优选为1:(1.4~1.5)。
最后,将所述有机硅嵌段硅油PTSO与季铵化试剂混合加热,进行季铵化反应得到Bola型有机硅季铵盐。
其中,所述季铵化试剂选自硫酸二甲酯、氯化苄、3-氯丙基三甲氧基硅烷或三甲胺盐酸盐;所述季铵化反应的温度为78~83℃,优选为79~81℃,反应时间为3~5h,优选为3.5~4.5h;所述有机硅嵌段硅油PTSO与季铵化试剂的摩尔比为1:(0.8~1.25),优选为1:(0.9~1.15),进一步优选为1:(1.0~1.1)。
本发明还提供了一种采用上述制备方法制备得到的Bola型有机硅季铵盐,所述Bola型有机硅季铵盐的重均分子量Mw为4000~13000。
本发明还提供了一种Bola型有机硅季铵盐在作为纺织柔软剂中的应用。
本发明提供的Bola型有机硅季铵盐作为纺织柔软剂的原理可以做如下分析:
季铵盐是带正电荷的,其可吸附于普遍带负电的微生物的表面;季铵化试剂赋予了产物具有可水解的有机硅,有机硅水解后可产生轻度网状交联,分子内正电荷密度高,杀菌基团密集,能有效扩散穿越细胞壁、与带负电荷的细胞膜结合,杀菌能力增强。胺化试剂对于抗菌性、白度影响较为明显,具体来说,胺化试剂的羟基越多,其抗菌性越好;在白度方面,多羟基可提高对于织物的表面的亲和性能,所以白度改善、亲水性都有一定的贡献。在抗菌性方面,其和细菌表面的氨基、羟基可有效结合,提高对于细菌的结合能力。
本发明提供的Bola型有机硅季铵盐的白度明显,并且作为纺织柔软剂可以同时提高处理织物后织物白度、柔软性、亲水性和抗菌性性能。
为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明提供的Bola型有机硅季铵盐及其制备方法以及应用进行说明,本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
步骤1:硅氢加成,加入114g烯丙基缩水甘油醚,Pt催化剂,通N2,升温至50℃,滴加326.6g四甲基二硅氧烷,1h内滴加完(摩尔比1:2.3),然后升温至90℃,保温3h。将无色透明液体升温至120℃,减压(-0.09~0.1MPa)1h脱除低沸物,得到无色透明液体,即为环氧双封头F2D2。
步骤2:扩链,1000g D4和114.5g环氧双封头F2D2,固体四甲基氢氧化铵(0.02wt%)加入四口烧瓶中,升温至90-110℃,反应10h,然后升温至145-150℃,0.5h分解催化剂。然后减压-0.09~-0.1MPa 0.5h,脱除低沸物,得到无色透明粘稠液体,即为端环氧改性硅油ETSO。
步骤3:胺化,将1000g端环氧改性硅油ETSO、72.97g葡甲胺(摩尔比1:1.2)和715.32g异丙醇加入四口烧瓶中,升温至80℃,反应8h,得到有机硅嵌段硅油(PTSO);
步骤4:季铵化,向步骤3的烧瓶中加入74.28g季铵化试剂(摩尔比1:1),升温至80℃,反应3h,进行季铵化反应得到Bola型有机硅季铵盐,重均分子量Mw为9000。
附图1为IR红外光谱图;图1中:在最终产物中引入了羟基和季铵盐基团特征性基团。其中,3500cm-1为-OH的特征吸收峰,1399cm-1为-NH4 +的特征吸收峰,1260cm-1为Si-CH3的特征吸收峰,1092cm-1为Si-O-Si的特征吸收峰。综上,初步表明合成得到了预期的目标产物BPTSO。
附图2为HNMR核磁共振氢谱图。图2中:核磁共振氢谱中各吸收峰的相对位移、面积积分比与中间体及目标产物的氢原子结构基本吻合,BPTSO很好地保留了中间体硅氧烷的主链结构。3.96处对应的-OH中质子的核磁峰,表明PTSO已经发生了开环反应,在位移为3.3~3.4附近的位置出现了Si-OCH3特征峰,表明PTSO已经发生了季铵化反应。综上,可以推断最终产物为Bola有机硅季铵盐。
