含有季铵基团的新型聚硅氧烷、其制备方法以及作为纺织品柔软剂的用途技术

技术编号:1883240 阅读:267 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
具有通式(Ⅰ)的聚硅氧烷:[M’D↓[n]]↓[3]T(Ⅰ),其中:M’=QSiY↓[2]O↓[1/2],D=SiY↓[2]O↓[2/2],T=SiZO↓[3/2],可用于纺织物、非纺织物和/或由天然和/或人造的原料组成的纤维的柔软剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有季铵基团的新型聚硅氧烷以及制备它们的方 法。本专利技术进一步涉及这些聚合物用于纺织物、非纺织物和/或由天 然和/或合成原料组成的纤维的柔软剂的用途。
技术介绍
具有季铵基团(quatemaiy group)的聚硅氧烷以及它们作为纺织品 柔软剂的用途在专利文献中是已知的。例如,DE-B-14 93 384描述 了硅氧烷在侧链被铵基改性的结构。EP 0 282 720描述了季铵官能团在末端连接到硅氧垸上的结构。 这种化合物在它们作为纺织品柔软剂的性能方面提供了优势。它们 带来了非常舒适的织物手感。这归功于未改性的硅氧烷主链。EP 0 282 720中所描述结构的缺点是改性度最高是2。用这种化 合物处理过的纺织品确实获得了很好的柔软性,但是由于该硅氧烷 在纺织品上较低的直染性(substantivity),该硅氧烷很容易被从该处 理过的纺织品上除掉,例如通过洗涤操作。所以希望的是在洗涤后 硅氧烷还保留在纺织品上,这样就不会失去柔软性。DE-A-33 40 708公开了多季铵(polyquatemary)的聚硅氧烷聚合 物。此类多季铵的聚硅氧烷聚合物不具有上述的缺点。但是,它们 昂贵并且不方便的制备方法是这些化合物用于商业的一个障碍。它 们仅可得到^60%的理论产率,这在商业上是不可接受的。取决于硅氧烷支架和其链长,大部分可商购的硅氧烷季铵化合物在水中是不能自乳化的,需要添加乳化剂和/或溶剂来将它们转化 成水性配制物。所用的乳化剂典型的是具有乙氧基化度在3-12之间的脂肪醇乙 氧基化物,并且它们是在柔软剂相对于脂肪醇乙氧基化物的比例为 从4:1至2:1的范围内使用。可用的溶剂包括例如高沸点二醇,例如 二丙二醇或丁基二甘醇。典型的商业配制物包含5%-20%的硅氧烷 季铵化合物、2%-15%的乳化剂和0-10°/。的溶剂。基于现有技术的聚硅氧垸聚合物的柔软剂配制物共有的特征是 用它们进行精整(finish)的纺织品只进行一次洗涤就会基本上失去其 柔软性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供能够以高产率获得的并且具有所希望 的性能特性,特别是一种非常好的亲水柔软手感以及还有在织物上 增强的持久性的季铵聚硅氧垸聚合物。另外,在由此精整的织物方 面,高回弹性和改进的褶痕恢复被视为另外的积极特性。出人意料地,本专利技术人已经发现这个目的可以通过具有通式(I) 的硅氧垸来实现3T (I)其中M,=QSiY20I/2,D=SiY202/2,T=SiZ03/2,Q代表相同的或不同的带有铵官能团的有机基团, Y代表相同的或不同的选自如下的基团具有l-30个碳原子的 烷基、芳基或烷芳基,优选甲基或苯基,特别优选甲基,Z代表相同的或不同的选自如下的基团具有l-30个碳原子的热至60。C使E-20完全溶解。(2)然后在加热至7(TC,缓慢滴加35.4g (0.337 mol环氧基)二乙醇胺,控制反 应温度为70。C左右,持续反应5小时。反应完全后,即得改性环氧树脂。B、环氧树脂水性体系 (1)将改性环氧树脂抽真空,除去溶剂,在6(TC左右加热0.5h,使改性环氧树脂 的粘度降低。(1)在55。C左右缓慢滴加20g冰乙酸中和成盐,滴加完毕在搅拌1.5小时左右。 (1)加入165.4g蒸馏水水,稀释至固含量为50%,即可得改性环氧树脂水性体系。 本水性环氧树脂的使用 双组分水性环氧树脂漆膜的制备甲组分水性环氧树脂固化剂 乙组分水性环氧树脂甲组分:乙组分=1:2.5 (重量比)的比例混合,手工搅拌均匀,用刷子涂在铁片上。水分挥发之后形成透明膜,涂膜的性能为项目性能干燥时间 表干/h2实干/h18铅笔硬度2H耐磨性(750g/300r) /g< 0.02抗压强度^ (NTrnn'2)45耐水性(48h)无变化耐碱性(10% NaOH,48h)无变化耐酸性(10o/。