一种阴离子型线性共聚有机硅柔软整理剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阴离子型线性共聚有机硅柔软整理剂的制备方法。在高盐、高碱性条件下，在有机硅柔软整理剂乳液结构中起到稳定作用的阳离子基团容易与染料分散剂发生絮凝作用，导致乳液的稳定性被打破，发生破乳漂油现象。本发明专利技术包括1,1,3,3‑四甲基二硅氧烷的有机硅高分子扩链反应、甲代烯丙基氯与端含氢硅油的加成反应、端含氯侧含氢硅油的制备、烯酸与侧含氢的加成反应、有机硅高分子链段的氨解、端环氧聚醚的制备和有机硅高分子链段与聚醚链段的缩聚反应。本发明专利技术对有机硅链段进行了阴离子改性，提高了乳液对阴离子的配伍性，阴离子的引入还对乳液的耐高温、耐盐、耐碱性能大幅度提高，使得产品可以适用于染色同浴加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子聚合物领域，具体地说是一种阴离子型线性共聚有机硅柔软整理剂的制备方法。
技术介绍
随着经济的持续高速增长以及国家对环保的重视，人们对有机硅柔软整理剂的产品品质提出了新的期望。织物柔软剂正朝着多功能、短流程化、绿色环保方面发展。有机硅柔软整理剂作为一纺织加工品附加值提升剂，被人们赋予了更多的功能。除了常规的手感提升外，还希望可以保持纤维的亲水性，同时希望在复杂的印染工况下稳定工作。纺织染整加工行业是一类低利润的加工业，同时加工工艺复杂又冗长。对印染企业来说，短工艺流程一直是行业追求的目标。在染色工艺中，特别是针对涤纶纤维的染色，由于涤纶纤维自身表面光滑，染料的上染率提高比较困难，一般都选择在高温、高盐、高碱性工艺下处理。但常规有机硅柔软整理剂的结构特性使得有机硅柔软整理剂乳液在染色加工条件下都难以保持稳定，会发生破乳漂油现象，就算是稳定性很好的三元嵌段硅油也难以胜任在染色同浴加工的使命。有机硅柔软整理剂在染色同浴加工，一方面可以缩短加工流程，为印染企业降低加工成本；另一方面，在有机硅柔软整理剂同
浴染色，可以明显降低染色过程中设备对印染布的接触损伤，改善染色加工性能。染色过程中，电解质在高碱性条件下对染料有十分明显的促染作用，对印染企业来说比较经济，所以目前大家想办法改进有机硅柔软整理剂在高温下的耐盐、耐碱性能，通过结构的重新设计来完成对有机硅柔软整理剂性能的飞跃。三元共聚技术是目前有机硅柔软整理剂聚合的主流新技术，三元共聚技术使得有机硅柔软整理剂的结构，更接近大分子表面活性剂的结构，在展现有机硅高分子链段的独特性能的同时，极大地改进了其耐化学稳定性，使得乳液在加工中更加稳定。但在高盐、高碱性条件下，在有机硅柔软整理剂乳液结构中起到稳定作用的阳离子基团容易与染料分散剂发生絮凝作用，导致乳液的稳定性被打破，发生破乳漂油现象。美国迈图有机硅前身是GE有机硅材料，在有机硅的聚合及应用研究领域一直是领头羊。迈图Magnasoft JSS是当今被广泛承认的稳定特别好的柔软剂产品，在高碱性条件下使用可以不飘油，但是即使JSS也不能用于染色体系。德国鲁道夫化学公司生产的Rucofin HSS也拥有出色的稳定性，变现出高吸尽率，低泡率，可以用于棉纱线染色，但也难以在条件更加苛刻的涤纶溢流染色工艺中稳定工作。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种高浓度、滑爽、高化学稳定性(耐高温、耐高盐、耐高碱性)且能适用于染色同浴加工的阴离子型线性共聚有机硅柔软整理剂的制备方法。为此，本专利技术采用如下的技术方案：一种阴离子型线性共聚有机硅柔软
