一种聚季铵基葡萄糖聚二甲基硅氧烷聚醚及其制备方法和手感整理剂技术

发明专利技术提供一种聚季铵基葡萄糖聚二甲基硅氧烷聚醚及其制备方法和应用该聚季铵基聚醚聚二甲基硅氧烷的手感整理剂。所述聚季铵基葡萄糖聚二甲基硅氧烷聚醚以通式I表示。通过合成工艺线路及起始物选择，使得本发明专利技术所述的手感整理剂的成膜表观状态从目前现有技术中的液态或半胶体态转变成固态或弹性体固态，从而彻底改变了以往有机硅乳液整理后，面料触感“油性”过重，以致“粘手”贴身衣着不自然，不舒适的技术问题。因此，本发明专利技术所述的手感整理剂重新赋予了面料新的触感：干爽不粘手、干爽、天然细腻亲肤、丝质柔滑，同时赋予棉纤维面料瞬间亲水、无热黄变，无酚黄变等有益的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种聚季铵基葡萄糖聚二甲基硅氧烷聚醚及其制备方法和手感整理剂
本专利技术涉及纺织品功能整理剂领域，特别涉及一种聚季铵基葡萄糖聚二甲基硅氧烷聚醚及其制备方法和手感整理剂。
技术介绍
目前，全球纺织品有机硅材料发展经历了四个发展阶段：第一阶段为羟基硅油乳液和甲基硅油乳液，其结构特征如下：羟基硅油：其中n＝1～100000；甲基硅油：其中m＝1～100000。第二阶段为胺基硅油乳液，其结构特征如下：其中：m＝1～10000；n＝1～50；R1＝-C3H6NH2，-C3H6NHC2H4NH2。第三阶段为聚醚硅油和聚醚改性胺基硅油，其结构特征如下：聚醚硅油：其中m＝1～100000，n＝1～50；R2＝-C3H6O-(C3H6O)a-(C2H4O)b-Ha＝2～10；b＝5～50；聚醚改性胺基硅油：MM封端其中m＝5～500；n＝1～50；R3＝-C3H6NH(C3H6O)a-(C2H4O)b-Ha＝2～10；b＝5～50。第四阶段为胺基聚醚嵌段硅油，其结构特征如下：胺基聚醚嵌段硅油:其中a＝1～20，b＝1～60，m＝1～250，p＝1～100；R1＝-CH3，-C2H5，C4H9，-H。申请人对上述四个阶段的有机硅材料进行了大量的研究，并获得表1所列的主要组成材料对各项性能的贡献比例，以及表2所列的各代有机硅材料的主要性能对比。表1.各阶段有机硅材料主要组成材料对各项性能的贡献比例表2.各阶段有机硅材料的主要性能对比结论：根据表一、表二可以提炼出：①从第一代至第四代的硅油材料赋予给面料的触感功能，主要是聚二甲基硅氧烷高聚物的链节通过控制聚二甲基硅氧烷链节的分子量大小来实现蓬松、柔软、平滑等触感功能，然而此链节高聚物没有离子性，通过引入胺基阳离子基团，提高聚合物的吸附量，改变其定向吸附行为，提升触感功能，聚二甲基硅氧烷此聚合物没有亲水性，没有热黄变性，没有酚黄变性。②第三代硅油的聚醚及聚醚改性胺基的引入，与第二代胺基硅油相比，触感功能没有提升，反而下降，只增加了聚二甲基硅氧烷的亲水性，主要原因是第三代硅油的分子量很小，整体分子量在5000～20000左右，聚二甲基硅氧烷链节的分子量大约在370～7000，同时由于聚醚的引入破坏了聚二甲基硅氧烷链节的成膜性。反观胺基硅油中聚二甲基硅氧烷链节的分子量大约在5000～40000左右，其成膜性不受干扰。第三代硅油聚醚或聚醚改性胺基的引入，对蓬松性触感有贡献。③第四代硅油的聚二甲基硅氧烷链节，是独立合成的活性单体，即α，ω-环氧丙基氧化丙基聚二甲基硅氧烷，其结构式为：其中聚二甲基硅氧烷链节的分子量，由酸平衡催化法可以做到15000左右，由本公司专利技术的碱平衡催化法可以做到80000左右，可以与胺基硅油相当。