一种特种亲水硅油及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种织物整理剂，尤其涉及一种特种亲水硅油及其制备方法。本发明专利技术以氨基封头剂作为原料制得相应的端氨基硅油，同时以原料c为改性剂获得氯硅烷改性二氧化硅，再将氯硅烷改性二氧化硅和原料c分别与端氨基硅油实现Menschutkin反应，随后将反应产物混合，进一步制得由亲水嵌段聚醚氨基硅油和亲水嵌段聚醚氨基硅油改性纳米二氧化钛组成的亲水嵌段聚醚氨基硅油。与现有技术相比，产品具有更加突出的手感，并且还具有吸收紫外线、杀菌等功能。杀菌等功能。

【技术实现步骤摘要】
一种特种亲水硅油及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种织物整理剂，尤其涉及一种特种亲水硅油及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着生活水平的提高，人们对织物的穿着舒适性提出了更高的要求。有机硅织物后整理剂除了要满足柔软爽滑蓬松的手感外，还要求整理后的织物具有一定的亲水性，不影响正常的吸湿排汗功能，这对纯棉和混合纺织物的价值提升尤为重要。常用的棉用亲水氨基硅油主要有两种：一种是季铵化改性的普通氨基硅油；另一种是季铵化改性的嵌段聚醚氨基硅油。后者稳定性好，并且充分发挥了季铵盐和聚醚链段的协同作用，整理后的织物亲水性更佳。将环氧硅油和叔胺基封端的聚醚在有机酸的催化下发生季铵化和聚合反应制备嵌段聚醚亲水氨基硅油是目前行业上普遍的做法。但这种方法同样存在缺点，其所用的叔胺基封端聚醚产品质量不稳定，且价格较高；硅油的结构较单一，无法满足多样化的手感。
[0003]中国专利局于2018年6月29日公开了一种亲水硅油的制备方法的专利技术专利，授权公告号为CN108219147A，该专利技术通过在普通三元嵌段聚醚氨基硅油中加入亲水改性剂(2,3
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环氧丙基三甲基氯化铵等)来制备亲水氨基硅油，亲水改性剂中的环氧基团可以与嵌段聚醚氨基硅油中的氨基发生反应，从而在硅油中引入季铵盐基团。该专利技术的缺陷在于，嵌段聚醚氨基硅油为大分子，其上的氨基反应活性较低，反应的转化率较低。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术本质上提出了一种亲水嵌段聚醚氨基硅油和亲水嵌段聚醚氨基硅油改性纳米二氧化钛组成的混合物产品，以氨基封头剂作为原料制得相应的端氨基硅油，同时以原料c为改性剂获得氯硅烷改性二氧化硅，再将氯硅烷改性二氧化硅和原料c分别与端氨基硅油实现Menschutkin反应，随后将反应产物混合，进一步制得由亲水嵌段聚醚氨基硅油和亲水嵌段聚醚氨基硅油改性纳米二氧化钛组成的亲水嵌段聚醚氨基硅油。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种特种亲水硅油，包括亲水嵌段聚醚氨基硅油和质量百分比为5
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10％的亲水嵌段聚醚氨基硅油改性纳米二氧化钛，所述亲水嵌段聚醚氨基硅油的结构式如下：
其中，所述B中的R1为—H，—CH2CH2CH2CH3，—CH2CH(OH)CH2OCH2CH＝CH2，—CH2CH2CH3，或—CH2CH(OH)CH2OCH2CH2CH2CH3，所述C中的R2为—CH3或者—OCH3，a为1～40之间的整数，b为50～500之间的整数，m为5～50之间的整数，n为0～40之间的整数。
[0006]本专利技术主链上具有亲水性的聚醚链段和季铵盐基团，能够保证氨基硅油具有较高的亲水性，并且，由于季铵盐基团和聚醚链段在硅油分子中的分布对整理后织物的手感，白度和亲水性具有显著的影响，因此，需要在分子链中严格控制季铵盐基团和聚醚链段的位置和链段的长短，以平衡各个性能，才能得到手感，白度和亲水性俱佳的嵌段聚醚氨基硅油类织物整理剂。此外，纳米二氧化钛具有众多优异的理化性质，在硅油中添加能够起到增白、吸收紫外线、起到润滑作用等，纳米二氧化钛还能够嵌入到纤维缝隙中，起到杀菌作用。但由于二氧化钛在硅油中分散性不佳，并且表面亲水性不强，因此在本方案中通过亲水嵌段聚醚氨基硅油改性增强其分散性和亲水性。
[0007]本文还提出了一种特种亲水硅油的制备方法，所述亲水嵌段聚醚氨基硅油的合成原料包括原料a、原料b和原料c；所述亲水嵌段聚醚氨基硅油改性纳米二氧化钛的原料包括粒径为50
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100nm的纳米二氧化钛；所述原料a为环氧基封端聚醚，其结构式为：所述原料b为氨基封头剂，其结构式为：所述原料c为γ
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氯丙基甲基二甲氧基硅烷或γ
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氯丙基三甲氧基硅烷，亲水嵌段聚醚氨基硅油的制备方法包括以下步骤：(1)制备端氨基硅油和氯硅烷改性纳米二氧化钛：1a.将原料b、二甲基硅氧烷环体和碱性催化剂加入至体系中，升温至80～120℃，反应8～16h，随后将体系升温至140～150℃，反应1～2h，随后保持该温度，抽真空使真空度大于0.098MPa，进行蒸馏，得到淡黄色中间产物1，端氨基硅油；
1b.将原料c以质量比为1:10
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15的比例加入到溶剂A中，磁力搅拌，随后加入与原料c的质量比为0.5
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1:1的纳米二氧化钛颗粒，继续搅拌，搅拌完成后分离得硅烷改性纳米二氧化钛；(2)Menschutkin反应：2a.将步骤(1)制得的端氨基硅油与原料c在溶剂B中均匀混合，升温至60℃～120℃反应8～12h，得到得Menschutkin反应产物1，原料c与端氨基氧硅油的物质的量比为0.05～1:1；2b.将步骤(1)制得的端氨基硅油与硅烷改性纳米二氧化钛按质量比为1
