CN113527689A - 一种氨基蒎烷基改性聚硅氧烷整理剤的合成方法 - Google Patents

一种氨基蒎烷基改性聚硅氧烷整理剤的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种氨基蒎烷基改性聚硅氧烷整理剤的合成方法以α‑蒎烯和甲基二氯氢硅烷为原料，经加成反应得到蒎烷基甲基二氯硅烷，然后进行醇解，得到的蒎烷基甲基二甲氧基硅烷与八甲基环四硅氧烷、N‑β‑氨乙基‑γ‑氨丙基甲基二甲氧基硅烷进行催化聚合，制得氨基蒎烷基改性聚硅氧烷整理剤。本发明方法反应条件温和，操作简便，收率高，易于工业化生产，制备的氨基蒎烷基改性聚硅氧烷整理剤能有效消除毛织物纤维表面的毛刺，增加其柔软度及爽滑性，整理效果好。

Description

一种氨基蒎烷基改性聚硅氧烷整理剤的合成方法
技术领域
本发明一种氨基蒎烷基改性聚硅氧烷整理剤的合成方法，具体属于精细化工技术领域。
背景技术
双官能团聚硅氧烷是在对单官能团聚硅氧烷进行官能团再改性的基础上所产生的一类新型有机硅表面活性剂，主要作为有机硅纺织助剂，用于纺织品的后整理中，以改善织物纤维的手感、外观、耐洗度和抗缩性等性能方面。常见的聚硅氧烷整理剂主要为氨烃基、聚醚、环氧、羧基等单一官能团改性聚硅氧烷及其乳液，或者是由这些单官能团改性的聚硅氧烷复配的整理剂，而双官能团改性的聚硅氧烷则是具有上述官能团中的两种的聚硅氧烷，但它们却很少应用于织物整理中。单官能团改性聚硅氧烷纺织用整理剂对织物整理具有单一性和专一性，因而对于不同织物整理就需要将多种单官能团改性的聚硅氧烷进行复配，以便能够达到理想的整理效果。但是复配如果处理不好，会使整理剂质量不稳定，针对这一问题，本发明采取双官能团改性的聚硅氧烷来解决，使其达到理想的织物整理效果，同时也可省去复配所带来的麻烦，同时还能减轻织物整理过程中的劳动强度，从而提高整理效率。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种连续化高选择性氯化制备2,3,5-三氯吡啶的新工艺。本发明吡啶原料易得、价格低，2,3,5-三氯吡啶收率高，制备工艺绿色环保。
本发明一种氨基蒎烷基改性聚硅氧烷整理剤的合成方法以α-蒎烯和甲基二氯氢硅烷为原料，经加成反应得到蒎烷基甲基二氯硅烷，然后进行醇解，得到的蒎烷基甲基二甲氧基硅烷与八甲基环四硅氧烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷进行催化聚合，制得氨基蒎烷基改性聚硅氧烷整理剤，具体步骤如下：
步骤1：蒎烷基甲基二氯硅烷的合成
在无水甲苯中滴入氯铂酸的异丙醇溶液，搅拌升温至85℃，再滴入α-蒎烯和甲基二氯氢硅烷的混合液，滴加完毕后恒温至85～90℃反应6小时，产物经减压蒸馏，收集101-102℃/6mmHg的馏分，得到蒎烷基甲基二氯硅烷；其中α-蒎烯∶甲基二氯氢硅烷的质量比为：1∶0.91，催化剂氯铂酸∶甲基二氯氢硅烷的质量比为：1∶51；
步骤2：蒎烷基甲基二甲氧基硅烷的合成
在搅拌、冰盐水冷却的条件下，向石油醚和蒎烷基甲基二氯硅烷的混合液中滴加甲醇，滴加完毕后升温至60℃，恒温反应4小时；产物经减压蒸馏，收集122℃/2mmHg，得到蒎烷基甲基二甲氧基硅烷；其中蒎烷基甲基二氯硅烷∶甲醇的质量比为：2.9∶1；
步骤3：氨基蒎烷基改性聚硅氧烷的合成
将八甲基环四硅氧烷、氢氧化钾的混合物搅拌升温至50℃后，滴加蒎烷基甲基二甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷混合液，继续升温至135℃，维持反应温度6小时；产物经抽真空脱除低沸物，得到氨基蒎烷基改性聚硅氧烷整理剤；其中八甲基环四硅氧烷、蒎烷基甲基二甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的质量比为：37.5∶1∶1.5，催化剂氢氧化钾∶蒎烷基甲基二甲氧基硅烷的质量比为：1∶20。
本发明有益效果：
本发明方法反应条件温和，操作简便，收率高，易于工业化生产，制备的氨基蒎烷基改性聚硅氧烷整理剤是一种有机硅高聚物，含有的蒎烷基嵌段等结构能有效消除毛织物纤维表面的毛刺，增加其柔软度及爽滑性，整理效果好。
具体实施方式
实施例1
1、蒎烷基甲基二氯硅烷
在装有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗及温度计的干燥四口反应釜中，加入无水甲苯，滴入氯铂酸的异丙醇溶液，开始搅拌升温至85℃，再将α-蒎烯和甲基二氯氢硅烷的混合液由滴液漏斗滴入反应釜中，控制滴加速度，滴加完毕后恒温85℃6小时，得金亮透明液体，反应结束后，先用水泵减压蒸馏除去溶剂和未反应物，再改用油泵减压蒸馏收集101-102℃/6mmHg的馏分得无色透明液体蒎烷基甲基二氯硅烷，收率86.7%。