其中第四代硅油的胺基聚醚是与α，ω-环氧丙基氧化丙基聚二甲基硅氧烷线性相连接，胺基聚醚通过线性连接后对聚二甲基硅氧烷链节的成膜影响很小，在胺基阳离子的定向吸附理论下，在大多数情况下，不但对聚二甲基硅氧烷链节的成膜性没有影响，反而帮助更大，因此在表一、表二的实验数据中，第四代硅油的整理效果比第二代胺基硅油更好，就是最好的佐证。其中R1＝-CH3，-C2H5，-C4H9,-H；a＝1～20,b＝1～40.所述第四代硅油引入的胺基聚醚从表一、表二的实验数据可知，其对蓬松性触感贡献较大，对柔软性、平滑性贡献不大。所以第四代硅油的触感贡献主要来自于聚二甲基硅氧烷链节。因而它的“油性”触感仍然无法解决。④从第一代至第四代硅油我们总结得知，目前纺织有机硅材料的触感风格90％-99％的贡献来自聚二甲基硅氧烷链节，因此从第一代至第四代硅油均具有明显的“油性”。随着大家的生活水平日益提高，市场上对面料的触感要求回归自然，天然触感。因此有机硅材料整理后的面料“油性”触感特征非常突出，贴身衣着舒适性欠缺。因此，我们需要一种新的手感整理剂，以解决目前存在的整理后面料具有明显“油性”触感的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种聚季铵基葡萄糖聚二甲基硅氧烷聚醚及其制备方法和应用该聚季铵基葡萄糖聚二甲基硅氧烷聚醚的手感整理剂。在本专利技术的所述聚季铵基葡萄糖聚二甲基硅氧烷聚醚及其手感整理剂中，通过将葡萄糖甲胺引入聚二甲基硅氧烷链节中，使得高聚物的触感风格带来了很大的改变。首先葡萄糖甲胺的五个羟基在常温下，独立成膜能力很强，葡萄糖甲胺所成的膜为固体膜，能使纱线的体积变大，使面料有显著的蓬松感，与液态聚合物的聚二甲基硅氧烷，所形成的膜提供的蓬松感完全不相同；葡萄糖甲胺所形成的固体膜，干爽、丝质光滑，细腻柔和亲肤，滑度非常自然，天然，绝对不粘手，当然与大分子量的聚二甲基硅氧烷链节提供的平滑性有很大区别。此外，本专利技术利用小分子量的聚二甲基硅氧烷链节为聚季铵基葡萄糖硅氧烷聚醚提供适度的分子内的柔软度，降低分子内的刚性，以满足合适的服用性能，同时也提供一定的触感柔软度。为了获得上述目的，本专利技术首先提供一种聚季铵基葡萄糖聚二甲基硅氧烷聚醚，以下通式I表示：其中，A-选自Cl-，Br-，I-，CH3COO-，C2H5COO-，C3H7COO-或月桂酸根中的一种；n为选自10～1000的整数；a为选自1～20的整数；m为选自2～100的整数。本专利技术还提供上述聚季铵基葡萄糖聚二甲基硅氧烷聚醚的制备方法，所述方法包括以下步骤：步骤1.以1,1,3,3-四甲基二氢二硅氧烷和烯丙基缩水甘油醚为起始物，以氯铂酸的异丙醇溶液为催化剂，在70℃～80℃条件下反应以获得1,3-环氧丙基氧化丙基二硅氧烷；步骤2.以步骤1获得的1,3-环氧丙基氧化丙基二硅氧烷和八甲基环四硅氧烷为起始物，以四甲基氢氧化铵为催化剂，在氮气保护下80～155℃条件下反应以获得α,ω-环氧丙基氧化丙基聚二甲基硅氧烷；步骤3.以步骤2获得的α,ω-环氧丙基氧化丙基聚二甲基硅氧烷和葡萄糖甲胺为起始物，在异丙醇存在下，在温度60～85℃条件下反应以获得α,ω-甲胺基葡萄糖异羟丙基氧化丙基聚二甲基硅氧烷；步骤4.向步骤3获得的所述α,ω-甲胺基葡萄糖异羟丙基氧化丙基聚二甲基硅氧烷中加入酸后，再加入α,ω-环氧丙基聚醚，在异丙醇存在下，60～85℃条件下反应，获得目标产物聚季铵基葡萄糖聚二甲基硅氧烷聚醚。