实施例2
步骤1:硅氢加成,加入114g烯丙基缩水甘油醚,Pt催化剂,通N2,升温至50℃,滴加326.6g四甲基二硅氧烷,1h内滴加完(摩尔比1:2.3),然后升温至90℃,保温3h。将无色透明液体升温至120℃,减压-0.09~0.1MPa 1h,脱除低沸物,得到无色透明液体,即为环氧双封头F2D2。
步骤2:扩链,1000g D4和68.9g环氧双封头F2D2,固体四甲基氢氧化铵(0.02wt%)加入四口烧瓶中,升温至90-110℃,反应10h,然后升温至145-150℃,0.5h分解催化剂。然后减压(-0.09~-0.1MPa)0.5h,脱除低沸物,得到无色透明粘稠液体,即为端环氧改性硅油ETSO。
步骤3:胺化,将1000g端环氧改性硅油ETSO、44.96g葡甲胺(摩尔比1:1.2)和696.64g异丙醇加入四口烧瓶中,升温至80℃,反应8h,得到有机硅嵌段硅油(PTSO);
步骤4:季铵化,向步骤3的烧瓶中加入45.81g季铵化试剂氯丙基三甲氧基硅烷(摩尔比1:1),升温至80℃,反应3h,进行季铵化反应得到Bola型有机硅季铵盐,重均分子量Mw为5000。
实施例3
步骤1:硅氢加成,加入114g烯丙基缩水甘油醚,Pt催化剂,通N2,升温至50℃,滴加284g四甲基二硅氧烷,1h内滴加完(摩尔比1:2),然后升温至90℃,保温3h。将无色透明液体升温至120℃,减压-0.09~0.1MPa 1h,脱除低沸物,得到无色透明液体,即为环氧双封头F2D2。
步骤2:扩链,1000g D4和68.9g环氧双封头F2D2(质量比为100:6.89),固体四甲基氢氧化铵(0.02wt%)加入四口烧瓶中,升温至90-110℃,反应10h,然后升温至145-150℃,0.5h分解催化剂。然后减压-0.09~-0.1MPa 0.5h,脱除低沸物,得到无色透明粘稠液体,即为端环氧改性硅油ETSO。
步骤3:胺化,将1000g端环氧改性硅油ETSO、47.44g葡甲胺(摩尔比1:1.8)和711.63g异丙醇加入四口烧瓶中,升温至80℃,反应8h,得到有机硅嵌段硅油(PTSO);
步骤4:季铵化,向步骤3的烧瓶中加入54.92g季铵化试剂氯丙基三甲氧基硅烷(摩尔比1:0.8),升温至80℃,反应3h,进行季铵化反应得到Bola型有机硅季铵盐,重均分子量Mw为4000。
实施例4
步骤1:硅氢加成,加入114g烯丙基缩水甘油醚,Pt催化剂,通N2,升温至50℃,滴加355g四甲基二硅氧烷,1h内滴加完(摩尔比1:2.5),然后升温至90℃,保温3h。将无色透明液体升温至120℃,减压(-0.09~0.1MPa)1h,脱除低沸物,得到无色透明液体,即为环氧双封头F2D2。
步骤2:扩链,1000g D4和49.1g环氧双封头F2D2,固体四甲基氢氧化铵(0.02wt%)加入四口烧瓶中,升温至90-110℃,反应10h,然后升温至145-150℃,0.5h分解催化剂。然后减压-0.09~-0.1MPa 0.5h,脱除低沸物,得到无色透明粘稠液体,即为端环氧改性硅油ETSO。
步骤3:胺化,将1000g端环氧改性硅油ETSO、40.61g葡甲胺(摩尔比1:1.5)和693.74g异丙醇加入四口烧瓶中,升温至80℃,反应8h,得到有机硅嵌段硅油(PTSO);
步骤4:季铵化,向步骤3的烧瓶中加入49.6g季铵化试剂氯丙基三甲氧基硅烷(摩尔比1:1.2),升温至80℃,反应3h,进行季铵化反应得到Bola型有机硅季铵盐,重均分子量Mw为13000。
实施例5
