一种有机硅改性脂肪酸酯及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种高分子技术领域，尤其是涉及一种有机硅改性脂肪酸酯及其制备方法和应用。本发明专利技术提供一种有机硅改性脂肪酸酯及其制备方法和应用。本发明专利技术的有机硅改性脂肪酸酯具有优异的拒水洗、高弹性、耐折叠等性能，解决了皮革涂饰剂和纺织助剂存在的易破乳、漂油、粘辊、不易回修等问题，提供一种高弹、爽滑、防水且耐久性好的聚氨酯改性有机硅树脂乳液，使整理后的皮革和织物表面既有有机硅整理剂的手感风格，又具有聚氨酯的特殊手感。

A Silicone Modified Fatty Acid Ester and Its Preparation and Application

The invention relates to the field of polymer technology, in particular to an organosilicon modified fatty acid ester, a preparation method and application thereof. The invention provides an organosilicon modified fatty acid ester, a preparation method and application thereof. The organosilicon modified fatty acid ester has excellent water repellent washing, high elasticity and folding resistance, and solves the problems of easy breaking, floating oil, sticky rollers, and easy to repair, and so on, and provides a polyurethane modified silicone resin emulsion with high elasticity, smoothness, waterproofing and good durability, so that the finished leather and fabric surface can be organosilicon. The handle style of the agent has the special handle of polyurethane.

【技术实现步骤摘要】
一种有机硅改性脂肪酸酯及其制备方法和应用
本专利技术涉及高分子材料
，尤其是涉及一种有机硅改性脂肪酸酯及其制备方法和应用。
技术介绍
有机硅乳液作为织物、皮革等整理剂，可以改善纺织品以及皮革表面的手感，赋予织物和皮革表面柔软、滑爽等性能，除此之外，有机硅乳液作为整理剂已成为高端服装行业必不可少的加工用品。国内外公司根据相似相溶原理选用与织物面料(涤纶等)结构类似的对苯二甲酸乙二醇聚乙二醇酯整理织物和皮革，选用聚酰胺聚醚共聚物整理锦纶织物，可以获得优异的亲水效果，但往往手感一般，穿着舒适度差。有些企业为了提高产品附加值，在聚醚聚酯嵌段物结构上引入硅氧链段可获得优质手感的整理剂。如德宝化工用对苯二甲酸二甲酯、乙二醇、聚乙二醇和特殊有机硅聚合物合成了聚酯聚醚有机硅三元共聚型多功能亲水整理剂，但由于没有与纤维形成牢固的结合力，耐洗性差，亲水效果不持久。聚氨酯作为织物纺织助剂，可以给织物带来多种优异的性能，例如柔软、抗皱、抗静电、亲水性，这些性能提高了织物的外观及穿着舒适度，同时也会使得皮革表面更加光滑耐污。通过聚氨酯改性有机硅聚合物，可以有效的利用聚氨酯和有机硅的双重性能，在有机硅中引入脲酯基团和氨酯基加强锚定作用，赋予织物和皮革表面优异的持久亲水手感，提高产品的经济价值。