在本专利技术一实施例中，在所述步骤1中，所述1,1,3,3-四甲基二氢二硅氧烷与烯丙基缩水甘油醚的摩尔比范围在1:(2.1～4.0)之间；所述催化剂的投加量为步骤1反应体系总质量的0.05％～0.1％；并且，作为催化剂的所述氯铂酸的异丙醇溶液的质量百分浓度为1％。在本专利技术一实施例中，在所述步骤2中，所述1,3-环氧丙基氧化丙基二硅氧烷与八甲基环四硅氧烷的质量比范围在(34～90):1000之间；所述四甲基氢氧化铵的投加量为步骤2反应体系总质量的0.05％～0.1％。在本专利技术一实施例中，在所述步骤3中，所述α,ω-环氧丙基氧化丙基聚二甲基硅氧烷与葡萄糖甲胺的摩尔比范围在1.0:(2.0～2.2)；所述异丙醇的投加量为步骤3反应体系总质量的40％～70％。在本专利技术一实施例中，在所述步骤4中，所述α,ω-甲胺基葡萄糖异羟丙基氧化丙基聚二甲基硅氧烷与α,ω-环氧丙基聚醚的摩尔比范围在(0.5～2):1；所述异丙醇的投加量为步骤4反应体系总质量的40％～70％；所述酸的投本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚季铵基葡萄糖聚二甲基硅氧烷聚醚，其特征在于，所述聚季铵基葡萄糖聚二甲基硅氧烷聚醚以以下通式I表示：

【技术特征摘要】
1.一种聚季铵基葡萄糖聚二甲基硅氧烷聚醚，其特征在于，所述聚季铵基葡萄糖聚二甲基硅氧烷聚醚以以下通式I表示：其中，A-选自Cl-，Br-，I-，CH3COO-，C2H5COO-，C3H7COO-或月桂酸根中的一种；n为选自10～1000的整数；a为选自1～20的整数；m为选自2～100的整数。2.一种如权利要求1所述的聚季铵基葡萄糖聚二甲基硅氧烷聚醚的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1.以1,1,3,3-四甲基二氢二硅氧烷和烯丙基缩水甘油醚为起始物，以氯铂酸的异丙醇溶液为催化剂，在70℃～80℃条件下反应以获得1,3-环氧丙基氧化丙基二硅氧烷；步骤2.以步骤1获得的1,3-环氧丙基氧化丙基二硅氧烷和八甲基环四硅氧烷为起始物，以四甲基氢氧化铵为催化剂，在氮气保护下80～155℃条件下反应以获得α,ω-环氧丙基氧化丙基聚二甲基硅氧烷；步骤3.以步骤2获得的α,ω-环氧丙基氧化丙基聚二甲基硅氧烷和葡萄糖甲胺为起始物，在异丙醇存在下，在温度60～85℃条件下反应以获得α,ω-甲胺基葡萄糖异羟丙基氧化丙基聚二甲基硅氧烷；步骤4.向步骤3获得的所述α,ω-甲胺基葡萄糖异羟丙基氧化丙基聚二甲基硅氧烷中加入酸后，再加入α,ω-环氧丙基聚醚，在异丙醇存在下，60～85℃条件下反应，获得目标产物聚季铵基葡萄糖聚二甲基硅氧烷聚醚。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述1,1,3,3-四甲基二氢二硅氧烷与烯丙基缩水甘油醚的摩尔比范围在1:(2.1～4.0)之间；所述催化剂的投加量为步骤1反应体系总质量的0.05％～0.1％；并且，作为催化剂的所述氯铂酸的异丙醇溶液的质量百分浓度为1％。4.如权利要求2所述的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兵，涂胜宏，谭函彬，
申请(专利权)人：苏州联胜化学有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32