步骤1:硅氢加成,加入114g烯丙基缩水甘油醚,Pt催化剂,通N2,升温至50℃,滴加312.4g四甲基二硅氧烷,1h内滴加完(摩尔比1:2.2),然后升温至90℃,保温3h。将无色透明液体升温至120℃,减压(-0.09~0.1MPa)1h,脱除低沸物,得到无色透明液体,即为环氧双封头F2D2。
步骤2:扩链,1000g D4和34.4g环氧双封头F2D2(质量比为100:3.44),固体四甲基氢氧化铵(0.02wt%)加入四口烧瓶中,升温至90-110℃,反应10h,然后升温至145-150℃,0.5h分解催化剂。然后减压-0.09~-0.1MPa 0.5h,脱除低沸物,得到无色透明粘稠液体,即为端环氧改性硅油ETSO。
步骤3:胺化,将1000g端环氧改性硅油ETSO、28.71g葡甲胺(摩尔比1:1.5)和685.82g异丙醇加入四口烧瓶中,升温至80℃,反应8h,得到有机硅嵌段硅油(PTSO);
步骤4:季铵化,向步骤3的烧瓶中加入32.15g季铵化试剂氯丙基三甲氧基硅烷(摩尔比1:1.1),升温至80℃,反应3h,进行季铵化反应得到Bola型有机硅季铵盐,重均分子量Mw为10000。
实施例6
步骤1:硅氢加成,加入114g烯丙基缩水甘油醚,Pt催化剂,通N2,升温至50℃,滴加326.6g四甲基二硅氧烷,1h内滴加完(摩尔比1:2.3),然后升温至90℃,保温3h。将无色透明液体升温至120℃,减压(-0.09~0.1MPa)1h,脱除低沸物,得到无色透明液体,即为环氧双封头F2D2。
步骤2:扩链,1000g D4和28.6g环氧双封头F2D2,固体四甲基氢氧化铵(0.02wt%)加入四口烧瓶中,升温至90-110℃,反应10h,然后升温至145-150℃,0.5h分解催化剂。然后减压-0.09~-0.1MPa 0.5h,脱除低沸物,得到无色透明粘稠液体,即为端环氧改性硅油ETSO。
步骤3:胺化,将1000g端环氧改性硅油ETSO、19.18g葡甲胺(摩尔比1:1.2)和679.45g异丙醇加入四口烧瓶中,升温至80℃,反应8h,得到有机硅嵌段硅油(PTSO);
步骤4:季铵化,向步骤3的烧瓶中加入23.43g季铵化试剂氯丙基三甲氧基硅烷,升温至80℃,反应3h,进行季铵化反应得到Bola型有机硅季铵盐,重均分子量Mw为6000。
对比例1
步骤1:硅氢加成,加入114g烯丙基缩水甘油醚,Pt催化剂,通N2,升温至50℃,滴加326.6g四甲基二硅氧烷,1h内滴加完(摩尔比1:2.3),然后升温至90℃,保温3h。将无色透明液体升温至120℃,减压-0.09~0.1MPa 1h,脱除低沸物,得到无色透明液体,即为环氧双封头F2D2。
步骤2:扩链,1000g D4和68.9g环氧双封头F2D2,固体四甲基氢氧化铵(0.02wt%)加入四口烧瓶中,升温至90-110℃,反应10h,然后升温至145-150℃,0.5h分解催化剂。然后减压-0.09~-0.1MPa 0.5h,脱除低沸物,得到无色透明粘稠液体,即为端环氧改性硅油ETSO。
步骤3:胺化,将1000g端环氧改性硅油ETSO、44.96g葡甲胺(摩尔比1:1.2)和696.64g异丙醇加入四口烧瓶中,升温至80℃,反应8h,得到有机硅嵌段硅油(PTSO);
步骤4:季铵化,向步骤3的烧瓶中加入50.39g季铵化试剂氯丙基三甲氧基硅烷(摩尔比1:1.1),升温至80℃,反应3h,进行季铵化反应得到Bola型有机硅季铵盐,重均分子量Mw为10000。
对比例2
步骤1:硅氢加成,加入114g烯丙基缩水甘油醚,Pt催化剂,通N2,升温至50℃,滴加326.6g四甲基二硅氧烷,1h内滴加完(摩尔比1:2.3),然后升温至90℃,保温3h。将无色透明液体升温至120℃,减压(-0.09~0.1MPa)1h,脱除低沸物,得到无色透明液体,即为环氧双封头F2D2。