现有中国专利“一种水性聚氨酯皮革涂饰剂及其制备方法”(公布号CN107400452A)，公开了以下步骤：本专利技术将纳米蒙脱土和无水乙醇混合并加入3-氨丙基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷搅拌、过滤，得滤渣后洗涤、冻干，制得改性纳米蒙脱土，再将聚己二酸丙二醇酯和聚醚多元醇加热反应后，加入异佛尔酮二异氰酸酯、2,2-二羟甲基丙酸搅拌得预聚合混合液，再将改性纳米蒙脱土、有机溶剂混合分散后与催化剂、预聚合混合液、助剂等混合，即可得水性聚氨酯皮革涂饰剂。该方法合成的涂饰剂产品具有一定的机械性能，但适用范围窄、耐洗/耐热性差，不能满足市场的需求。脂肪酸酯由于其自身特殊结构和性质，使其具有与皮革具有良好的结核性并具有一定的弹性和特殊的手感风格，应用领域涵盖皮革、造纸、纺织以及涂料等。国外已有研究者将脂肪酸酯与羟基硅油乳液进行共混，并发现这种共混体系具有良好的耐冻性和耐热稳定性。国内研究者在此基础上将这种共混乳液应用于皮革和纺织品整理中，使整理后的皮革和织物不仅柔软、爽滑、弹性好，而且具有一定的抗静电、抗起毛起球效果。不过这种共混乳液只是简单的物理混合，很难起到耐久的作用。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种有机硅改性脂肪酸酯及其制备方法和应用。本专利技术的有机硅改性脂肪酸酯具有优异的拒水洗、高弹性、耐折叠等性能，解决了传统皮革涂饰剂和纺织助剂存在的易破乳、漂油、粘辊、不易回修等问题，提供一种高弹、爽滑、防水且耐久性好的有机硅改性脂肪酸酯，使整理后的皮革和织物表面既有有机硅整理剂的手感风格，又具有聚氨酯的特殊手感。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种有机硅改性脂肪酸酯，由以下方法制得：OH—R—Si—R—OH和单端脂肪酸在催化剂作用下反应得到脂肪酸酯封端聚二甲基硅氧烷，即有机硅改性脂肪酸酯。所述R为EO和/或PO聚醚，聚合度M＝1000—4000，M优选2500-3000。所述单端脂肪酸为本领域常用单端封基的脂肪酸，比如C1-C20脂肪酸，优选油酸、芥酸、月桂酸、亚油酸和硬脂酸。催化剂为有机锡、有机锑或有机钛催化剂。其中有机锡催化剂为本领域常用的有机锡催化剂，优选二丁基锡、辛酸亚锡；有机锑催化剂为本领域常用的有机锑催化剂，优选三价、五价硫醇锑；有机钛催化剂为本领域常用的有机钛催化剂，优选四甲基钛、二茚基二卤化钛、环戊二烯基三氯化钛、二环庚三烯基二卤化钛。所述OH—R—Si—R—OH和单端脂肪酸的摩尔比为1:1-2.5，优选1:1.2-1.8，催化剂用量为1-20mg/mmol单端脂肪酸，用量优选5-10mg/mmol单端脂肪酸，反应温度为80-150℃，优选105-115℃，反应压力为-0.1-2Mpa，优选-0.05-0.5Mpa，反应时间2-5小时，优选3-4小时，反应结束后升温至150-300℃脱水，优选180-220℃，然后降温至室温，得到脂肪酸酯封端聚二甲基硅氧烷，即有机硅改性脂肪酸酯。本专利技术还包括一种有机硅改性脂肪酸酯的制备方法，包括如下步骤：OH—R—Si—R—OH和单端脂肪酸在催化剂作用下反应得到脂肪酸酯封端聚二甲基硅氧烷，即有机硅改性脂肪酸酯。此外，本专利技术还包括一种有机硅改性脂肪酸酯的用途，其可以用在皮革和织物表面，作为整理剂或者涂饰剂使用。同时也可以广泛应用于其他消泡剂、流平剂、涂料、油墨、顺滑剂、耐磨剂等领域。本专利技术相对于现有技术，具有以下优点：1.本专利技术制备的有机硅改性脂肪酸酯，采用醇羟基封端聚二甲基硅氧烷，再与单端脂肪酸反应，通过特殊的反应条件即专用的催化剂制备，得到高手感涂饰剂，性能明显优于聚酯聚醚型整理剂，其与纤维和皮革表面结合力更强，耐久性更突出。2.