CN101463134A - 改性氨烃基聚有机硅氧烷及其合成方法和由其构成的微乳液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性氨基聚有机硅氧烷合成方法和由其构成的微乳液，改性氨烃基聚有机硅氧烷的结构式为右式，而其合成方法主要为两步骤，即氨烃基聚有机硅氧烷的合成与改性氨烃基聚有机硅氧烷的合成；改性氨烃基聚有机硅氧烷微乳液的制备，将制得的改性氨烃基聚有机硅氧烷和乳化剂搅拌均匀，滴加去离子水，滴完后加入冰乙酸，调节pH值为6.5～7，然后再滴加水即得所需的微乳液。本发明的优点为：采用本发明的方法获得改性氨烃基聚有机硅氧烷，可以作为纺织品的柔软剂，其整理效果和抗黄变性及乳液稳定性明显优于未改性氨烃基聚有机硅氧烷乳液，不仅可以有效地抑制黄变，而具还可提高其整理后纺织品柔软性和平滑性。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机硅高分子聚合物，具体地说是涉及到一种用于纺织品柔软剂的改性氨基聚有机硅氧烷合成方法和由其构成的微乳液。
背景技术
氨烃基聚有机硅氧烷，又称氨基硅油。由于其十分优异、突出的柔软、平滑的手感和整理效果，被广泛用于纺织品的柔软整理。但由于所含的氨基，特别是伯氨基极易被氧化而导致整理后白色织物和浅色纺织物黄变、中深色纺织物变色，影响纺织品的整理效果及服饰的美观性，同时其微乳不够稳定，易产生粘辊、漂油等不良现象，影响纺织品的质量。
目前，已经有许多方法对氨基硅油进行改性，以达到降低或抑制泛黄的目的。如已公开的环氧基聚醚改性；用酰化剂改性(如醋酸酐、γ-丁内酯)；用含酰胺基的聚醚羧酸改性；用C10～20的高级酯肪酸改性等，这些改性方法确实能降低或者抑制黄变，也能在某种程度上提高其乳液的稳定性，但与此交换的代价是降低了氨基硅油原有的柔软和平滑的风格。
发明内容
本发明的目的之一是：公开一种通过尿素改性的改性氨烃基聚有机硅氧烷，其结构通式如下：
其中n＝50～600，m＝1～10；R表示CH3或CH2CH3。
本发明的目的之二是：提供上述改性氨烃基聚有机硅氧烷的制备方法。
为实现该目的，本发明采用以下技术方案：改性氨烃基聚有机硅氧烷的合成方法，包括如下步骤：(以下所有份数和百分数都是以重量计)
(1)氨烃基聚有机硅氧烷的合成：
将100份γ-氨乙基氨丙基甲基二烷氧基硅烷加入反应器中，在搅拌的条件下缓缓加入10～18份去离子水，使温度不超过60℃，然后静置1小时，得到γ-氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷的水解物。
在装有搅拌器、温度计、冷凝器及充氮和真空装置的玻璃烧瓶中加入100份八甲基环四硅氧烷和5～10份上述γ-氨乙基氨丙基甲基二烷氧基硅烷的水解物，搅拌升温至105℃～110℃，抽真空(1000～1500Pa)反应30min，用氮气平衡至常压，然后加入0.06～0.1份四甲基氢氧化铵，在105℃～110℃温度下反应4小时，升温至150℃，保温30分钟，抽真空，脱低30分钟。得到粘度为500～3000mPa.s的氨烃基聚有机硅氧烷；
(2)改性氨烃基聚有机硅氧烷的合成：
在装有搅拌器、温度计、冷凝器及充氮及真空装置的玻璃烧瓶中加入100份上述氨烃基聚有机硅氧烷，加入1～2份改性剂尿素，在搅拌下，升温至140～150℃，并不断充氮驱除氨气，反应1小时左右，然后抽真空15分钟进一步脱除氨气，降温即得粘度为5000～15000mPa.s的改性氨烃基聚有机硅氧烷，其反应方程式为：
其中，n＝50～6000，m＝1～10。优选：n＝100～300，m＝2～5；R表示CH3或CH2CH3；
所述的γ-氨乙基氨丙基甲基二烷氧基硅烷的结构式为：
其中，R表示CH3或CH2CH3。
本发明的目的之三是：提供由上述改性氨烃基聚有机硅氧烷制备的微乳液。
为实现该目的，本发明采用以下技术方案实现：(以下所有份数和百分数都是以重量计)
改性氨烃基聚有机硅氧烷微乳液的制备方法：
将20～25份上述改性氨烃基聚有机硅氧烷和5～10份的乳化剂搅拌均匀，然后滴加30份的去离子水，滴完后加入0.5～1份的冰乙酸，调节pH值为6.5～7，然后再滴加水至100份即可；其中的乳化剂为异构C13醇醚5EO、异构C13醇醚7EO或异构C13醇醚9EO的混合物。