整理剂的制备方法，其步骤如下：a.将1,1,3,3-四甲基二硅氧烷与八甲基环四硅氧烷(D4)和/或二甲基环体硅氧烷，在酸性催化剂作用下，进行开环扩链反应制得双端含氢硅油；b.将步骤a制得的双端含氢硅油与甲代烯丙基氯，在铂催化剂的作用下，通过加成反应，制得双端含氯硅油；c.将步骤b制得的双端含氯硅油与1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷(D4H)，在酸性催化剂作用下，制得双端含氯侧链含氢硅油；d.将步骤c制得的双端含氯侧链含氢硅油与烯酸，在铂催化剂的作用下，通过升温加成反应，制得双端含氯侧链烯酸改性硅氧烷中间体；e.将步骤d制得的双端含氯侧链烯酸改性硅氧烷中间体在液氨作用下进行氨解反应，得到双端含氨基侧链烯酸胺结构的硅氧烷中间体；f.将双端羟基聚醚与环氧氯丙烷在三氟化硼乙醚络合物催化剂的作用下，进行开环聚合，然后加入强碱，环氧基重新形成，制得双端环氧聚醚，所述双端羟基聚醚的结构式为HOCH2(C2H4O)p(C3H6O)qCH20H，p＝6-12，q＝0-5；g.将步骤e制得的双端含氨基侧链烯酸胺结构的硅氧烷中间体与步骤f制得的双端环氧聚醚，在溶剂中进行缩合反应，得到目标产物。本专利技术的合成路线如下：1)双端含氢硅油的合成含氢双封头与D4进行开环聚合，经扩链后得到低粘度双端含氢硅油。2)双端含氯硅油的合成低粘度双端含氢硅油与甲代烯丙基氯在铂催化剂的作用下，通过升温加成反应，得到双端含氯硅油。3)双端氯侧含氢硅油的合成选用D4H与双端含氯硅油进行扩链反应，定量增加聚硅氧烷中的氢含量，得到双端氯侧含氢硅油。4)烯酸的加成反应：选用十一烯酸与与端氯侧含氢硅油在铂催化剂作用下进行加成反应，将双端氯侧含氢硅油进行阴离子改性，得到双端氯侧链烯酸改性硅油。5)氨化反应双端氯侧链烯酸改性硅油在液氨的作用下，进行氨化反应，得到双端氨基侧链羧酸铵结构的有机硅聚合物。6)双端环氧聚醚的合成双端羟基聚醚与环氧氯丙烷在相转移催化剂的作用下，进行开环聚合，然后加入强碱，环氧基重新形成；端环氧聚醚引入，相当于把氨基硅油乳化中的非离子表面活性剂直接嵌入到聚硅氧烷链段当中，起到乳化、分散作用，帮助提高乳液的稳定性。7)有机硅链段与聚醚链段的缩聚反应本专利技术在三元共聚合成技术基础上增加了阴离子基团改性，利用部分阴离子基团改性提高产品在高盐、高碱性环境下的乳液稳定性。进一步，步骤a中，所述八甲基环四硅氧烷及二甲基环体硅氧烷的纯度≥99.0％，含水量≤0.1％。进一步，步骤a和c中，所述的酸性催化剂为浓硫酸、三氟甲基磺酸、强酸性大孔阳离子交换树脂中的一种或多种组合。进一步，步骤b和d中，所述的铂催化剂为氯铂酸的异丙醇溶液或1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷铂络合物。进一步，步骤d中，所述的烯酸为十一碳烯酸、十二碳烯酸、十四碳烯酸、十八碳烯酸中的一种。进一步，步骤f中，所述双端羟基聚醚为聚醚600，EO/PO混聚，其中p＝6-12，q＝0-5。进一步，步骤g中，所述的溶剂为异丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、一缩二丙二醇、乙二醇丁醚中的一种或多种组合。进一步，各步反应中的搅拌转速为50-250转/分。进一步，步骤f的具体过程如下：将双端羟基聚醚与环氧氯丙烷按摩尔比1.0:2.0～10.0投料，其中环氧氯丙烷以滴加形式投料，投入原料重量的1.0～10.0％三氟化硼乙醚络合物催化剂,温度为30～100℃时搅拌，保温反应2.0～10.0h，进行开环聚合，然后减压蒸馏，除去过量的环氧氯丙烷，再加入占双端羟基聚醚质量比10.0～20.0％的氢氧化钠，环氧基重新形成，过滤制得双端环氧聚醚。进一步，步骤g的具体过程如下：将步骤e制备的双端含氨基侧链烯酸胺结构的硅氧烷中间体与步骤f制备的双端环氧聚醚按摩尔比1.0：0.5～2.0
