一种聚季氨基聚醚聚二甲基硅氧烷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聚醚聚二甲基硅氧烷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。所述聚季铵基聚醚聚二甲基硅氧烷的分子量在30000~80000之间，并且所述聚季铵基聚醚聚二甲基硅氧烷以以下通式I表示。在本发明专利技术中，通过使用新型原料，配合合适的催化剂剂合成工艺，使得本发明专利技术所提供的合成工艺既适合工业批量生产，同时又解决了现有技术中棉纤维面料在高温定型后丧失瞬间亲水性的问题，提高了手感整理效果，没有黄变、酚黄变等问题。此外，本发明专利技术所述的合成工艺条件吻合，产品工作液具有较高的使用稳定性。

Poly amino quaternary polyether poly two methyl siloxane, preparation method thereof and hand finishing agent

The invention provides a quaternary ammonium based polyether two methyl siloxane, a preparation method thereof and a hand finishing agent using the quaternary ammonium based polyether two methyl siloxane. The molecular weight of the poly (quaternary ammonium) polyether poly (two methyl siloxane) is between 30000~80000, and the quaternary ammonium based polyether poly two methyl siloxane is expressed in the following general formula I. In the invention, through the use of new materials, with the synthesis of suitable catalyst, the synthesis technology provided by the invention is suitable for industrial mass production, but also solves the cotton fabric loss of instant hydrophilic problem in high temperature setting, improve hand finishing effect, no yellowing, phenol yellowing variable problem. In addition, the synthetic process conditions of the invention are identical, and the product working fluid has high use stability.

【技术实现步骤摘要】
一种聚季氨基聚醚聚二甲基硅氧烷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，特别涉及一种聚季氨基聚醚聚二甲基硅氧烷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：第一阶段未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＝5～100000；甲基硅油：其中m＝5～100000。由于羟基硅油、甲基硅油属于非离子性质，对纤维没有定向吸附效果，其在纤维表面吸附不均匀，吸附量不足，造成整理效果不理想。同时，由于羟基硅油、甲基硅油本身无法分散于水，必须借助大量的表面活性剂才能分散于水中，造成其乳液的稳定性有很大欠缺，生产过程出现诸多破乳现象，无法正常生产。同时从其结构特征及使用结果显示经羟基硅油乳液或甲基硅油乳液处理后的面料没有亲水性能，某些超大分子乳液有增深功能。