CN113248713A - 一种低黄变氨基硅油及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低黄变氨基硅油，其制备方法为：将含环氧基的聚二甲基硅氧烷与2,2,6,6‑四甲基哌啶醇混合，在催化剂的存在下，将混合液加热至预定温度，保温以进行反应，得到所述低黄变氨基硅油。本发明的低黄变氨基硅油，其性能可以达到传统氨基硅油的同等水平，但是对织物黄变有显著改善。制备工艺简单，不需要溶剂，环保，成本低。

Description

一种低黄变氨基硅油及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及硅油技术领域，尤其涉及一种低黄变氨基硅油及其制备方法与应用。
背景技术
氨基改性硅油被广泛应用于纺织柔软助剂。氨基硅油分子链上的氨基可与纤维的羟基、羧基等基团发生相互作用，在纤维上形成非常牢固的定向吸附，使纤维间的摩擦系数下，改性织物的手感，提高织物的柔软性，滑爽性，和蓬松性。目前商品化的氨基聚硅氧烷中，主要以氨乙基亚氨丙基聚硅氧烷，如迈图的TSF 4708。在聚硅氧烷的侧链上有两个氨基，一个伯氨基和一个仲氨基(含有三个活泼氢原子)是造成黄变的根源，所以开发低黄变氨基硅油是市场所需要。
目前，合成低黄变的氨基硅油的主要途径是把氨基引入到分子主链，做成氨基嵌段改性硅油，通过减少N原子上的活泼氢原子，以及增加N原子的位阻效应，来减少氨基硅油的黄变，如迈图的三元嵌段硅油。但是，此方法需要先合成端含氢硅油和端环氧硅油，再与胺合成得到氨基嵌段硅油。因此合成路线长，步骤繁琐，成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低黄变氨基硅油及其制备方法，由该方法制备的低黄变氨基硅油，其性能可以达到传统氨基硅油的同等水平，但是对织物黄变有显著改善。制备工艺简单，不需要溶剂，环保，成本低。
本发明提供了一种低黄变氨基硅油，具有如下所示的结构式：
Figure BDA0003050274000000021
其中，R1、R2独立地选自CH3、C2H5、OH、OR3、H中的任意一种；R3为CH3或C2H5；m为1～50的整数；n为1～100的整数。
进一步地，所述低黄变氨基硅油的胺值0.08％～5.5％(按照NH2重量计算，样品重NH2重量/样品重量*100％)，粘度为50～10000cps。
本发明还提供了所述的一种低黄变氨基硅油的制备方法，包括以下步骤：
将含环氧基的聚二甲基硅氧烷与2,2,6,6-四甲基哌啶醇混合，在催化剂的存在下，将混合液加热至预定温度，保温以进行反应，得到所述低黄变氨基硅油；所述含环氧基的聚二甲基硅氧烷具有如下所示的结构式：
Figure BDA0003050274000000022
其中，R1、R2独立地选自CH3、C2H5、OH、OR3、H中的任意一种；R3为CH3或C2H5；m为1～50的整数；n为1～100的整数。
本发明中，2,2,6,6-四甲基哌啶醇的结构式为：
Figure BDA0003050274000000031
作为光稳定剂中间体，2,2,6,6-四甲基哌啶醇对光有很好的稳定性，可以抑制黄变，因此用来合成键合型和聚合型高分子质量的受阻胺类光稳定剂。本发明以2,2,6,6-四甲基哌啶醇与含环氧基的聚二甲基硅氧烷为原料，通过聚二甲基硅氧烷侧链上的环氧基的开环扩链反应，从而在硅油分子的侧链上引入带氨基的受阻胺光能团。这种受阻胺官能团的存在不仅可以显著降低普通侧链氨基硅油导致的黄变，还可保持很好的手感。另外，这种低黄变氨基硅油通过一步法即可反应得到，无需预先合成端含氢硅油和端环氧硅油，大大简化了工艺步骤，降低了成本；且无需使用任何溶剂，更加环保。
进一步地，所述含环氧基的聚二甲基硅氧烷中的环氧基团与2,2,6,6-四甲基哌啶醇的摩尔比为0.8～1.2。
进一步地，所述含环氧基的聚二甲基硅氧烷的粘度为20～5000cps，环氧值为0.05～3.4mmol/g。
进一步地，所述催化剂为盐酸，添加量为50～500ppm，优选为100ppm。
进一步地，所述加热的温度为80～120℃。
进一步地，所述保温的时间为8～24h，优选为12h。
本发明还提供了所述低黄变氨基硅油作为织物整理剂的应用。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
1.本发明以含环氧基团的聚二甲基硅氧烷与哌啶醇为原料，通过环氧基的开环扩链反应，从而在硅油分子侧链中引入带氨基的受阻胺官能团。这种受阻胺官能团不仅可以显著降低普通侧链氨基硅油导致的黄变，还可保持很好的手感。
2.本发明制备的低黄变氨基硅油，性能上可以达到传统氨基硅油的同等水平，且对织物黄变有显著改善。并且制备工艺简单，不需要助溶剂，环保，成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
1.含环氧基的聚二甲基硅氧烷的制备：将200g二甲基硅氧烷环体，0.88g六甲基二硅烷，40.5gγ-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷加入到容器中，加热到90℃，加入0.025g四甲基氢氧化铵作为催化剂，保温搅拌2小时，再加热到145℃，保温30分钟使催化剂失活，然后在1000pa真空下脱除未反应的单体与小分子，得到235g粘度1000cps,环氧值0.68mmol/g的含环氧基的聚二甲基硅氧烷。