步骤2:扩链,1000g D4和37.8g环氧双封头F2D2,固体四甲基氢氧化铵(0.02wt%)加入四口烧瓶中,升温至90-110℃,反应10h,然后升温至145-150℃,0.5h分解催化剂。然后减压-0.09~-0.1MPa 0.5h,脱除低沸物,得到无色透明粘稠液体,即为端环氧改性硅油ETSO。
步骤3:胺化,将1000g端环氧改性硅油ETSO、25.72g葡甲胺(摩尔比1:1.2)和22.97g异丙醇加入四口烧瓶中,升温至80℃,反应8h,得到有机硅嵌段硅油(PTSO);
步骤4:季铵化,向步骤3的烧瓶中加入25.72g季铵化试剂氯丙基三甲氧基硅烷(摩尔比1:1.1),升温至80℃,反应3h,进行季铵化反应得到Bola型有机硅季铵盐,重均分子量Mw为6000。
对比例3
步骤1:硅氢加成,加入114g烯丙基缩水甘油醚,Pt催化剂,通N2,升温至50℃,滴加326.6g四甲基二硅氧烷,1h内滴加完(摩尔比1:2.3),然后升温至90℃,保温3h。将无色透明液体升温至120℃,减压-0.09~0.1MPa 1h,脱除低沸物,得到无色透明液体,即为环氧双封头F2D2。
步骤2:扩链,1000g D4和68.9g环氧双封头F2D2,固体四甲基氢氧化铵(0.02wt%)加入四口烧瓶中,升温至90-110℃,反应10h,然后升温至145-150℃,0.5h分解催化剂。然后减压-0.09~-0.1MPa 0.5h,脱除低沸物,得到无色透明粘稠液体,即为端环氧改性硅油ETSO。
步骤3:胺化,将1000g端环氧改性硅油ETSO、44.96g N-甲基-6-羟基己酰胺(摩尔比1:1.2)和696.64g异丙醇加入四口烧瓶中,升温至80℃,反应8h,得到有机硅嵌段硅油(PTSO);
步骤4:季铵化,向步骤3的烧瓶中加入45.81g季铵化试剂(摩尔比1:1),升温至80℃,反应3h,进行季铵化反应得到Bola型有机硅季铵盐,重均分子量Mw为13000。
检测方法:
1、乳化工艺:
(1)向反应容器中加入Bola有机硅季铵盐和非离子表活,搅拌10min,加入相当于总水量5%的水进行预乳化,搅拌30min;
(2)向步骤1得到的乳化体系中加入乙二醇丁醚,搅拌10min,然后加入阴离子表面活性剂,搅拌30min,然后加入1.5%乙酸,搅拌5min,加入5%的水搅拌10min,如此重复添加乙酸和水,直至加完乙酸和水,得到乳白带蓝光的Bola有机硅柔软剂。
2、采用一浴一步法浸轧工艺整理织物:
处理织物:(活性黑针织棉);
用量:Bola有机硅柔软剂50g/L
工艺:浸轧Bola有机硅柔软剂(压力2Kgf/cm2,车速50rpm,时间15s)→定型160℃×90秒→冷却回潮→性能评价。
3、白度
白度测试:采用WSB-3A型白度仪,按照进行测试。
4、柔软性
由业内专家组成一个小组,对整理过的织物进行触摸评分。五人分别对经过不同Bola有机硅柔软剂进行整理的织物进行评分排序,排序越靠前代表织物的柔软性越好,然后取平均数为最终评分。
5、亲水性
亲水性测试用标准滴管(滴从距离织物高度处向水平铺展的织物表面滴一滴水,用秒表记录织物吸收完滴水(即水完全在织物表面铺展)所用的时间。
6、抗菌性
抑菌圈法属于定性检测,其检测速度快、实验步骤较为简单、成本低。前期通过分光光度法粗测细菌菌悬液的浓度并准备好固体培养基。将干净的布样剪成12×12cm的正方形织布,用蒸馏水漂洗脱浆3次后自然晾干待用,取一定量Bola有机硅柔软剂加入适量乳化剂进行乳化,将布样放入上述步骤1中的各乳液(布浴比1:20)中进行整理(按照步骤2、采用一浴一步法浸轧工艺整理织物),烘干后灭菌待用。剪取直径2cm的圆形织布,用镊子将布样置于已涂布过细菌的固体琼脂培养基中间。37℃条件下恒温培养24h,检查织物底部是否有细菌繁殖,测量抑菌圈的直径大小,计算出其抑菌带大小,进行比较以判定其抗菌性能。
