氨基硅油的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种氨基硅油的制备方法，以二甲基硅氧烷混合物为起始原料，加入催化剂、水、硅烷偶联剂混合均匀，升温至50~90℃保温10~120min，然后进行真空脱低处理，再升温至95~145℃，反应1~4h，最后真空脱低处理，即得氨基硅油，整个制备过程均在氮气保护下进行。本发明专利技术提供的制备工艺，具有操作简单，节能，反应周期短等优点，适用于工业化生产；同时制备的氨基硅油产品，具有粘度可控，氨值稳定的特点，主要应用于纤维织物整理和日常护理用品的添加。要应用于纤维织物整理和日常护理用品的添加。

【技术实现步骤摘要】
氨基硅油的制备方法


[0001]本专利技术涉及化学分析
，具体为一种氨基硅油的制备方法。

技术介绍

[0002]氨基硅油作为一种功能性硅油，是有机硅化合物中应用最广的产品之一，具有吸附、顺滑、润滑、成膜、消泡、着色等多项优良性能，被广泛应用于织物整理、皮革后处理、个人护理用品等诸多领域。
[0003]目前工业上常用的合成方法以本体聚合和乳液聚合为主。但应用乳液聚合法合成得到的氨基硅油不可避免会有少量硅氧烷单体残留，以其配置乳液应用时易发生破乳现象从而形成硅斑等问题，难以去除影响产品质量。本体聚合法其工艺简单、反应过程容易控制，适合大规模生产，目前多采用偶联剂直接与DMC反应的共聚合成法。由于该方法涉及硅氧烷环体的开环、偶联剂的缩聚及彼此共聚等多种机制，易造成反应体系中存在缩合出的醇类化合物，同时偶联剂水解不完全使得其对于目标产物的转化率不高，影响最终产品性能。
[0004]CN108676165A公开了一种氨基硅油原油的制备工艺，其通过分别将二甲基硅氧烷混合环体与封头剂、偶联剂与固体催化剂预混得到预混料，随后将两种预混料在反应容器中混合缩聚，最后经过脱低得到氨基硅油。其获得的氨基硅油原料转化率高达93.55％，但是，该方法中需要对原料进行预混，同时缩聚反应过程长达12～20小时，其工艺步骤繁琐，周期长，能耗高，并不利于实际生产应用。
[0005]CN108912333A公开了一种高透过率氨基硅油的制备方法，包括一个制备偶联剂水解物的步骤和一个制备氨基硅油的步骤。首先将八甲基环四硅氧烷脱水；然后常压加入催化剂溶解；再减压加入偶联剂水解物混合；接着减压加入封端剂反应再升温使得催化剂失活；最后升温至去除低分子化合物；静置冷却即可制得高透过率氨基硅油。其方法制备得到氨基硅油氨基分布有所提高，但是，偶联剂在低温无催化剂的条件下，无法保证水解完全，同时偶联剂的水解物间可发生缩聚反应，进而降低了氨基的均匀分布程度。
[0006]CN112280041A公开了一种有机硅环体含量低的氨基硅油的制备方法，将羟基封端的聚二甲基硅氧烷、具有硅烷氧基的氨基单体和封端剂在50～100℃的温度下进行搅拌混合；向混合均匀的物料中加入水进行水解，通入氮气排除水分和醇；向水解后的物料中加入碱性催化剂，在50～110℃的温度下进行聚合反应；最后对反应物料进行脱低，得到低环体含量的氨基硅油。但是，其所用主要原料为低粘度线性体，其获取难度高、成本高。同时由于线性体两端为羟基，易发生缩合，粘度不易控制，需要额外加入封端剂进行封端，进一步提升了生产成本。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种氨基硅油的制备方法，其能够解决现有技术中氨基硅油制备工艺繁琐、反应周期长、原料成本高等技术问题。
[0008]本专利技术的技术方案是，一种氨基硅油的制备方法，包括以下步骤：
[0009]以二甲基硅氧烷混合物为起始原料，加入催化剂、水、硅烷偶联剂混合均匀，升温至50～90℃保温10～120min，然后进行真空脱低处理，再升温至95～145℃，反应1～4h，最后真空脱低处理，即得氨基硅油，整个制备过程均在氮气保护下进行。
[0010]进一步地，所述二甲基硅氧烷混合物为二甲水解物，其中含有线体和环体，环体比例占混合物的50～80％，优选60～75％。
[0011]进一步地，所述催化剂为四甲基氢氧化铵，氢氧化钾，氢氧化钠，氢氧化锂中的一种或几种。
[0012]进一步地，所述的硅烷偶联剂为γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷(FD
‑
552)，γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷(FD
‑
554)，N
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷(FD
‑
602)，γ
‑
二乙烯三氨基丙基甲基二甲氧基硅烷(FD
‑
892)，γ
‑
哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷(FD
‑
1638)其中的一种或几种。
[0013]进一步地，二甲基硅氧烷混合物、催化剂、水和硅烷偶联剂的质量比为1000：0.01～0.85：0～8.5：10～85，优选比例为1000：0.01～0.5：0～8：10～80。
[0014]进一步优选地，水的加入量为硅烷偶联剂质量的0～9％。
[0015]进一步优选地，第一次升温时，温度控制为70～85℃，保温时间为25～30min；第二次升温时，温度为100～140℃，时间为2～3h。
[0016]进一步地，脱低处理时，体系的真空度在
‑
0.06～
‑
0.1MPa。
[0017]进一步地，整个制备过程均进行搅拌，搅拌速率为200r/min～800r/min。
[0018]进一步地，氮气通入速率为50～200ml/min。优选50～150ml/min。
[0019]采用上述方法，可以制备氨基硅油的结构式为：
[0020][0021]其中，R2，R3分别为
‑
CH3，
‑
OCH3，
‑
OCH2CH3，
‑
OH中的一种或几种，R1的结构为
‑
CH2CH2CH2NH2，
‑
CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2,
‑
CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2N(CH3)2,或者中的一种或几种；同时，R1结构中的氨基可以被伯胺，叔胺，仲胺，季铵盐和哌嗪所代替。
[0022]本专利技术具有以下有益效果：
[0023]1、二甲水解物中既含有线体也有环体，现有技术一般采用二甲基硅氧烷混合环体(DMC)或者用其精馏提纯后的八甲基环四硅氧烷(D4)为原料，需要对水解物进行环线分离，以分离后的环体DMC或者D4为原料制备氨基硅油。本专利技术直接以二甲水解物作为原料，省略了环线分离及纯化步骤，水解物原料获取渠道广，工艺简单，能够大幅降低成本，且整个反应过程仅需一次加料法，采用一锅法制备，操作简单，反应周期短，同时减少了中途加料操作可能带入外界空气中的氧气和水对反应产生的影响。
[0024]2、本专利技术直接以二甲水解物为原料，通过控制线体和环体在一定的比例下，加入硅烷偶联剂、催化剂和水，先控制较低温度，此时环体不进行开环反应，但线体与硅烷偶联
剂进行反应生成甲氧基封端的氨基中间体，然后进行升温至环体开环的温度，环体进行反应，前期反应生成的甲氧基封端的氨基中间体可以作为封端剂对开环聚合起到链终止作用。另外线体所含有的羟基在催化剂作用下也会缩合脱出水分子，使得硅烷偶联剂水解更加充分。但过多的线体含量占比会导致反应过程中不断缩合产生水分，造成聚合反应正向平衡被抑制，从而影响环体的开环聚合，因此选择环体占比50～80％的水解物为原料，优选环体占比为60～70％。
[0025]3、本专利技术中通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氨基硅油的制备方法，其特征在于,包括以下步骤：以二甲基硅氧烷混合物为起始原料，加入催化剂、水、硅烷偶联剂混合均匀，升温至50~90℃保温10~120min，然后进行真空脱低处理，再升温至95~145℃，反应1~4h，最后进行真空脱低处理，即得氨基硅油，整个制备过程均在氮气保护下进行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述二甲基硅氧烷混合物为二氯二甲基硅烷水解物，其中含有硅羟基封端的聚二甲基硅氧烷和二甲基硅烷混合环体，环体比例占混合物总质量的50~80%。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述催化剂为四甲基氢氧化铵，氢氧化钾，氢氧化钠，氢氧化锂中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的硅烷偶联剂为γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷(FD
‑
552)，γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷(FD
‑
554)，N
‑
β
‑
（氨乙基）
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷(FD
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李书兵，孙刚，张保根，冯阳宁，史明慧，
申请(专利权)人：湖北兴瑞硅材料有限公司，
类型：发明
国别省市：