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2:1在溶剂B中均匀混合，升温至60℃～120℃反应8～12h，得Menschutkin反应产物2；2c.将Menschutkin反应产物1和Menschutkin反应产物2按质量比为10
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15:1均匀混合，得到中间产物2；(3)制备亲水嵌段聚醚氨基硅油：在中间产物2中加入有机酸和原料a，升温至60℃～120℃后反应8～16h，浓缩至所需的浓度，得到亲水嵌段聚醚氨基硅油。
[0008]本专利技术在专利技术创造时通过将端叔胺基硅油与端环氧封端聚醚在有机酸的催化下进行季铵化聚合反应得到氨基硅油，本专利技术使用了价格更便宜的环氧封端聚醚作为原料，避免使用叔胺基封端聚醚，并且采用了双氨基结构的叔胺基硅油作为原料，产品的极性更强，制备的特种亲水硅油与现有主链嵌段氨基硅油柔软剂相比，手感更优异，对织物的白度、亲水性影响更小，并且产物能够浓缩至很高的含量，可以明显改善织物后整理工艺的操作环境，且工艺较为简单，反应条件相对温和，便于商业化应用和产业化推广。
[0009]实际过程中，步骤(1)和步骤(2)中纳米二氧化硅的表面处理单独进行。虽然纳米二氧化硅也可以直接加入到步骤2a中，这样的话能够省略步骤1b，2b和2c，但是这样的方式取得的成品效果并不佳，原因是这样的工艺中，二氧化钛加入步骤2a中，部分表面由端氨基硅油改性，在随后的步骤(3)中，嵌段反应可能会使改性基团脱落，从而使得加入的二氧化钛达不到预期效果。本方案中，先通过1b获得氯硅烷改性二氧化钛，再在2b步骤时，端氨基硅油与氯硅烷发生Menschutkin反应，形成网络结构包覆二氧化钛颗粒，在步骤(3)时，嵌入段并不会插入到B
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C之间，因此能够保障改性基团不脱落，同时由于氯硅烷的疏水性特点，Menschutkin反应后氯硅烷碳链段仍旧存在于二氧化钛表面，具有亲油特点，当嵌段插入时，嵌段中的亲油基团会转向二氧化钛表面，使得亲水基团更好地暴露，能过活得更好的亲水性。
[0010]步骤(3)中，将中间物2为步骤(2)中两组Menschutkin反应产物的组合，混合后再与原料a进行反应能够使得亲水嵌段聚醚氨基硅油改性纳米二氧化钛在体系中更加均匀地分散，能够获得更好地效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特种亲水硅油，其特征在于，包括亲水嵌段聚醚氨基硅油和质量百分比为5
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10％的亲水嵌段聚醚氨基硅油改性纳米二氧化钛，所述亲水嵌段聚醚氨基硅油的结构式如下：A：B：C：其中，所述B中的R1为—H，—CH2CH2CH2CH3，—CH2CH(OH)CH2OCH2CH＝CH2，—CH2CH2CH3，或—CH2CH(OH)CH2OCH2CH2CH2CH3，所述C中的R2为—CH3或者—OCH3，a为1～40之间的整数，b为50～500之间的整数，m为5～50之间的整数，n为0～40之间的整数。2.一种权利要求1所述的特种亲水硅油的制备方法，其特征在于，所述亲水嵌段聚醚氨基硅油的合成原料包括原料a、原料b和原料c；所述亲水嵌段聚醚氨基硅油改性纳米二氧化钛的原料包括粒径为50
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100nm的纳米二氧化钛；所述原料a为环氧基封端聚醚，其结构式为：所述原料b为氨基封头剂，其结构式为：所述原料c为γ
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氯丙基甲基二甲氧基硅烷或γ
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氯丙基三甲氧基硅烷，亲水嵌段聚醚氨基硅油的制备方法包括以下步骤：(1)制备端氨基硅油和氯硅烷改性纳米二氧化钛：1a.将原料b、二甲基硅氧烷环体和碱性催化剂加入至体系中，升温至80～120℃，反应8～16h，随后将体系升温至140～150℃，反应1～2h，随后保持该温度，抽真空使真空度大于0.098MPa，进行蒸馏，得到淡黄色中间产物1，端氨基硅油；1b.将原料c以质量比为1:10
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15的比例加入到溶剂A中，磁力搅拌，随后加入与原料c的质量比为0.5
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1:1的纳米二氧化钛颗粒，继续搅拌，搅拌完成后分离得硅烷改性纳米二氧化钛；(2)Menschutkin反应：2a.将步骤(1)制得的端氨基硅油与原料c在溶剂B中均匀混合，升温至60℃～120℃反应8～12h，得到得Menschutkin反应产物1，原料c与端氨基氧硅油的物质的量比为0.05～1:1；2b.将步骤(1)制得的端氨基硅油与氯硅烷改性纳米二氧化钛按质量比为1
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2:1在溶剂B中均匀混合，升温至60℃～120℃反应8～12h，得Menschutkin反应产物2；
2c.将Menschutkin反应产物1和Me...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云峰，丁适跃，高同洛，熊春贤，张建设，王柱，沈俊杰，李剑浩，余建华，崔松松，
申请(专利权)人：浙江科峰有机硅股份有限公司，
类型：发明
国别省市：