2.将100g含环氧基的聚二甲基硅氧烷(粘度1000cps,环氧值0.68mmol/g),10.68g四甲基哌啶醇加入到容器中，再加入0.01g盐酸溶液(浓度为36％)作为催化剂，并混合均匀。然后加热到90℃，在不断搅拌的情况下保温12小时，反应得到110g，粘度为1600cps，胺值为1.16％的低黄变氨基硅油S1。
实施例2
1.含环氧基的聚二甲基硅氧烷的制备：将200g二甲基硅氧烷环体，1.5g六甲基二硅烷，24gγ-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷加入到容器中，加热到90℃，加入0.023g四甲基氢氧化铵作为催化剂，保温搅拌2小时，再加热到145℃，保温30分钟使催化剂失活，然后在1000pa真空下脱除未反应的单体与小分子，得到209g粘度500cps,环氧值0.45mmol/g的含环氧基的聚二甲基硅氧烷。
2.低黄变氨基硅油的制备：将100g含环氧基的聚二甲基硅氧烷(粘度500cps,环氧值0.45mmol/g),7g四甲基哌啶醇加入到容器中，再加入0.01g盐酸溶液(浓度为36％)作为催化剂，并混合均匀。然后加热到95℃，在不断搅拌的情况下保温12小时，反应得到粘度为960cps，胺值为0.76％的低黄变氨基硅油S2。
对比例1
传统氨基硅油TSF 4708。
性能测试
按照20份硅油、10份乳化剂异构十三醇聚氧乙烯醚6EO、2份丁基卡必醇、0.5份冰醋酸、61.5份水的配比，将实施例1-2制备的低黄变氨基硅油S1、S2和对比例1中的传统氨基硅油TSF 4708分别进行乳化后，得到S1乳液，S2乳液，TSF 4708乳液。将上述乳液按0.1％浓度稀释后，分别处理针织与梭织棉布。处理完毕后，将布料烘干，再依次经130℃/1分钟、170℃/1分钟的高温处理，最后于恒温恒湿室放置24小时，测试布料的白度值与手感，所得结果如表1所示。
测试方法如下：
白度值测定：采用colorquest色度仪器测WIE白度值，数值越大，白度越高，黄变越小。
手感测定：10个人盲测，最好5分，优等4分，良3分，差2分，最差1分。
表1经S1乳液，S2乳液和TSF 4708乳液处理后的布料的白度值与手感
Figure BDA0003050274000000051
Figure BDA0003050274000000061
从表1的结果可以看出，经过S1乳液和S2乳液处理后的针织棉布和梭织棉布，其手感与传统氨基硅油处理后的布料相当，且比空白处理组有显著提高。白度值与空白处理组相比几乎没有下降，且与传统氨基硅油TSF4708相比，有显著改善。因此，本发明合成的低黄变氨基硅油，性能可以达到传统氨基硅油的同等水平，且对织物的黄变有显著改善。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种低黄变氨基硅油，其特征在于，具有如下所示的结构式：
Figure FDA0003050273990000011
其中，R1、R2独立地选自CH3、C2H5、OH、OR3、H中的任意一种；
R3为CH3或C2H5；
m为1～50的整数；
n为1～100的整数。
2.根据权利要求1所述的一种低黄变氨基硅油，其特征在于，所述低黄变氨基硅油的胺值为0.08％～5.5％，粘度为50～10000cps。
3.根据权利要求1所述的一种低黄变氨基硅油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将含环氧基的聚二甲基硅氧烷与2,2,6,6-四甲基哌啶醇混合，在催化剂的存在下，将混合液加热至预定温度，保温以进行反应，得到所述低黄变氨基硅油；所述含环氧基的聚二甲基硅氧烷具有如下所示的结构式：
Figure FDA0003050273990000021
其中，R1、R2独立地选自CH3、C2H5、OH、OR3、H中的任意一种；
R3为CH3或C2H5；
m为1～50的整数；
n为1～100的整数。
4.根据权利要求3所述的一种低黄变氨基硅油的制备方法，其特征在于，所述含环氧基的聚二甲基硅氧烷中的环氧基团与2,2,6,6-四甲基哌啶醇的摩尔比为0.8～1.2。
5.根据权利要求3所述的一种低黄变氨基硅油的制备方法，其特征在于，所述含环氧基的聚二甲基硅氧烷的粘度为20～5000cps，环氧值为0.05～3.4mmol/g。
6.根据权利要求3所述的一种低黄变氨基硅油的制备方法，其特征在于，所述催化剂为盐酸，添加量为50～500ppm。
7.根据权利要求3所述的一种低黄变氨基硅油的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为80～120℃。
8.根据权利要求3所述的一种低黄变氨基硅油的制备方法，其特征在于，所述保温的时间为8～24h。
9.权利要求1或2所述的低黄变氨基硅油作为织物整理剂的应用。
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