为此，发展了第二的胺基硅油乳液，其结构特征如下：其中：m＝10～10000；n＝1～100；R1＝-C3H6NH2，-C3H6NHC2H4NH2胺基硅油引进了胺基阳离子基团，赋予了聚二甲基硅氧烷链节带上了阳离子性质，提升了有机硅材料对纤维的定向吸附及均匀吸附性，与第一阶段的羟基硅油乳液相比，甲基硅油乳液大大的提高了手感整理效果，胺基硅油乳液手感整理起到了一个划时代的里程碑。然而，胺基硅油高聚物由于没有足够的亲水性基团，其依然需要借助大量的表面活性剂才能形成乳液分散于水中，因此，工作液的稳定性依然不乐观，在生产应用过程中同样出现破乳现象，胺基硅油依然没有亲水性。此外，由于胺基硅油胺基的引入，还带来了织物的热黄变、酚黄变。为此，发展了第三阶段的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＝5～300，n＝1～20；R1＝-C3H6O-(C3H6O)p-(C2H4O)q-Hp＝2～10；q＝5～50；聚醚改性胺基硅油：其中a＝5～500；b＝1～50；R2＝-C3H6NHC2H3OH-(C3H6O)p-(C2H4O)q-Hp＝2～10；q＝5～50。在该技术中，聚醚硅油接枝了亲水性聚醚，因此，聚醚硅油可以不借助表面活性剂就能分散于水中，使其乳液的工作液获得很好的稳定性，基本解决了生产过程出现的破乳现象，同时也解决了经羟基硅油、胺基硅油处理后的面料的拒水性。然而，由于聚醚硅油属于非离子，其乳液在纤维上没有定向吸附效果，并且还存在吸附不均匀、吸附量不足等问题，最终面料手感整理不理想，也达不到羟基硅油乳液、甲基硅油乳液效果。经分析，聚醚硅油达不到羟基硅油、甲基硅油乳液效果的主要原因在于：分子量远不及甲基硅油、羟基硅油的分子量，因此成膜能力差。聚醚改性胺基硅油接枝了阳离子胺基及亲水性聚醚，因此其乳液获得了较好应用稳定性，及一定的亲水性，同时也获得了较好的手感整理效果。然而，由于聚醚改性胺基硅油的分子量较小，比胺基硅油的分子量小得多，所以手感整理效果不及胺基硅油乳液。但是比羟基硅油、甲基硅油乳液、聚醚改性硅油乳液的手感整理效果好。实验表明，聚醚改性胺基硅油乳液的亲水性在高温定型(170℃～190℃)后亲水性会下降，同时经其整理后的面料放置若干天之后，亲水性能会大幅下降。再者，由于胺基(-NH2、-NRH)的引入，其乳液产品仍然存在着热黄变、酚黄变现象。为此，开发了第四阶段的胺基聚醚嵌段硅油，其结构特征如下：胺基聚醚嵌段硅油:其中a＝1～20，b＝1～40，m＝10～200，p＝1～100；R1＝-CH3，-C2H5，C4H9，-H。在该技术中，由于胺基聚醚嵌段硅油接枝引入了亲水聚醚及阳离子胺基，同时其分子量可以做成像胺基硅油的一样大。所以胺基聚醚嵌段硅油乳液可以获得与胺基硅油乳液一样的手感整理效果，在化纤面料上手感整理效果比胺基硅油乳液更好，胺基聚醚嵌段硅油乳液的应用稳定性较好，比胺基硅油乳液更佳，基本解决了破乳现象的问题，在达到较好的手感整理效果时，又兼有很高的稳定性。亲水性能比聚醚改性胺基硅油好些，但不及聚醚改性硅油；胺基聚醚嵌段硅油亲水性仍然存在着高温定型(170℃～190℃)后，亲水性下降放置若干天之后织物的亲水性继续下降，亲水性无法维持恒定的技术问题。同时其结构中引进了伯胺基(-NH2)，仲胺基(-NHR)，因此，经其乳液处理后的白色织物仍然有一定程度的热黄变和酚黄变。其合成工艺路线如下：A：以酸为催化剂(98％以上的浓硫酸，酸性树脂或酸性白土)，加入到1,1,3,3-四甲基二氢二硅氧烷和八甲基四硅氧烷混合物质，在温度20℃～60℃条件下，反应4小时～12小时，然后过滤催化剂(常温条件)，然后在温度140℃～160℃，真空度-0.1～-0.095Mpa，脱除未反应的八甲基环四硅氧烷及其同系物。最终产物为α,ω-四甲基二氢聚二甲基硅氧烷。以上所述反应方程式为：其中m＝10～200以上所述m理论是可以做到无穷大，但在实际实验却无法做到，因为酸平衡催化法，聚合物分子量变大之后，聚合物的粘度变大，催化剂分离干净非常困难，酸性催化剂无法分离干净直接影响到下一步的化学反应。m﹥250的目标产物很难实现工业化生产，因此m﹥250以上的产物必须改用合适的方法。B:以铂金络合物为催化剂加入到A产物α,ω-四甲基二氢聚二甲基硅氧烷及烯丙基缩水甘油醚混合物中，在温度60℃～120℃条件下，反应4～12小时，然后在温度140℃～180℃条件下，真空-0.1～-0.095Mpa，脱除未反应的烯丙基缩水甘油醚，得目标产物。