一种季铵盐改性有机硅及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种季铵盐改性有机硅及其制备方法和应用，所述季铵盐改性有机硅的制备方法为：将双端含氢硅油和烯丙基端环氧基聚醚混合，反应得到双端环氧硅油；使双端环氧硅油和季铵盐进行反应，得到季铵盐改性有机硅；所述季铵盐由醇胺与酸反应得到。本发明专利技术的季铵盐改性有机硅在用于织物处理后，可对织物的柔软性和亲水性进行很好的平衡，使织物同时具有优异的亲水性和柔软性。异的亲水性和柔软性。异的亲水性和柔软性。

【技术实现步骤摘要】
一种季铵盐改性有机硅及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于织物整理剂
，尤其涉及一种季铵盐改性有机硅及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]氨基有机硅整理剂是纺织工业上大量使用的助剂，氨基有机硅整理剂中的氨基在织物表面上的定向排列虽然能够有效改善织物的柔软性能，但是有机硅链段上的甲基因其具有伞状排布阻碍了水分子的传递，从而使织物展现出强疏水性，影响它在吸汗透气性要求颇高的纺织品上的应用。目前，为了解决氨基有机硅整理的织物不亲水这一问题，现有的技术手段主要是在氨基有机硅的基础上，通过侧链接枝或者是主链嵌段的方式引入聚醚基团进行亲水改性，如式1(侧链接枝)和式2(主链嵌段)所示。聚醚基团能够在织物表面进行包覆，赋予织物具有较好的吸湿性、透气性和易去污性。
[0003][0004]在各种引入聚醚进行亲水改性的方法中，三元嵌段共聚是近年来较为主流的改性手段。在硅氧烷主链上无规则地接入聚醚链段和含氨基链段，形成
‑
[A
‑
B]n
‑
型共聚物，分子量成正态分布。与传统的侧链改性相比，大分子的主链聚醚提供亲水性能的同时不会对氨基产生遮蔽和包裹的负面效果，使氨基能够很好地赋予整理织物柔软、平滑和弹性。同时，通过对氨基进行季铵化处理可使织物具有较好的白度、耐洗性和一定的亲水性。代表性产品如浙江传化公司2016年新推出的Tran Soft 4917，拥有较好的柔软性、白度、亲水性和耐洗性。又或者是对侧链和主链链段同时进行改性。如CN111088702A用四甲基二氢基二硅氧烷(含氢双封头)、八甲基环四硅氧烷(D4)、四甲基环四氧硅烷(D4‑
H)以及烯丙基缩水甘油醚和聚醚胺合成改性有机硅柔软剂，但该柔软剂的亲水改善效果较为有限。
[0005]主链嵌段聚合改性方法由于其聚醚链段和氨基链段交替接入，聚醚部分过多堆积在织物表面影响其柔软性，聚醚部分过少难以达到亲水要求，只通过调控原料的分子量和原料之间的比例，很难做到整理后织物亲水和柔软的平衡，兼顾其舒适手感和实际体验。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决上述的问题之一，提供一种季铵盐改性有机硅，对织物进行处理后能同时改善亲水性和柔软性能。
[0007]同时，本专利技术还提供一种季铵盐改性有机硅的制备方法和应用。
[0008]本专利技术采取的技术方案如下：
[0009]本专利技术的第一方面是提供一种季铵盐改性有机硅，具有如下结构式：
[0010][0011]其中，m＝10～20，n＝25～130，R1、R2和R3独立地选自H、C链数≤5的带有OH的官能团或C链数≤5的烷基，且R1、R2和R3至少有一个是带有OH的官能团，X
‑
为盐酸根离子或羧酸根离子。
[0012]优选地，所述R1和R2独立地选自C≤5的带有OH的官能团，R3选自H或C链数≤5的烷基。
[0013]优选地，所述R1、R2独立为
‑
CH2CH2OH，所述R3为
‑
CH3。
[0014]优选地，所述R1、R2和R3独立为
‑
CH2CH2OH。
[0015]本专利技术的第二方面是提供一种季铵盐改性有机硅的制备方法，包括如下步骤：
[0016](1)将双端含氢硅油和烯丙基端环氧基聚醚混合，反应得到双端环氧硅油；
[0017](2)使双端环氧硅油和季铵盐进行反应，得到季铵盐改性有机硅；所述季铵盐由结构式为的醇胺与酸反应得到；
[0018]其中m＝10～20，n＝25～130，R1、R2和R3独立地选自H、C链数≤5的带有OH的官能团或C链数≤5的烷基，且R1、R2和R3至少有一个是带有OH的官能团。
