低环化衍生的氨基官能化硅氧烷聚合物在处理纤维基质中的用途制造技术

本发明专利技术涉及组合物用于亲水性处理纤维基质的用途，使得在手感柔软方面是耐洗的，其包含氨基官能化的有机聚硅氧烷的低环化衍生物，该衍生物含有式(I)的硅氧烷单元、任选的式(II)的硅氧烷单元、式(III)的硅氧烷单元和式(IV)的硅氧烷单元，其中Z是基团

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低环化衍生的氨基官能化硅氧烷聚合物在处理纤维基质中的用途


[0001]本专利技术涉及组合物用于亲水性处理纤维基质的用途，该纤维基质在柔软度方面是耐洗的，该组合物包含氨基官能化的有机聚硅氧烷的低环化衍生物。

技术介绍

[0002]用于纤维材料的亲水处理的可商购的含硅氧烷的软化剂在大多数情况下包含氨基或铵官能化的硅氧烷聚醚，这些聚醚需要通过昂贵的氢化硅烷化合成途径进行多阶段生产。专利文献包含其中Si
‑
H官能聚二有机硅氧烷与环氧官能烯烃化合物在与含铂化合物的催化下反应的实施例。随后在第二反应阶段用氨基官能化聚醚化合物进行环氧开环。其实施例可以在公开US 5981681 A、US 7041767 B2或US 7897716 B2中找到。氨基或铵官能化的硅氧烷聚醚的另一种途径是经由烯丙基聚醚的氢化硅烷化，随后经由二异氰酸酯将胺或铵键合至聚醚的羟基端基。这在US 2008/0075683A1中进行了描述。除了生产成本高的缺点之外，这些亲水性含聚醚的产品不耐洗涤，并且在某些情况下由于铂催化剂而表现出破坏性的固有颜色。
[0003]US 6576606 B2描述了一种在不含硅氧烷键合聚醚的情况下，用于纤维材料的亲水处理的含硅氧烷的软化剂的成本有效的途径。末端和侧向氨基官能化的聚二有机硅氧烷用乙酸酐非常完全地乙酰化。用其处理的一些材料表现出良好的吸收性和低泛黄性，但只有中等柔软性并且没有耐洗性。氨基官能化的聚二有机硅氧烷的部分乙酰化确实改善了柔软性和耐洗性，但是导致纺织品材料的亲水性的不可接受的降低。/>[0004]欧盟委员会(EU Commission)将D4、D5和D6环状化合物归类为高度关注的物质(SVHC)后，要求聚二有机硅氧烷聚合物中具有4至6个硅氧烷单元的环状低聚二甲基硅氧烷组分(D4、D5和D6环状化合物)的杂质在每种情况下仅可以低于1000ppm的浓度，该要求在市场上日益重要。这还包括这样的环状低聚二甲基硅氧烷不会在通常0.5至2年之间的保存期限内以超过指定阈值的量重新形成的要求。
[0005]用乙酸酐乙酰化氨基官能化的聚二有机硅氧烷形成游离乙酸作为副产物，从性能观点来看，其去除不是必需的。氨基官能化的聚二有机硅氧烷的水性配制品总体上用乙酸在任何情况下调节至不大于7的pH。然而，经验已经表明，在氨基官能化的聚二甲基硅氧烷中的游离乙酸存在下，在保质期内以远远超过1000ppm阈值的量重新形成列举的环状低聚二甲基硅氧烷。
[0006]除了用乙酸酐乙酰化之外，还存在其他酰化选项。US 4978561 A描述了氨基官能化硅氧烷与内酯的酰化。当应用于纤维材料时，这些酰胺基官能硅氧烷与它们的氨基官能前体相比引起基质的较少黄化。没有描述亲水性。在实施例中，只有三甲基硅烷基封端的氨基官能化的聚二甲基硅氧烷与内酯反应，而羟基或烷氧基封端的聚合物通过酰胺基官能化的硅烷的缩合产生。
[0007]氨基硅氧烷与内酯和碳酸亚烷基酯的反应描述于US 5174813 A中用于抛光剂中
或US 5389364 A中用于毛发调理剂配制品中。
[0008]US 5824814 A要求保护一种用于生产粘度稳定的酰胺基官能聚硅氧烷的方法，其中在进一步与内酯反应之前，使用醇或取代的醇封闭氨基官能前体。在薄膜蒸发器中的纯化过程中，在没有醇的消除和去除的情况下，通过这种途径不能生产低环产物。