投料，投入占硅氧烷中间体质量比0.1～1.0％的冰醋酸作为催化剂，在溶剂中进行缩聚反应，在温度为70～120℃时搅拌，保温反应1～24h，抽真空脱出溶剂，得粘度3000～10000mpa.s/25℃的不挥发浅黄色透明的嵌段水溶性聚有机硅氧烷-聚醚线性嵌段共聚物，其固含量至少为83.0％，加入适量非离子表面活性剂，制得阴离子型线性共聚有机硅柔软整理剂。本专利技术具有以下的有益效果：(1)本专利技术的柔软剂乳液利用三元嵌段共聚技术合成，主要由有机硅链段和聚醚链段组成；此外由于氨基无论是在聚合过程中，还是在与纤维的吸附结合过程都起到重要作用，把氨基称为活性的第三元。有机硅链段作为柔性部分，主要使得聚合物拥有柔软性能；聚醚链段的引入，使得聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阴离子型线性共聚有机硅柔软整理剂的制备方法，其步骤如下：a.将1,1,3,3‑四甲基二硅氧烷与八甲基环四硅氧烷和/或二甲基环体硅氧烷，在酸性催化剂作用下，进行开环扩链反应制得双端含氢硅油；b.将步骤a制得的双端含氢硅油与甲代烯丙基氯，在铂催化剂的作用下，通过加成反应，制得双端含氯硅油；c.将步骤b制得的双端含氯硅油与1,3,5,7‑四甲基环四硅氧烷，在酸性催化剂作用下，制得双端含氯侧链含氢硅油；d.将步骤c制得的双端含氯侧链含氢硅油与烯酸，在铂催化剂的作用下，通过升温加成反应，制得双端含氯侧链烯酸改性硅氧烷中间体；e.将步骤d制得的双端含氯侧链烯酸改性硅氧烷中间体在液氨作用下进行氨解反应，得到双端含氨基侧链烯酸胺结构的硅氧烷中间体；f.将双端羟基聚醚与环氧氯丙烷在三氟化硼乙醚络合物催化剂的作用下，进行开环聚合，然后加入强碱，环氧基重新形成，制得双端环氧聚醚，所述双端羟基聚醚的结构式为HOCH2(C2H4O)p(C3H6O)qCH20H，p＝6‑12，q＝0‑5；g.将步骤e制得的双端含氨基侧链烯酸胺结构的硅氧烷中间体与步骤f制得的双端环氧聚醚，在溶剂中进行缩合反应，得到目标产物。

【技术特征摘要】
1.一种阴离子型线性共聚有机硅柔软整理剂的制备方法，其步骤如下：a.将1,1,3,3-四甲基二硅氧烷与八甲基环四硅氧烷和/或二甲基环体硅氧烷，在酸性催化剂作用下，进行开环扩链反应制得双端含氢硅油；b.将步骤a制得的双端含氢硅油与甲代烯丙基氯，在铂催化剂的作用下，通过加成反应，制得双端含氯硅油；c.将步骤b制得的双端含氯硅油与1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷，在酸性催化剂作用下，制得双端含氯侧链含氢硅油；d.将步骤c制得的双端含氯侧链含氢硅油与烯酸，在铂催化剂的作用下，通过升温加成反应，制得双端含氯侧链烯酸改性硅氧烷中间体；e.将步骤d制得的双端含氯侧链烯酸改性硅氧烷中间体在液氨作用下进行氨解反应，得到双端含氨基侧链烯酸胺结构的硅氧烷中间体；f.将双端羟基聚醚与环氧氯丙烷在三氟化硼乙醚络合物催化剂的作用下，进行开环聚合，然后加入强碱，环氧基重新形成，制得双端环氧聚醚，所述双端羟基聚醚的结构式为HOCH2(C2H4O)p(C3H6O)qCH20H，p＝6-12，q＝0-5；g.将步骤e制得的双端含氨基侧链烯酸胺结构的硅氧烷中间体与步骤f制得的双端环氧聚醚，在溶剂中进行缩合反应，得到目标产物。2.根据权利要求1所述的阴离子型线性共聚有机硅柔软整理剂的制备方法，其特征在于，步骤a中，所述八甲基环四硅氧烷及二甲基环体硅氧烷的纯度≥99.0％，含水量≤0.1％。3.根据权利要求1所述的阴离子型线性共聚有机硅柔软整理剂的制备方
\t法，其特征在于，步骤a和c中，所述的酸性催化剂为浓硫酸、三氟甲基磺酸、强酸性大孔阳离子交换树脂中的一种或多种组合。4.根据权利要求1所述的阴离子型线性共聚有机硅柔软整理剂的制备方法，其特征在于，步骤b和d中，所述的铂催化剂为氯铂酸的异丙醇溶液或1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷铂络合物。5.根据权利要求1所述的阴离子型线性共聚有机硅柔软整理剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹政，陈英英，李天栋，陈八斤，韩莉颖，王洪清，陈益丽，张鹏，胡义娇，胡娟，
申请(专利权)人：杭州传化精细化工有限公司，浙江传化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33