采用本发明制备的改性氨烃基聚有机硅氧烷的优点为：改性剂的成本低廉，经改性的氨基硅油，改善其乳液的稳定性。尤为重要的是，不仅可以有效地抑制黄变，而且还可提高其整理后纺织品柔软性和平滑性，同时采用本发明的改性氨烃基聚有机硅氧烷制备的微乳液，可以作为纺织品的柔软剂，其整理效果和抗黄变性及乳液稳定性明显优于未改性氨烃基聚有机硅氧烷乳液。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步描述，但发明不局限于下列的实施例。(以下所有份数和百分数都是以重量计)
实施例1
将100份γ-氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷加入反应器中，在搅拌的条件下缓缓加入16份去离子水，使温度不超过60℃，然后静置1小时，得到γ-氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷的水解物。
在装有搅拌器、温度计、冷凝器及充氮及真空装置的玻璃烧瓶中加入100份八甲基环四硅氧烷和6.5份上述γ-氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷的水解物，搅拌升温至105℃～110℃，抽真空(1000～1500Pa)反应30min，用氮气平衡至常压，然后加入0.06～0.1份四甲基氢氧化铵，在105℃～110℃温度下反应4小时，升温至150℃，保温30分钟，抽真空，脱低30分钟。得到粘度为约1500Pa.s的氨烃基聚有机硅氧烷。
在装有搅拌器、温度计、冷凝器及充氮及真空装置的玻璃烧瓶中加入100份上述氨烃基聚有机硅氧烷，加入1.1份尿素，在搅拌下，升温至140～150℃，并不断充氮驱除氨气。反应1小时左右，然后抽真空15分钟进一步脱除氨气，降温即得粘度约为9500mPa.s的改性氨烃基聚有机硅氧烷。
将20份上述改性氨烃基聚有机硅氧烷和10份的乳化剂(乳化剂为异构C13醇醚的混合物，其5EO：7EO＝1：1)搅拌均匀，然后滴加30份的去离子水，滴完后加入0.5份的冰乙酸，调节pH值为6.5～7，然后再滴加水至100份，得到20％透明的微乳液。
实施例2
将100份γ-氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷加入反应器中，在搅拌的条件下缓缓加入16份去离子水，使温度不超过60℃，然后静置1小时，得到γ-氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷的水解物。
在装有搅拌器、温度计、冷凝器及充氮及真空装置的玻璃烧瓶中加入100份八甲基环四硅氧烷和6.5份上述γ-氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷的水解物，搅拌升温至105℃～110℃，抽真空(1000～1500Pa)反应30min，用氮气平衡至常压，然后加入催化剂0.06～0.1份四甲基氢氧化铵，在105℃～110℃温度下反应4小时，升温至150℃，保温30分钟，抽真空，脱低30分钟。得到粘度约为1500Pa.s的氨烃基聚有机硅氧烷。
在装有搅拌器、温度计、冷凝器及充氮及真空装置的玻璃烧瓶中加入100份上述氨烃基聚有机硅氧烷，加入1.3份尿素，在搅拌下，升温至140～150℃，并不断充氮驱除氨气。反应1小时左右，然后抽真空15分钟进一步脱除氨气，降温即得粘度约为15000mPa.s的改性氨烃基聚有机硅氧烷。
将20份上述改性氨烃基聚有机硅氧烷和10份的乳化剂(乳化剂为异构C13醇醚的混合物，其5EO：7EO＝1：1)搅拌均匀，然后滴加30份的去离子水，滴完后加入0.5份的冰乙酸，调节pH值为6.5～7，然后再滴加水至100份，得到20％透明的微乳液。
对比例1
将100份γ-氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷加入反应中，在搅拌的条件下缓缓加入16份去离子水，使温度不超过60℃，然后静置1小时，得到γ-氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷的水解物。