[0009]KR 20070072069 A描述了氨基官能聚硅氧烷与碳酸甘油酯的反应，其中据说通过添加月桂基乙氧基化物实现了粘度稳定性。在实施例中，三甲基硅烷基封端的氨基官能聚硅氧烷据说已经与碳酸甘油酯和月桂基乙氧基化物在30℃至80℃下反应持续1至12小时而无需添加平衡催化剂。然而，用分析数据尚未证实反应的成功。与氨基官能前体和该前体与γ
‑
丁内酯的相应反应产物相比，在浸渍于水中时在纺织纤维基质上的使用显示出改善的芯吸效应。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供用于处理纤维基质(例如纺织纤维材料)的理想地无色的、成本有效地生产的含有有机聚硅氧烷的组合物，这些组合物为这些基质提供了优异的柔软性、亲水性以及关于柔软性的良好的耐洗性。为了易于加工，含有机聚硅氧烷的组合物的组分在25℃下应优选具有小于5000mPa
·
s的粘度。此外，基于有机聚硅氧烷聚合物，在每种情况下，这些组合物应具有低于1000ppm浓度的具有4至6个硅氧烷单元(D4至D6环状化合物)的低聚二甲基硅氧烷比例，并且在室温储存时此类环状化合物的重新形成应尽可能少地发生。这种特性是在下文中通过术语“低环化”所理解的特性。它的重要性等于其他特性的重要性，因为在许多情况下由于引入SVHC分类，为了健康和环境的原因不再使用非低环化产品。
[0011]通过本专利技术实现了该目的。
[0012]本专利技术提供了组合物用于亲水处理纤维基质的用途，该纤维基质在柔软度方面是耐洗的，该组合物包含氨基官能化的有机聚硅氧烷的低环化衍生物，其含有：通式(I)的硅氧烷单元的
[0013][0014]其中，
[0015]a是0、1或2，优选0或1，
[0016]b是1、2或3，优选1，
[0017]条件是a+b的和≤3，
[0018]任选的通式(II)的硅氧烷单元
[0019][0020]其中，
[0021]c是0、1或2，优选0或1，
[0022]d是1、2或3，优选1，
[0023]条件是c+d的和≤3，
[0024]通式(III)的硅氧烷单元
[0025][0026]其中，
[0027]e是0、1、2、或3，优选2，
[0028]以及通式(IV)的硅氧烷单元
[0029][0030]其中，
[0031]f是1、2或3，优选1，
[0032]g是0、1或2，优选2，
[0033]条件是f+g的和≤3，
[0034]其中，R可以相同或不同，并且表示氢原子或单价的、任选地被氟、氯或溴取代的C1至C
18
烃基，
[0035]Z表示通式(V)的基团
[0036]‑
R2‑
[NR3(CH2)
n
]i
NR4R5(V),
[0037]其中，
[0038]i是0、1、2、3或4，
[0039]n是2、3、4、5或6，
[0040]R2表示二价的、直链或支链的C1至C
18
烃基，
[0041]R3表示氢原子、任选的被氟、氯、溴、羟基或C1至C5烷氧基取代的C1至C
18
烃基、酰基或具有通式(VI)的基团，
[0042]R4表示通式(VI)的基团，
[0043]‑
(C＝O)
‑
R6‑
OH(VI),
[0044]R5表示氢原子或任选的被氟、氯、溴、羟基或C1至C5烷氧基取代的C1至C
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.组合物用于亲水性处理纤维基质的用途，所述纤维基质在柔软度方面是耐洗的，所述组合物包含氨基官能化的有机聚硅氧烷的衍生物，所述衍生物含有通式(I)的硅氧烷单元其中，a是0、1或2，优选0或1，b是1、2或3，优选1，条件是a+b的和≤3，任选的通式(II)的硅氧烷单元其中其中，c是0、1或2，优选0或1，d是1、2或3，优选1，条件是c+d的和≤3，通式(III)的硅氧烷单元其中，e是0、1、2、或3，优选2，以及通式(IV)的硅氧烷单元其中，f是1、2或3，优选1，g是0、1或2，优选2，条件是f+g的和≤3，R可以相同或不同，并且表示氢原子或单价的、任选地被氟、氯或溴取代的C1至C
