一种持久亲水硅油及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种持久亲水硅油，其特征在于：所述持久亲水硅油包括具有通式A的侧链‑端氨基硅烷和具有通式B的单端环氧聚醚，上述组分含量的摩尔比为：侧链‑端氨基硅烷：单端环氧聚醚为1：(4‑8)，上述组分在碱性环境下经反应后得结构式：，其中x为0‑10，y为1‑10，z为10‑200，m为5‑20；R1为—H、—CH3、—CH2CH2—、—CH2CH3中的一种；R2为—CH3、—OCH3、—CH2CH3、—OCH2CH3、—CH2CH(OH)CH3中的一种。本发明专利技术的持久亲水硅油既能赋予织物平滑、柔软的手感，又能实现织物持续亲水特性，并且其化学稳定性强、并具有自乳化功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及织物染整助剂领域，具体说是一种能赋予织物持续亲水性能的持久亲水硅油及其制备方法。
技术介绍
目前，由于氨基改性硅油具有良好的化学反应性、较强的两相润滑性及相容性，因而其被广泛应用于纺织后整理及纺织染整等领域。氨基改性硅油主要有侧链氨基改性硅油和直链嵌段氨基改性硅油两种，直链嵌段氨基改性硅油具有较强的基团链接能力，其多数属于亲水或半亲水性助剂。直链嵌段氨基改性硅油在染整过程中既可以平铺在织物纤维的表面，也可以随着水分子渗透至织物内部的微小间隙中，并缠绕在织物纤维上，因而其能够赋予织物柔软、蓬松、细腻的手感。然而，传统的直链嵌段氨基改性硅油在搭配硫化染料使用时，存在着两个重大的技术缺陷。其一，硫化染料含硫较多的高分子染料，其结构中含有二硫键及多硫键，且化学稳定性极差。在一定的温度、湿度条件下，二硫键及多硫键会与空气中的氧分子发生氧化反应而生成硫的氧化物，并进一步与空气中的水分子作用生成硫酸。该氧化作用会导致硫化染料粒子脱离织物纤维，并在纤维表面重排，严重影响了其在纤维上的着色效果。其二，虽然直链嵌段氨基改性硅油具有亲水或半亲水的特性，但在配合硫化染料使用时，氧化反应后产生的硫酸会破坏整理后依附在织物纤维上的硅油膜，硅油在酸性较强的环境下甚至会出现分解的现象，该现象会使硅油自身的亲水性能大幅下降，并使织物的手感变硬和粗糙。因此，如何解决硫化染料与直链嵌段氨基改性硅油的搭配使用一直是染整助剂行业的一道重大技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种既能赋予织物平滑、柔软的手感，又能实现织物持续亲水特性的持久亲水硅油。本专利技术的另一目的在于克服现有技术的不足，提供一种化学稳定性强、具有自乳化功能的持久亲水硅油。本专利技术的另一目的在于提供一种工艺简单的制备上述持久亲水硅油的方法。本专利技术的专利技术目的是这样实现的：一种持久亲水硅油，其特征在于：所述持久亲水硅油包括具有通式A的侧链-端氨基硅烷和具有通式B的单端环氧聚醚，上述组分含量的摩尔比为：侧链-端氨基硅烷：单端环氧聚醚为1：(4-8)，上述组分在碱性环境下经反应后得结构式：其中x为0-10，y为1-10，z为10-200，m为5-20；R1为—H、—CH3、—CH2CH2—、—CH2CH3中的一种；R2为—CH3、—OCH3、—CH2CH3、—OCH2CH3、—CH2CH(OH)CH3中的一种。进一步说，通式A的侧链-端氨基硅烷的结构式为：其中x为0-10，y为1-10，z为10-200。进一步说，通式B的单端环氧聚醚的结构式为：其中R2为—CH3、—OCH3、—CH2CH3、—OCH2CH3、—CH2CH(OH)CH3中的一种，m为5-20。进一步说，反应所得结构式中氨基和环氧乙基的摩尔比为1：(1-2)。本专利技术还提供一种制备上述持久亲水硅油的方法，该方法的步骤如下：a：通式A侧链-端氨基硅烷的制备：往容器中加入有机硅中间体、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和3-(2-氨乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷并均匀混合，在常压80-115℃下加入碱性催化剂，反应1-4小时，然后加入1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷，再加入碱性催化剂，继续反应5-20小时，除去催化剂后即可得通式A产物；b：常温常压下，往a步骤的容器内加入有机溶剂，待通式A产物在有机溶剂中完全溶解后往a步骤容器内加入通式B单端环氧聚醚，边加入边搅拌至两者混合均匀；c：把b步骤反应器温度提升至80-140℃，并在此温度下反应6-20小时，蒸出溶剂后即可得持久亲水硅油。进一步说，步骤a中的碱性催化剂为四甲基氢氧化铵。进一步说，步骤a中的有机硅中间体为聚八甲基环四硅氧烷或二甲基硅氧烷。进一步说，步骤b中的有机溶剂为乙醇、异丙醇、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚中的一种或以任意比例混合。本专利技术对现有技术的直链嵌段氨基改性硅油进行改进，其优点如下：1、本专利技术的持久亲水硅油中，采用了通式A的侧链-端氨基硅烷和通式B的单端环氧聚醚构成多元缩合反应体系。