在装有搅拌器、温度计、冷凝器及充氮及真空装置的玻璃烧瓶中加入100份八甲基环四硅氧烷和6.5份上述γ-氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷的水解物，搅拌升温至105℃～110℃，抽真空(1000～1500Pa)反应30min，用氮气平衡至常压，然后加入催化剂0.06～0.1份四甲基氢氧化铵，在105℃～110℃温度下反应4小时，升温至150℃，保温30分钟，抽真空，脱低30分钟。得到粘度为1500Pa.s的氨烃基聚有机硅氧烷。
将20份上述改性氨烃基聚有机硅氧烷和10份的乳化剂(乳化剂为异构C13醇醚的混合物，其5EO：7EO＝1：1)搅拌均匀，然后滴加30份的去离子水，滴完后加入0.6份的冰乙酸，调节pH值为6.5～7，然后再滴加水至100份，得到20％透明的微乳液。
应用
将上述方法制备的20％的微乳液分别用于60×60/20S×20S纯棉丝光漂白平布，同时做空白实验。
整理工艺如下：
微乳液用量：20g/l
浸轧方式：一浸一轧
浴温：30℃
轧余率：60～65％
烘干条件：85℃×10min
焙烘条件：180℃×3min
评介方法：手感从平滑、柔软、弹性方面综合综合考察，由多名专家盲摸，5级为最好，1级为最差；
抗黄变性在灯箱下用肉眼观察，5级最好，1级最差。
乳液稳定性评价方法：在100ml的20g/l微乳液溶液中，加入2克氯化镁，搅拌溶解后，静置5小时，观察有无飘油现象。
性能指标列于表1：
由表1可知，经改性的氨烃基聚有机硅氧烷的抗黄变性，手感及乳液稳定性明显优于未改性的氨烃基聚有机硅氧烷。
表1
Claims (6)
1、改性氨烃基聚有机硅氧烷，其特征在于，结构通式如下：
其中n＝50～600，m＝1～10；R表示CH3或CH2CH3。
2、根据权利要求1所述的改性氨烃基聚有机硅氧烷的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
以下所有份数和百分数都是以重量计
(1)氨烃基聚有机硅氧烷的合成：
将100份γ-氨乙基氨丙基甲基二烷氧基硅烷加入反应器中，在搅拌的条件下缓缓加入10～18份去离子水，使温度不超过60℃，然后静置1小时，得到γ-氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷的水解物；
在装有搅拌器、温度计、冷凝器及充氮和真空装置的玻璃烧瓶中加入100份八甲基环四硅氧烷和5～10份上述γ-氨乙基氨丙基甲基二烷氧基硅烷的水解物，搅拌升温至105℃～110℃，抽真空至1000～1500Pa，反应30min，用氮气平衡至常压，然后加入0.06～0.1份四甲基氢氧化铵，在105℃～110℃温度下反应4小时，升温至150℃，保温30分钟，抽真空，脱低30分钟，得到粘度为500～3000mPa.s的氨烃基聚有机硅氧烷；
(2)改性氨烃基聚有机硅氧烷的合成：
在装有搅拌器、温度计、冷凝器及充氮及真空装置的玻璃烧瓶中加入100份上述氨烃基聚有机硅氧烷，加入1～2份改性剂尿素，在搅拌下，升温至140～150℃，并不断充氮驱除氨气，反应1小时左右，然后抽真空15分钟进一步脱除氨气，降温即得粘度为5000～15000mPa.s的改性氨烃基聚有机硅氧烷，其反应方程式为：
其中，n＝50～6000，m＝1～10；R表示CH3或CH2CH3。
3、利用权利要求1所述的改性氨烃基聚有机硅氧烷制备的微乳液，其特征在于：
以下所有份数和百分数都是以重量计
将20～25份上述改性氨烃基聚有机硅氧烷和5～10份的乳化剂搅拌均匀，然后滴加30份的去离子水，滴完后加入0.5～1份的冰乙酸，调节pH值为6.5～7，然后再滴加水至100份即可。
4、根据权利要求1所述的改性氨烃基聚有机硅氧烷，其特征在于：所述的结构通式中n＝100～300，m＝2～5。
5、根据权利要求2所述的改性氨烃基聚有机硅氧烷的合成方法，其特征在于：所述的γ-氨乙基氨丙基甲基二烷氧基硅烷的结构式为：
其中，R代表CH3或CH2CH3。
6、根据权利要求3所述的微乳液，其特征在于：所述的乳化剂为异构C13醇醚5EO、异构C13醇醚7EO或异构C13醇醚9EO的混合物。
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