2、蒎烷基甲基二氯硅烷的醇解
在装有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗及温度计的干燥 四口反应釜中，加入石油醚和蒎烷基甲基二氯硅烷，开启搅拌，将甲醇由滴液漏斗滴入反应釜中，由于醇解反应是放热需要用冰盐水冷却，控制反应速度，甲醇滴加完毕后升温至60℃，且恒温4小时。反应结束后停止搅拌静置，反应液呈红棕色，先水泵蒸馏除去未反应物和溶剂，再改用油泵减压蒸馏收集122℃/2mmHg的馏分，得无色透明液体蒎烷基甲基二甲氧基硅烷，收率95.2%。
3、氨基蒎烷基改性聚硅氧烷的制备
在装有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗及温度计的干燥 四口反应釜中，加入八甲基环四硅氧烷、氢氧化钾，搅拌升温至50℃，将蒎烷基甲基二甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷混合液由滴液漏斗滴入反应釜中，，继续升温至135℃，半小时后反应液粘度明显升高，维持反应温度6小时，反应结束后用水泵抽真空脱低沸物，得到无色透明粘稠状液体氨基蒎烷基改性聚硅氧烷，收率96.7%。
实施例2
1、蒎烷基甲基二氯硅烷
在装有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗及温度计的干燥四口反应釜中，加入无水甲苯，滴入氯铂酸的异丙醇溶液，开始搅拌升温至85℃，再将α-蒎烯和甲基二氯氢硅烷的混合液由滴液漏斗滴入反应釜中，控制滴加速度，滴加完毕后恒温90℃6小时，得金亮透明液体，反应结束后，先用水泵减压蒸馏除去溶剂和未反应物，再改用油泵减压蒸馏收集101-102℃/6mmHg的馏分得无色透明液体蒎烷基甲基二氯硅烷，收率88.3%。
2、蒎烷基甲基二氯硅烷的醇解
在装有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗及温度计的干燥 四口反应釜中，加入石油醚和蒎烷基甲基二氯硅烷，开启搅拌，将甲醇由滴液漏斗滴入反应釜中，由于醇解反应是放热需要用冰盐水冷却，控制反应速度，甲醇滴加完毕后升温至60℃，且恒温4小时。反应结束后停止搅拌静置，反应液呈红棕色，先水泵蒸馏除去未反应物和溶剂，再改用油泵减压蒸馏收集122℃/2mmHg的馏分，得无色透明液体蒎烷基甲基二甲氧基硅烷，收率96.1%。
3、氨基蒎烷基改性聚硅氧烷的制备
在装有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗及温度计的干燥 四口反应釜中，加入八甲基环四硅氧烷、氢氧化钾，搅拌升温至50℃，将蒎烷基甲基二甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷混合液由滴液漏斗滴入反应釜中，继续升温至135℃，半小时后反应液粘度明显升高，维持反应温度6小时，反应结束后用水泵抽真空脱低沸物，得到无色透明粘稠状液体氨基蒎烷基改性聚硅氧烷，收率96.9%。
实施例3
氨基蒎烷基改性聚硅氧烷乳液应用试验
产物乳化过程
以质量分数计，取2份壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)、1份壬基酚聚氧乙烯醚(Tx-7)、1份脂肪醇聚氧乙烯醚(AE0-3)混合搅拌均匀后，加入8份氨基蒎烷基改性聚硅氧烷、28份水及少量醋酸和乙二醇单丁醚作为助溶剂，在高速剪切乳化机中乳化成固含量为30%的聚硅氧烷乳液，其pH值为5-6，乳液稳定性良好。
整理效果试验
羊毛布料后整理工艺：将羊毛布料在固含量为30%的聚硅氧烷乳液整理剂工作液（40℃）中浸泡15分钟，脱水，在80℃下烘干后自然冷却即可。羊毛织物整理用的工作液与织物质量比为2%（w.o.f）
现将氨基蒎烷基改性聚硅氧烷乳液（1号样品）与氨基改性聚硅氧烷乳液（2号样品）及空白（水）作为参照，按照上述整理工序得出的整理效果如下表：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
注：柔软度越小，柔软性越好
由上表数据可以看出氨基蒎烷基改性聚硅氧烷乳液（1号样品）所整理的摩擦系数和柔软度最小，因而相应的柔软性和爽滑性最好；而氨基改性聚硅氧烷乳液（2号样品，对比样）对织物的摩擦系数、柔软度和蓬松度也有较大的改变，但整体效果不如氨基蒎烷基改性聚硅氧烷乳液。试验表明本发明氨基蒎烷基改性聚硅氧烷乳液整理剂的实际应用效果显著。