18
烃基，Z表示通式(V)的基团
‑
R2‑
[NR3(CH2)
n
]
i
NR4R5(V)，其中，i是0、1、2、3或4，n是2、3、4、5或6，R2表示二价的、直链或支链的C1至C
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烃基，R3表示氢原子、任选地被氟、氯、溴、羟基或C1至C5烷氧基取代的C1至C
18
烃基、或酰基或具有通式(VI)的基团，
R4表示通式(VI)的基团，
‑
(C＝O)
‑
R6‑
OH(VI)，R5表示氢原子或任选地被氟、氯、溴、羟基或C1至C5烷氧基取代的C1至C
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烃基或酰基，R6表示二价的、直链或支链的C2至C8烃基或
‑
OR7‑
基团，R7表示二价的直链或支链的C2至C8烃基，Q表示通式(VII)的基团
‑
R2‑
[NR9(CH2)
n
]
i
N(R9)2(VII)，其中，i和n是如以上所定义的，R9可以是相同或不同的，并且表示氢原子、任选地被氟、氯、溴、羟基或C1至C5烷氧基取代的C1至C
18
烃基或酰基，Y表示通式(VIII)和/或(IX)的基团，
‑
OR1(VIII)和/或
‑
[O(CHR
10
)
p
]
m
OR
11
(IX)，其中，m是0或从1至100的整数，优选1至20，以及p是2、3或4，R1表示氢原子或C1至C4烷基，R
10
表示氢原子或C1至C
18
烃基，R
11
表示氢原子、C1至C
10
烃基、优选C4至C
10
烃基，或式
‑
(C＝O)
‑
R
12
的基团，R
12
表示C1至C
10
烃基或
‑
OR
13
‑
基团，以及R
13
表示C1至C
10
烃基，条件是至少一部分基团Y是式(IX)的基团，条件是在每种情况下基于所述氨基官能化的有机聚硅氧烷的衍生物的总重量，八甲基环四硅氧烷(D4环状化合物)、十甲基环五硅氧烷(D5环状化合物)和十二甲基环六硅氧烷(D6环状化合物)的杂质在每种情况下以小于0.1重量％的比例存在，并且在50℃的温度下在20天的储存时间之后，代表D4、D5和D6的D4环状化合物的比例在每种情况下保持低于0.1重量％。2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，根据本发明的组合物使用通式(X)的氨基官能化的有机聚硅氧烷的衍生物：YR2SiO
‑
(R2SiO)
k
‑
(RZSiO)
l
‑
(RQSiO)
o
‑
R2SiY(X),，其中，R、Y、Z和Q是根据权利要求1中所定义的，k是从50至700的整数，l是从1至30的整数，以及o是从0至30、优选1至15的整数，条件是至少一部分基团Y是式(IX)的基团。3.根据权利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述基团Y的一部分对应于式(IX)的(异)氧基烷基基团，其中，除了为羟基或甲氧基基团的式(VIII)的基团之外，还涉及C4‑
C
10
烷氧基基团或C4‑
C
10
单烷基二醇醚基团。4.根据权利要求1至3中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东，
申请(专利权)人：瓦克化学股份公司，
类型：发明
国别省市：