HCl,48h)无变化耐油性(机油,30d)无变化实施例4A、改性环氧树脂的合成(1) 在四颈烧瓶上配备搅拌装置、温度计和冲氮气导管,烧瓶在水浴中加热,将 和40g(0.176 mol)环氧树脂E-44(环氧值为0.44moM00g)和8g (4g无水乙醇和4g乙 二醇单丁醚)混合助溶剂加入烧瓶,通入氮气排除空气,加热至6(TC使E-44完 全溶解。(2) 然后在加热至7(TC,缓慢滴加9.258(0.08811101)二乙醇胺,控制反应温度为<formula>formula see original document page 9</formula>R3代表相同或不同的基团,其选自氢和具有l-6个碳原子的烷 基,优选甲基,R4代表相同或不同的基团,二价烃基,有或没有醚官能团,优 选亚甲基,R5、 R6、 R7独立地代表氢或含有l-30个碳原子的烷基, R8代表相同的或不同的基团,其选自-O-和-NRlO, R9代表相同或不同的(n+l)-键合的((n+l)-bonding)、支链或无支 链的烃基,R10代表相同或不同的基团,其选自氢和含有l-6个碳原子的烷Rll代表具有下面通式的相同或不同的基团<formula>formula see original document page 9</formula>R12代表相同或不同的含有1-30个碳原子的烷基、芳基或烷芳 基,具有或不具有醚官能团,优选甲基、乙基或苯基,特别是甲 基,e代表0-20,优选O-IO,特别优选l-3, f代表0-20,优选O-IO,x代表2-18, a代表2-18,优选3,A代表对季铵化的氮基团上的正电荷的相同或不同的抗衡离 子,选自己知的现有技术的生理上可接受的酸HA,如特别优选地 选自乙酸、L-羟基羧酸和芳香族羧酸的有机或无机的阴离子。本领域技术人员熟悉以下事实,这些化合物是以具有实质上由 统计学法则支配的一种分布的混合物形式存在。本专利技术还提供了以常规方式通过苯基三(二甲基甲硅垸氧基)硅 烷(phenyltris(dimethylsiloxy)silane)与八甲基环四硅氧垸和/或十甲基环五硅氧烷(环状)的平衡来制备本专利技术的产品的一种方法。苯基三 (二甲基甲硅烷氧基)硅烷是一种可商购的产品。平衡硅氧烷的合适 方法例如在专利说明书EP 1 439 200中进行了描述。以上对于平衡所引用的专利文献的内容以引用的方式在此加入 并且被认为是本申请所公开内容的一部分。除了环状硅氧烷,为了能以一种控制的方式来设定平均改性 度,a,(O-二-SiH-官能团的硅氧烷或无官能团的硅氧烷也可以被添加 进该平衡混合物。由此获得的SiH-官能团的硅氧烷随后被用于使包含双键的环氧 化物氢化硅烷化。本领域技术人员知道用于氢化硅垸化的铂、铑或 钌催化剂。可用的环氧化物包括由此获得的环氧硅氧烷最后与叔胺反应以得到所希望的带有季 铵官能团的硅氧烷。本领域技术人员知道这样一个反应顺序不可能在进行时没有发生次级反应,这不仅是在SiH-官能团硅氧烷的平衡过程中而且是在 氢化硅烷化和季铵化过程中。除其它因素之外,次级反应发生的程 度取决于反应物特征,而且也取决于反应条件。根据本专利技术的产品是工业级产品。因此,特别是因为这些次级 反应,很可能平均起来这些硅氧烷带有少于3个季铵官能本文档来自技高网
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【技术保护点】
具有通式(Ⅰ)的聚硅氧烷:    [M’D↓[n]]↓[3]T  (Ⅰ)    其中:    M’=QSiY↓[2]O↓[1/2],    D=SiY↓[2]O↓[2/2],    T=SiZO↓[3/2],    Q=相同的或不同的带有铵官能团的有机基团,    Y=相同的或不同的基团,其选自具有1-30个碳原子的烷基、芳基或烷芳基, 优选甲基或苯基,特别是甲基,    Z=相同的或不同的基团,其选自具有1-30个碳原子的烷基、芳基或烷芳基,优选甲基或苯基,特别是苯基,    n=5-250。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:M费伦茨S赫尔韦特T毛雷尔
申请(专利权)人:戈尔德施米特有限公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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