Claims (1)

1.一种氨基蒎烷基改性聚硅氧烷整理剤的合成方法，其特征在于：所述的合成方法以α-蒎烯和甲基二氯氢硅烷为原料，经加成反应得到蒎烷基甲基二氯硅烷，然后进行醇解，得到的蒎烷基甲基二甲氧基硅烷与八甲基环四硅氧烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷进行催化聚合，制得氨基蒎烷基改性聚硅氧烷整理剤，具体步骤如下：
步骤1：蒎烷基甲基二氯硅烷的合成
在无水甲苯中滴入氯铂酸的异丙醇溶液，搅拌升温至85℃，再滴入α-蒎烯和甲基二氯氢硅烷的混合液，滴加完毕后恒温至85～90℃反应6小时，产物经减压蒸馏，收集101-102℃/6mmHg的馏分，得到蒎烷基甲基二氯硅烷；其中α-蒎烯∶甲基二氯氢硅烷的质量比为：1∶0.91，催化剂氯铂酸∶甲基二氯氢硅烷的质量比为：1∶51；
步骤2：蒎烷基甲基二甲氧基硅烷的合成
在搅拌、冰盐水冷却的条件下，向石油醚和蒎烷基甲基二氯硅烷的混合液中滴加甲醇，滴加完毕后升温至60℃，恒温反应4小时；产物经减压蒸馏，收集122℃/2mmHg，得到蒎烷基甲基二甲氧基硅烷；其中蒎烷基甲基二氯硅烷∶甲醇的质量比为：2.9∶1；
步骤3：氨基蒎烷基改性聚硅氧烷的合成
将八甲基环四硅氧烷、氢氧化钾的混合物搅拌升温至50℃后，滴加蒎烷基甲基二甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷混合液，继续升温至135℃，维持反应温度6小时；产物经抽真空脱除低沸物，得到氨基蒎烷基改性聚硅氧烷整理剤；其中八甲基环四硅氧烷、蒎烷基甲基二甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的质量比为：37.5∶1∶1.5，催化剂氢氧化钾∶蒎烷基甲基二甲氧基硅烷的质量比为：1∶20。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0261174A (ja) * 1988-08-24 1990-03-01 Kao Corp 衣料用柔軟仕上剤
CN101404978A (zh) * 2006-02-24 2009-04-08 路博润高级材料公司 含有硅氧烷共聚醇大分子单体的聚合物和包含它的个人护理组合物

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Non-Patent Citations (1)

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Title
王志勇等: "氨基长链烷烃共改性聚硅氧烷的合成", 《有机硅材料》 *

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