检测结果:
(1)白度、柔软性、亲水
表1对织物的白度、柔软度和亲水性测试结果
(2)抗菌效果
表2对S.aureus的抗菌性能测试结果
通过上述测试结果可知,采用N-甲基-6-羟基己酰胺对于抗菌性能来说,差于葡甲胺。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种Bola型有机硅季铵盐的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
A)在保护气氛条件下,将烯丙基缩水甘油醚与四甲基二硅氧烷进行加成反应,得到环氧双封头F2D2;
B)将所述环氧双封头F2D2与八甲基环四硅氧烷混合加热,进行扩链反应,得到端环氧改性硅油ETSO;
C)将所述端环氧改性硅油ETSO和葡甲胺混合加热,进行胺化反应,得到有机硅嵌段硅油PTSO;
D)将所述有机硅嵌段硅油PTSO与季铵化试剂混合加热,进行季铵化反应得到Bola型有机硅季铵盐。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤A)中,所述保护气氛条件为氮气;
所述加成反应的催化剂为氯铂酸异丙醇溶液;
所述加成反应的温度为90~100℃,反应的时间为2.5~3h;
所述烯丙基缩水甘油醚与四甲基二硅氧烷的摩尔比为1:(2~2.5)。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤A)中,所述加成反应之后,还包括将加成反应的反应产物进行加热减压,脱除低沸物。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤B)中,进行所述扩链反应使用的催化剂为四甲基氢氧化铵、氢氧化钾;
所述扩链反应的温度为90~110℃,反应时间为8~10 h;
所述环氧双封头F2D2与八甲基环四硅氧烷的质量比为37.9~60.2:1。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤B)中,扩链反应结束后,还包括分解催化剂和脱除低沸物的步骤。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤C)中,所述胺化反应的温度为78~83℃,反应时间为6~10h;
所述端环氧改性硅油ETSO和葡甲胺的摩尔比为1:(1~1.8);
所述胺化反应使用的溶剂为异丙醇,乙二醇单丁醚或异己二醇。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤D)中,所述季铵化试剂选自硫酸二甲酯、氯化苄或3-氯丙基三甲氧基硅烷;
所述季铵化反应的温度为78~83℃,反应时间为3~5h;
所述有机硅嵌段硅油PTSO与季铵化试剂的摩尔比为1:(0.8~1.25)。
8.一种如权利要求1~7任意一项所述的制备方法制备得到的Bola型有机硅季铵盐,其特征在于,所述Bola型有机硅季铵盐的重均分子量Mw为4000~13000。
9.一种如权利要求8所述的Bola型有机硅季铵盐在作为纺织柔软剂中的应用。
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GR01 | Patent grant | ||
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