其所述反应方程式为：其中m＝10～200。C：以异丙醇为溶剂，将B目标产物及聚醚胺混合在温度60℃～85℃条件下，反应8～24小时，得到目标产物。其反应方程式为：其中a＝1～10，b＝1～40，m＝10～200,p＝1～100R1＝-CH3，-C2H5，C4H9，-H.上述的聚醚胺为伯胺(-NH2)或仲胺(-NHR)聚醚胺，聚醚胺的分子量均等于或小于2000左右的聚醚胺，其结构为：其中R1＝-CH3，-C2H5，-C4H9,-H；a＝1～10,b＝1～40.由于所用的聚醚胺含有伯胺(-NH2)或仲胺(-NHR)，因此在白色棉质面料上仍然存在着热黄变和酚黄变；其次由于伯胺(-NH2)或仲胺(-NHR)基的存在，经胺基聚醚嵌段硅油乳液处理后的面料经高温热定型(170℃～190℃)后亲水性达不到瞬间亲水效果，而且放置若干天之后，亲水性会大幅下降。其亲水性能不如第三代硅油聚醚改性硅油；胺基聚醚嵌段硅油仍然无法解决高手感整理效果与快速亲水之间的矛盾。由此，我们可以发现，在纺织品有机硅材料发展过程主要如下：①第一代羟基硅油、甲基硅油，有增深效果，无黄变、无酚黄变，但没有亲水性，没有好的手感整理效果，应用稳定性不佳。②第二代胺基硅油乳液，有增深效果，有很好的手感整理效果，但是热黄变、酚黄变很大，基本没有亲水性，工作液应用稳定性不好。③第三代聚醚改性硅油乳液，有极好的亲水性，极好的应用稳定性，无热黄变、无酚黄变，但没有增深效果，没有好的手感整理效果。而第三代聚醚改性胺基硅油乳液，有好的应用稳定性，一般的亲水性(无法达到瞬间亲水能力)，但是仍然存在热黄变和酚黄变，没有增深效果。手感整理不及胺基硅油效果好，仍然没有解决持久的亲水性。④第四代胺基聚醚嵌段硅油乳液，有好的应用稳定性，有好的手感整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚季铵基聚醚聚二甲基硅氧烷，其特征在于，所述聚季铵基聚醚聚二甲基硅氧烷的分子量在30000～80000之间，并且所述聚季铵基聚醚聚二甲基硅氧烷以以下通式I表示：

【技术特征摘要】
1.一种聚季铵基聚醚聚二甲基硅氧烷，其特征在于，所述聚季铵基聚醚聚二甲基硅氧烷的分子量在30000～80000之间，并且所述聚季铵基聚醚聚二甲基硅氧烷以以下通式I表示：其中，R1选自C1～4的直链或支链烷基；A-选自Cl-，Br-，I-，CH3COO-中的一种；a为选自1～5的整数；b为选自15～100的整数；c为选自250～1000的整数；m为选自2～100的整数。2.如权利要求1所述的聚季铵基聚醚聚二甲基硅氧烷，其特征在于，所述R1选自-CH3、-C2H5或-C4H9中的一种；a为选自2～3的整数；b为选自30～100的整数。3.一种如权利要求1所述的聚季铵基聚醚聚二甲基硅氧烷的制备方法，其特征在于，所述聚季铵基聚醚聚二甲基硅氧烷是以α,ω-环氧丙基氧化丙基聚二甲基硅氧烷与叔铵基聚醚铵盐为原料，以碱平衡催化法进行季胺化反应获得。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述方法是：所述α,ω-环氧丙基氧化丙基聚二甲基硅氧烷与叔铵基聚醚铵盐在异丙醇存在下，在温度60～85℃条件下反应12～60小时；随后，在温度85℃～120℃条件下蒸馏出异丙醇，即获得所述聚季铵基聚醚聚二甲基硅氧烷。5.如权利要求4所述的聚季铵基聚醚聚二甲基硅氧烷，其特征在于，所述α,ω-环氧丙基氧化丙基聚二甲基硅氧烷与叔铵基聚醚铵盐的质量比范围在(5～15):1之间；所述异丙醇的添加量为反应体系总质量的40～70％。6.如权利要求4所述的聚季铵基聚醚聚二甲基硅氧烷，其特征在于，所述α,ω-环氧丙基氧化丙基聚二甲基硅氧烷以下通式i表示，所述叔铵基聚醚铵盐以下通式ii表示：其中，R1选自C1～4的直链或支链烷基；A-选自Cl-，Br-，I-，CH3COO-中的一种；a为选自1～5的整数；b为选自15～100的整数；c...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兵，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