在该多元缩合反应体系中，上述组分在反应后形成单一的羟乙基氨基支链的分子链结构，从而使硅油分子链中既包含直链型反应性基团，又包含侧链型反应性基团，大幅提升硅油的亲水性和耐洗性。此外，利用两种反应性基团的组合，使硅油在反应时具有相对稳定的分子链结构，并不会产生异构化现象，因而可有效提高硅油亲水性能的持久能力。2、本专利技术的持久亲水硅油中，通式A的侧链-端氨基硅烷链段中既具有嵌段硅油的直链氨基结构，又具有普通氨基硅油的侧链氨基结构。该双重结构使聚硅氧烷链段的氨基在反应时可快速与单端环氧聚醚产生缩合反应，并分别形成直链型和侧链型的反应性基团。由于通式A的侧链-端氨基硅烷和通式B的单端环氧聚醚反应后的大分子链结构稳定性较强，在与硫化染料配合使用时能对二硫键、多硫键等基团起稳定作用，从而大幅提高整个染整体系的化学稳定性。3、本专利技术的持久亲水硅油中，反应所得结构式中氨基和环氧乙基的摩尔比为1：(1-2)。该比例可进一步改善反应产物的分子链结构，使其缩合反应具有比较稳定的选择性，从而能有效兼顾硅油分子链的亲水性能及耐洗性能，并可使分子链始终处于柔性状态，以改善其在纤维上粘附后的平滑性能。3、本专利技术的持久亲水硅油采用相溶混合法进行制备。首先，相溶混合法可提高通式A和通式B混合物的均匀性，使其自身具备相对稳定的化学反应性能，并提高单端环氧聚醚链段在侧链-端氨基硅烷链段上挂接的反应效率，以减少多重异构体的产生，并赋予氨基硅烷链段自乳化的功能。其次，侧链-端氨基硅烷链段在加入单端环氧聚醚链段后，两者会发生区域选择性亲核开环反应，且为非对称性反应，使氨基硅烷链段形成环氧乙基直链和支链同时存在的产物，该反应能有效提升分子链的柔性，并能实现氨基硅烷链段在各个方向上反应的完全性，从而改善了硅油的亲水能力及平滑性能。具体实施方式本专利技术的持久亲水硅油包括具有通式A的侧链-端氨基硅烷和具有通式B的单端环氧聚醚，上述组分在碱性环境下经反应后得结构式：从而使侧链-端氨基硅烷链段上既有直链型的环氧乙基，也有支链型的环氧乙基，有效提升硅油的亲水性和耐洗性。上述组分含量的摩尔比为：侧链-端氨基硅烷：单端环氧聚醚为1：(4-8)。另外，上述结构式中的x为0-10，y为1-10，z为10-200，m为5-20；x、y、z、m的数值受反应环境、反应完全程度及反应进行速度影响。本专利技术的持久亲水硅油中，通式A的侧链-端氨基硅烷的化学结构式为：其中x为0-10，y为1-10，z为10-200。首先，通式A的分子链上既具有直链型的端氨基，也具有支链型的氨基，从而使分子链的立体结构上均具有较强的反应活性，利于硅油自乳化作用的产生和提升硅油的亲水能力。其次，当通式A的支链氨基进入反应体系后，其挂接的基团会增大通式A分子链的侧部化学能，从而使硅油分子链具备较强的柔性，在与硫化染料搭配使用时会出现分子链偏转、挠曲和形变等情况，从而有效改善硅油分子链的柔顺性，以使其在与衣物纤维反应时能顺利粘附在纤维上，提高了衣物纤维的平滑性。本专利技术的持久亲水硅油中，通式B的单端环氧聚醚的化学结构式为：其中R2为—CH3、—OCH3、—CH2CH3、—OCH2CH3、—CH2CH(OH)CH3中的一种，m为5-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种持久亲水硅油，其特征在于：所述持久亲水硅油包括具有通式A的侧链‑端氨基硅烷和具有通式B的单端环氧聚醚，上述组分含量的摩尔比为：侧链‑端氨基硅烷：单端环氧聚醚为1：(4‑8)，上述组分在碱性环境下经反应后得结构式：，其中x为0‑10，y为1‑10，z为10‑200，m为5‑20；R1为—H、—CH3、—CH2CH2—、—CH2CH3中的一种；R2为—CH3、—OCH3、—CH2CH3、—OCH2CH3、—CH2CH(OH)CH3中的一种。

【技术特征摘要】
1.一种持久亲水硅油，其特征在于：所述持久亲水硅油包括具有通式A的侧链-端氨基硅烷和具有通式B的单端环氧聚醚，上述组分含量的摩尔比为：侧链-端氨基硅烷：单端环氧聚醚为1：(4-8)，上述组分在碱性环境下经反应后得结构式：，其中x为0-10，y为1-10，z为10-200，m为5-20；R1为—H、—CH3、—CH2CH2—、—CH2CH3中的一种；R2为—CH3、—OCH3、—CH2CH3、—OCH2CH3、—CH2CH(OH)CH3中的一种。2.根据权利要求1所述持久亲水硅油，其特征在于：所述通式A的侧链-端氨基硅烷的结构式为：其中x为0-10，y为1-10，z为10-200。3.根据权利要求1所述持久亲水硅油，其特征在于：所述通式B的单端环氧聚醚的结构式为：其中R2为—CH3、—OCH3、—CH2CH3、—OCH2CH3、—CH2CH(OH)CH3中的一种，m为5-20。4.根据权利要求1所述持久亲水硅油，其特征在于：所述反应所得结构式中胺基和环氧乙基的摩尔比为1：(1-2)。5.一种根据权利要求1所述持久亲水硅油的制备方法，其特征在于：所述制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁金亮，杨中新，秦林生，王胜鹏，傅幼林，刘俊达，梁银玉，
申请(专利权)人：佛山市传化富联精细化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44