本专利技术制备的有机硅改性脂肪酸酯，赋予各种织物极佳的持久亲水性能，突出的耐洗效果，手感优于大部分的亲水嵌段硅油，同时可以有效解决氨基高温条件下易黄变的问题，处理后织物黄变小，适用于白色或浅色织物整理。3.采用有机硅改性脂肪酸酯，提高涂饰剂/整理剂在纤维上的成膜性和膜的耐久性，使整理后的织物或皮革表面既有有机硅整理剂的手感风格，又具有脂肪酸修饰在皮革表面优异的特殊手感。4.有机硅改性脂肪酸酯可有效增加整理后织物的弹性和皮革表面的韧性。同时，由于成膜性的改善，也使得整理后织物的滑爽性和防水性进一步提高。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本专利技术进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限制本专利技术的范围。具体实施方式中的原料都可以通过市售获得。实施例1取OH—R—Si—R—OH(R为EO，M＝2500)0.1mol、油酸0.12mol，二丁基锡1.2mg，110℃，反应压力0.5Mpa，反应3小时，反应结束后升温至200℃脱水，然后降温至室温，得到脂肪酸酯封端聚二甲基硅氧烷，即有机硅改性脂肪酸酯。实施例2取OH—R—Si—R—OH(R为PO，M＝3000)0.1mol、芥酸0.18mol，辛酸亚锡0.9mg，115℃，反应压力-0.05Mpa，反应4小时，反应结束后升温至220℃脱水，然后降温至室温，得到脂肪酸酯封端聚二甲基硅氧烷，即有机硅改性脂肪酸酯。实施例3取OH—R—Si—R—OH(R为EO，M＝1000)0.1mol、硬脂酸0.25mol，三价硫醇锑5mg，80℃，反应压力2Mpa，反应2小时，反应结束后升温至160℃脱水，然后降温至室温，得到脂肪酸酯封端聚二甲基硅氧烷，即有机硅改性脂肪酸酯。实施例4取OH—R—Si—R—OH(R为PO，M＝4000)0.1mol、月桂酸0.1mol，五价硫醇锑0.1mg，150℃，反应压力-0.1Mpa，反应5小时，反应结束后升温至280℃脱水，然后降温至室温，得到脂肪酸酯封端聚二甲基硅氧烷，即有机硅改性脂肪酸酯。实施例5取OH—R—Si—R—OH(R为EO，M＝2800)0.1mol、亚油酸0.2mol，四甲基钛0.35mg，120℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机硅改性脂肪酸酯，由以下方法制得：OH—R—Si—R—OH和单端脂肪酸在催化剂作用下反应得到脂肪酸酯封端聚二甲基硅氧烷，即有机硅改性脂肪酸酯。所述R为EO和/或PO聚醚，聚合度M＝1000—4000，M优选2500‑3000。

【技术特征摘要】
1.一种有机硅改性脂肪酸酯，由以下方法制得：OH—R—Si—R—OH和单端脂肪酸在催化剂作用下反应得到脂肪酸酯封端聚二甲基硅氧烷，即有机硅改性脂肪酸酯。所述R为EO和/或PO聚醚，聚合度M＝1000—4000，M优选2500-3000。2.根据权利要求1所述的有机硅改性脂肪酸酯，其特征在于：所述R为EO和/或PO聚醚，聚合度M为2500-2000。3.根据权利要求1所述的有机硅改性脂肪酸酯，其特征在于：所述单端脂肪酸为油酸、芥酸、月桂酸、亚油酸或硬脂酸。4.根据权利要求1所述的有机硅改性脂肪酸酯，其特征在于：所述催化剂为有机锡、有机锑或有机钛催化剂。5.根据权利要求4所述的有机硅改性脂肪酸酯，其特征在于：所述催化剂为二丁基锡、辛酸亚锡、三价、五价硫醇锑、四甲基钛、二茚基二卤化钛、环戊二烯基三氯化钛或二环庚三烯基二卤化钛。6.根据权利要求1所述的有机硅改性脂肪酸酯，其特征在于：所述OH—R—Si—R—OH和单端脂肪酸的摩尔比为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙东明，李信成，陈楚宏，李荣银，
申请(专利权)人：广州硅碳新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44