[0019]优选地，所述R1和R2独立地选自C≤5的带有OH的官能团，R3选自H或C链数≤5的烷基。
[0020]优选地，所述醇胺包括N
‑
甲基二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种。
[0021]所述双端含氢硅油的分子量为2000～10000。
[0022]步骤(1)中，所述双端含氢硅油和烯丙基端环氧基聚醚的摩尔比为1:(2～3)。
[0023]所述反应在催化剂作用下进行，所述催化剂包括氯铂酸、四甲基二乙烯基二硅氧烷铂络合物等。
[0024]所述反应的温度为70～90℃；所述反应的时间为4～6h。
[0025]所述反应在溶剂中进行，所述溶剂包括异丙醇、乙二醇单丁醚中的至少一种。
[0026]步骤(2)中，所述反应的温度为80～120℃；所述反应的时间为6～8h。
[0027]所述酸包括羧酸(如乙酸，但不限于此)、盐酸中的至少一种。
[0028]所述酸中的阴离子与醇胺的摩尔比为1:(1～1.5)。即，当所述酸为羧酸时，所述羧
酸中的羧酸根离子与醇胺的摩尔比为1:(1～1.5)；当所述酸为盐酸时，所述盐酸中的盐酸跟离子与醇胺的摩尔比为1:(1～1.5)。
[0029]所述双端环氧硅油与季铵盐的摩尔比为1:(1～2)。
[0030]所述使双端环氧硅油和季铵盐进行反应的方法具体为：将醇胺与酸混合，反应得到季铵盐；然后将所述季铵盐与双端环氧硅油混合，反应得到季铵盐改性有机硅。
[0031]所述醇胺与羧酸进行反应的温度为15～40℃。在实际操作中，可直接在室温下进行。
[0032]或者，所述使双端环氧硅油和季铵盐进行反应的方法具体为：将双端环氧硅油与醇胺、酸混合，反应得到季铵盐改性有机硅。
[0033]本专利技术的第三方面是提供一种织物整理剂，包含上述季铵盐改性有机硅。
[0034]所述织物整理剂的固含量为10～30g/L。
[0035]所述织物整理剂的制备原料包括季铵盐改性有机硅、乳化剂和水。
[0036]所述织物整理剂的制备原料按质量份计，包括：
[0037]季铵盐改性有机硅5～15份
[0038]乳化剂1～2份
[0039]水400～600份。
[0040]优选地，所述织物整理剂的制备原料按质量份计，包括：
[0041]季铵盐改性有机硅10份
[0042]乳化剂1.8份
[0043]水500份。
[0044]本专利技术的另一方面是提供一种织物整理方法，使用所述织物整理剂对织物进行浸渍，然后进行轧制、干燥、固化。
[0045]所述浸渍中的浴比为1:(5～15)，所述浴比指的是织物与织物整理剂的质量比。
[0046]所述浸渍时间为10～20s。
[0047]所述干燥温度为80～100℃。
[0048]所述固化时间为140～150℃。
[0049]本专利技术具有如下有益效果：
[0050]本专利技术的季铵盐改性有机硅在疏水链段的两端连接两个亲水基团，在溶液表面，两个亲水基团能够伸入水相，而疏水链段伸向气相，形成“U”型构象。该“U”型构象能够为水分子提供自由进出的通道，从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种季铵盐改性有机硅，其特征在于，具有如下结构式：其中，m＝10～20，n＝25～130，R1、R2和R3独立地选自H、C链数≤5的带有OH的官能团或C链数≤5的烷基，且R1、R2和R3至少有一个是带有OH的官能团，X
‑
为盐酸根离子或羧酸根离子。2.根据权利要求1所述季铵盐改性有机硅，其特征在于，所述R1和R2独立地选自C≤5的带有OH的官能团，R3选自H或C链数≤5的烷基。3.一种季铵盐改性有机硅的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将双端含氢硅油和烯丙基端环氧基聚醚混合，反应得到双端环氧硅油；(2)使双端环氧硅油和季铵盐进行反应，得到季铵盐改性有机硅；所述季铵盐由结构式为的醇胺与酸反应得到；其中m＝10～20，n＝25～130，R1、R2和R3独立地选自H、C链数≤5的带有OH的官能团或C链数≤5的烷基，且R1、R2和R3至少有一个是带有OH...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛桃嫣，孙悦，张楠，林嘉鸿，王海枫，黄瑶，熊文彩，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：